一級公路彎道外側(cè)超車道停車視距的計算方法分析

宣海洋 （安徽宏泰交通工程設(shè)計研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著我國公路運輸行業(yè)的快速發(fā)展，道路等級逐步提升，行車速度越來越快，對交通安全的要求越來越高，尤其是在對一級公路的設(shè)計中，往往對視距的考慮不夠全面。視距是指道路上車輛在行駛過程中，從正常的駕駛位置可以看到道路路面范圍內(nèi)一定高度的障礙物或交通設(shè)施的最遠距離，是道路設(shè)計的重要依據(jù)，也是汽車行駛安全的重要保障之一。視距共分為停車視距、會車視距、超車視距三類，設(shè)置了中央分隔帶的一級公路是分向分道行駛的，不存在會車和對向超車的需求，對道路安全影響較大的主要是停車視距。一級公路行車道外有硬路肩、土路肩及邊溝等安全凈區(qū)，寬度可以滿足停車視距的要求，而位于中央分隔帶彎道外側(cè)的超車道，常常因綠化植物、護欄遮擋視線給行車造成安全隱患，本文對彎道處中央分隔帶停車視距的計算方法進行深入研究。

1 駕駛員視點位置研究

圖1 彎道中分帶護欄對停車視距的影響

在《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2017）中規(guī)定，“檢驗停車視距時，采用的駕駛員目高分別為1.2m（小客車）、2.0m（載重貨車），視點物高取0.1m[1]”。中央分隔帶內(nèi)主要有綠化植物、路緣石和護欄，路緣石一般不高于0.12m，對駕駛員的視線影響小，可忽略；護欄高度一般在70～90cm，與路緣石邊相距50cm，與行車道距離近且為垂直放置，對停車視距的影響很大，尤其是凸形豎曲線，本文橫凈距以護欄邊為界進行控制。

公路設(shè)計所采用的車輛寬度分別為1.8m（小客車）、2.5m（載重貨車），結(jié)合駕駛員的位置及相關(guān)資料調(diào)查，本文選取小客車的視點約在車輛左側(cè)0.5m，載重貨車約在車輛左側(cè)0.6m[2]。一級公路車道寬度一般為3.75m、3.50m，車輛在正常行駛過程中基本沿車道的中間行駛，因此本文將視點位置選定在距離路緣帶邊1.2m、目高1.2m 的地方。不利情況是車輛靠近路緣帶行駛，屬非正常情況且時間短，故文中未作考慮，具體如圖2、圖3所示。

圖2 小客車超車道視點位置

圖3 載重貨車超車道視點位置

2 彎道處超車道橫凈距的計算

一級公路作為高等級道路，一般情況下圓曲線長度較長，下文對圓曲線大于或小于停車視距時彎道超車的計算進行說明。

2.1 圓曲線大于停車視距的橫凈距計算

一般情況下一級公路超車道的橫凈距由路緣帶寬度、視點與路緣帶距離、路緣帶與護欄之間距離這三部分內(nèi)容組成[3]，不同設(shè)計速度下橫凈距如表1 所示。

表1 一般情況下一級公路超車道的橫凈距

作為一級公路，平面技術(shù)指標均比較高，一般圓曲線長度大于停車視距，如圖4 所示，平曲線內(nèi)最大橫凈距可通過以下公式進行計算：

圖4 滿足停車視距的最大橫凈距

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點處圓曲線半徑；α為停車視距對應(yīng)的角度；R為道路中心處曲線半徑；a為中分帶寬度；b為路緣帶寬度；S為停車視距。

根據(jù)式（1）和式（2），滿足圓曲線一般半徑及極限最小半徑所需的橫凈距值如表2所示。

表2 滿足圓曲線一般半徑及極限最小半徑所需的橫凈距值

從表2 中可以看出按照圓曲線一般半徑及極限最小半徑進行一級公路設(shè)計，所需的橫凈距均大于表1 所列的超車道橫凈距，即外側(cè)超車車道的停車視距不滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2017）的規(guī)定值，給行車安全帶來了重大的隱患。

2.2 圓曲線小于停車視距的橫凈距計算

局部受限的情況下圓曲線小于停車視距，如圖5 所示，平曲線內(nèi)最大橫凈距可通過以下公式進行計算[4]：

圖5 滿足停車視距的最大橫凈距

圖6 增加中央分隔帶及路緣帶寬度

圖7 調(diào)整超車道的平曲線半徑

式中：W為橫凈距；Ra為駕駛員視點處圓曲線半徑；α為平曲線外對應(yīng)的角度；β為圓曲線對應(yīng)的角度；L為圓曲線長度；S為停車視距。

上述公式是在假設(shè)圓曲線位于中間的情況下推導(dǎo)而來的，圓曲線位于其他位置時可采用同樣的方式進行推導(dǎo)計算。通過公式（4）計算出的橫凈距略小于公式（1）的計算值。

3 停車視距不足的改進措施

3.1 增加平曲線半徑

在一級公路設(shè)計階段，在路側(cè)無受限、造價增加不大的情況下，應(yīng)盡量采用較大的平曲線半徑，使其滿足停車視距需求和橫凈距要求，根據(jù)公式（1）及三角函數(shù)的泰勒級數(shù)，可計算出滿足停車視距和橫凈距要求所需的最小平曲線半徑如表3所示。

表3 滿足停車視距和橫凈距要求所需的