公路與城市道路視距差異性分析

占 逸，朱洪志，段海燕

（1. 武漢市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,湖北 武漢 430023; 2. 上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司武漢分公司,湖北 武漢 430000; 3. 湖北省城建設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430051）

0 引言

視距是道路幾何設(shè)計的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，不僅與設(shè)計速度、豎曲線極限最小半徑、直線最小長度等指標(biāo)直接相關(guān)，還與駕駛員視覺感受、行車舒適性、交通安全性等息息相關(guān)。

1 視距的分類

1.1 公路與城市道路視距分類

《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）[1]將行車視距分為停車視距、超車視距、會車視距、識別視距，且對各類視距技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)皆有明確的規(guī)范要求。

《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2017）[2]引入“安全交叉停車視距”的概念，對特殊情況下不能滿足交叉口通視三角區(qū)，應(yīng)滿足安全交叉停車視距通視三角區(qū)進(jìn)行規(guī)定（見圖1）。

圖1 三角視區(qū)

《城市道路路線設(shè)計規(guī)范》（CJJ 193—2012）[3]將行車視距主要分為停車視距、會車視距、錯車視距和超車視距。大部分城市道路嚴(yán)格實(shí)行分向、分道行駛的交通管制，不允許越過道路中心線利用對向車道進(jìn)行超車，少數(shù)中央設(shè)虛黃線的雙向兩車道支路需要考慮超車視距，此時速度較低，超車視距也較容易滿足。錯車視距是指兩輛對向行駛的車相遇后，相互采取措施至減速錯車所需要的安全距離。若滿足會車視距（兩對向行駛的汽車相遇，采取制動措施至兩車安全停止所需的距離），則必然滿足錯車視距。因此，城市道路主要考慮停車視距和會車視距，僅對停車視距和會車視距取值進(jìn)行規(guī)定。

1.2 物高與目高

視距檢驗(yàn)時，公路規(guī)范對物高與目高的取值主要因車輛類型、路段類型不同而取值不同。貨車物高取0.1 m，目高取2.0 m。小客車物高取0.1 m，目高取1.2 m。出入口路段考慮滿足識別視距（識別前方障礙物、交通設(shè)施）要求，物高取0 m。

城市道路規(guī)范主要考慮因車輛類型、凹凸豎曲線而取值不同。貨車物高取0.1 m，目高取2.0 m。小客車物高取0.1m，凸曲線時目高1.2 m，凹曲線時目高取1.9 m。

2 公路與城市道路視距差異性

2.1 停車視距

汽車行駛時，自駕駛員看到前方障礙物時起，至到達(dá)障礙物前安全停止，所需的最短距離即停車視距[1]。通過對比公路規(guī)范、城市道路規(guī)范關(guān)于停車視距的計算發(fā)現(xiàn)，兩者具有相同的理論基礎(chǔ)，即停車視距由反應(yīng)距離、制動距離、安全距離組成，但兩者規(guī)范取值卻在60 km/h 時不一致（見表1）。

表1 公路與城市道路停車視距

《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2017） 中停車視距的計算公式如下：

式中：f1為縱向摩阻系數(shù)，依車速和路面狀況而定；t 為駕駛者反應(yīng)時間，取2.5 s（判斷時間1.5s、運(yùn)行時間1.0 s）；g 為重力加速度，取9.8 m/s2。

計算出小客車停車視距，見表2。

表2 公路規(guī)范小客車停車視距計算取值

《城市道路路線設(shè)計規(guī)范》（CJJ 193—2012）中停車視距的計算公式如下：

式中：t 為反應(yīng)時間，取1.2 s；βs為安全系數(shù)，取1.2；us為路面摩擦系數(shù)，取0.4；i 為縱坡度（%），上坡為“+”，下坡為“-”。

對式（2）進(jìn)行整理，得：

城市道路制動距離公式本質(zhì)上與公路計算公式相同，只是增加了安全系數(shù)，式（1）中的g f1、式（3）中的gus均為制動減速度。

城市道路規(guī)范計算出的小客車停車視距見表3。

表3 城市道路規(guī)范小客車停車視距計算取值

對比公路與城市道路停車視距計算，發(fā)現(xiàn)存在如下差異性：

（1）公路規(guī)范并未取設(shè)計速度計算，而是取行駛速度（85%設(shè)計速度）計算，但在實(shí)際運(yùn)行中，車輛行駛速度往往超過設(shè)計速度，故城市道路取設(shè)計速度較為合理。

（2）反應(yīng)距離中反應(yīng)時間的取值，公路取2.5 s，城市道路取1.2 s。根據(jù)文獻(xiàn)[4]，駕駛員識別前方狀況判斷后采取措施所需要的時間一般為2.0～2.5 s。實(shí)際運(yùn)行過程中，駕駛員反應(yīng)時間受多方面因素影響，為安全起見，取較大值，故公路取反應(yīng)時間2.5 s 更合理。

（3）關(guān)于制動減速度，公路取值范圍為2.84～4.31 m/s2，城市道路取定值3.92 m/s2。根據(jù)我國《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258—2012）對制動性能的規(guī)定，制動性能最差的為三輪車，且國標(biāo)要求不小于3.8 m/s2。歐洲共同體（EEC）、聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（ECE）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，小客車制動減速度為5.8 m/s2，載貨汽車制動減速度為4.4 m/s2。美國FMVSS 標(biāo)準(zhǔn)給出了一定初速度情況下，汽車制動距離要求，經(jīng)過運(yùn)動學(xué)公式換算，其制動減速度為4.2 m/s2。很明顯，無論是公路還是城市道路，其制動減速度取值相較于歐美標(biāo)準(zhǔn)都偏保守。而針對同一類型車輛（小客車），公路與城市道路制動減速度仍然存在差異，這是不妥的。

（4）關(guān)于安全距離，公路規(guī)范推薦為5～10 m，但在實(shí)際取值中并未嚴(yán)格按此執(zhí)行，60 km/h 以下安全距離均小于5 m。城市道路規(guī)范統(tǒng)一安全距離為5 m。

通過對比公路與城市道路停車視距的計算，發(fā)現(xiàn)兩者本質(zhì)理論基礎(chǔ)是一致的，只是在參數(shù)取值上各有優(yōu)劣。例如，城市道路取設(shè)計速度、安全距離較為合理，公路在反應(yīng)時間取值上較為合理。針對同一理論基礎(chǔ)，同一類型車輛，這種差異性是不應(yīng)存在的，停車視距完全可以統(tǒng)一。而且這種差異性往往容易引起誤解。例如，在60 km/h 時，《城市道路交叉口設(shè)計規(guī)程》（CJJ 152—2010）規(guī)定的停車視距為75 m，而《城市道路路線設(shè)計規(guī)范》（CJJ 193—2012）規(guī)定的停車視距為70m。城市道路規(guī)范存在自相矛盾，往往使設(shè)計人員難以抉擇。

2.2 識別視距

識別視距是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)并識別前方障礙物或方向改變到避讓障礙物或調(diào)整操作所需要的距離[5]。公路規(guī)范對互通式立交分流鼻端、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)等出入口處不同設(shè)計速度下識別視距的范圍進(jìn)行了要求（見表4)，明確當(dāng)條件受限時，識別視距不應(yīng)小于1.25 倍的停車視距[2]，但并未就此規(guī)定進(jìn)行詳細(xì)的理論闡述和說明。

表4 公路規(guī)范識別視距

目前，國內(nèi)識別視距研究依據(jù)的主要是美國ASSHTO 的理論基礎(chǔ)，即在理想狀態(tài)下，駕駛員從最外側(cè)車道上因?qū)煌?biāo)志進(jìn)行識別解讀，并采取措施駛出（入）出入口所需的距離，主要包含識別出入距離和減速駛出（入）距離。長安大學(xué)潘兵宏、周錫湞等[5]考慮了駕駛員從內(nèi)側(cè)車道識別反應(yīng)，進(jìn)行換道到最內(nèi)側(cè)車道，再駛出出入口的識別距離，提出了基于車道變化的出入口識別視距計算模型。

城市道路沿線出入口、附屬設(shè)施等較多，也更加復(fù)雜，這些路段往往是交通事故的多發(fā)地。城市道路規(guī)范卻無識別視距的要求，忽視了此類情況下駕駛員對識別視距的需求，容易引起因視距不足引發(fā)安全事故，存在安全隱患。因此，城市道路規(guī)范應(yīng)考慮識別視距。

2.3 安全交叉停車視距

公路規(guī)范針對特殊情況下，交叉口通視三角區(qū)難以滿足，且采用主路優(yōu)先、次要道路停車讓行的交通管理方式時，主路視距考慮采用安全交叉停車視距[2]。安全交叉停車視距見表5。

表5 公路安全交叉停車視距

城市道路規(guī)范對交叉口采用正常停車視距通視三角區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)高。但是從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性而言，存在“一刀切”的局限，并沒有考慮到城市道路沿線兩側(cè)構(gòu)筑物多，存在一些無法滿足通視三角區(qū)的特殊情形。因此，城市道路可以補(bǔ)充安全交叉停車視距。

3 常見視距不良情形

3.1 高架橋下視距不足

城市道路由于用地受限，交通流較大且市區(qū)交通易集中，故高架橋隨處可見。高架橋的建設(shè)雖能有效地緩解交通壓力，快速完成交通轉(zhuǎn)換，但對地面交通行車舒適性和安全性有著很大的影響。例如，在較窄的道路紅線范圍內(nèi)，高架橋的橋墩采用雙柱墩且布設(shè)于側(cè)分帶主輔合流點(diǎn)附近，密布的橋墩嚴(yán)重影響地面交通的行車視距，存在較大的安全隱患（見圖2）。

圖2 高架橋橋墩不合理布設(shè)

又如，高架橋下凹曲線半徑偏小，行車視距不足，駕駛員無法準(zhǔn)確判斷前方行駛狀況，易感到茫然和緊張（見圖3）。

圖3 高架橋下凹曲線半徑偏小

高架橋下合理的橋墩布設(shè)和豎曲線是保證視距的重要影響因素。在工程造價范圍內(nèi)，橋梁跨徑應(yīng)合理，路口處橋墩間距宜盡量拉大，避免橋墩布設(shè)于出入口合流段遮擋駕駛員視線。同時，橋墩的布設(shè)應(yīng)結(jié)合當(dāng)前道路橫斷面綜合考慮。對于紅線寬度較窄的路段，道路橫斷面宜優(yōu)先考慮一塊板或兩塊板的形式，中央設(shè)花瓶式或門式橋墩；對于道路橫斷面為三塊板、四塊板時，橋墩宜采用雙柱墩，墩的粗細(xì)程度宜合適。豎曲線半徑應(yīng)盡可能取較大值，避免極限值，同時兩側(cè)側(cè)分帶種植物的選擇也很關(guān)鍵。相關(guān)研究表明，較窄的側(cè)分帶不宜種植灌木[6]。

3.2 平面交叉口三角視距不足

相對于公路，城市道路平面交叉口更易出現(xiàn)無法滿足停車視距通視三角區(qū)的情形。如圖4 所示，由于兩側(cè)分車帶較窄且種植灌木、布設(shè)橋墩，而道路兩側(cè)又皆為密集建筑物，無法滿足停車視距通視三角區(qū)。如果考慮清除通視三角區(qū)內(nèi)的障礙物，會造成大面積拆遷，橋墩布設(shè)也難以兼顧，甚至根本無法布設(shè)橋墩。

圖4 平面交叉口三角區(qū)視距不足

如果該路口為燈控路口，應(yīng)采取交通信號燈管控的措施，此時需要滿足停車視距通視三角區(qū)的視距要求。若為設(shè)計速度低、交通流量小，且采用的是主路優(yōu)先交通管理的非燈控路口時，可以考慮滿足安全交叉停車視距的要求。這樣不僅能滿足規(guī)范關(guān)于視距的規(guī)定，保證行駛的安全性，也能減少清除視距三角區(qū)障礙物的工程量，節(jié)省工程投資。

3.3 出入口識別視距不足

不僅平交、立交出入口識別視距需要保證，隧道內(nèi)出入口同樣需要保證。圖5 為某隧道內(nèi)出入口識別視距不足情形，設(shè)計速度為70 km/h。此時駕駛員不得不減速以識別出入口交通標(biāo)志，從而選擇正確的車道駛出。突然減速不僅會造成排隊(duì)擁堵，還容易引發(fā)交通事故。

圖5 出入口識別視距不足

對于此類已建成項(xiàng)目，可考慮增設(shè)交通誘導(dǎo)設(shè)施、提前預(yù)告標(biāo)志等措施來解決識別視距不足的情形。

3.4 夜間視距不足

夜間行車一直以來都是交通事故發(fā)生的高頻時段，主要原因是駕駛員夜間行車視距嚴(yán)重不足?，F(xiàn)有的研究表明，車輛夜間行駛時，近光燈照明距離為37～107 m，遠(yuǎn)光燈照明距離為61～152 m[6]，而60 km/h時識別視距最小為170 m。遠(yuǎn)光燈照明無法滿足交叉口識別視距要求。

城市道路由于沿線設(shè)有照明附屬設(shè)施，夜間行車視距相對公路有較好的改善。山區(qū)公路，尤其高速公路，夜間行車視距問題有待解決。針對此類情形，高速公路采取的措施主要是設(shè)置預(yù)告標(biāo)志、一些重要標(biāo)志單獨(dú)設(shè)置夜間照明，但是效果并不是很理想。因?yàn)槌Ｒ?guī)交通標(biāo)志需要遠(yuǎn)光燈才能看清，而遠(yuǎn)光燈容易通過標(biāo)牌反射到駕駛員的眼睛，產(chǎn)生眩光，導(dǎo)致駕駛員經(jīng)常由于未能及時識別標(biāo)志而駛?cè)脲e誤方向。

目前，城市道路正在推廣主動發(fā)光標(biāo)志，通過利用城市電網(wǎng)、太陽能、風(fēng)能等，使交通標(biāo)志自身為光源，自身發(fā)光，可視距離遠(yuǎn)、能防眩光，可以較好解決夜間行車視距不足的問題，減少交通事故的發(fā)生。未來太陽能主動發(fā)光標(biāo)志將在高速公路上有廣闊的應(yīng)用前景（見圖6）。

圖6 主動發(fā)光標(biāo)志

4 結(jié)語

通過對比公路與城市道路關(guān)于視距的相關(guān)規(guī)范要求，發(fā)現(xiàn)兩者各有優(yōu)劣，且存在一些差異性。具體結(jié)論如下：

（1）公路與城市道路小客車停車視距理論基礎(chǔ)基本一致，在計算取值時各不相同。這些差異不合理且容易產(chǎn)生矛盾，往往使設(shè)計者難以抉擇，可統(tǒng)一起來。

（2）出入口是事故發(fā)生比例較高的路段，保證識別視距十分有必要，城市道路規(guī)范應(yīng)予以補(bǔ)充。

（3）針對設(shè)計速度低、交通流量小，且采用主路優(yōu)先交通管理的的非燈控路口，安全交叉停車視距不僅能滿足規(guī)范關(guān)于視距的規(guī)定，也能減少清除視距三角區(qū)障礙物的工程量，節(jié)省工程投資。

（4）城市道路高架橋橋墩應(yīng)合理布設(shè)、側(cè)分帶不宜種植灌木、豎曲線半徑應(yīng)盡量偏大，避免取極限值，以保證視距和行車舒適性。

（5）太陽能主動發(fā)光標(biāo)志可推廣使用，以滿足夜間行車視距的需求，防眩光，減少安全隱患。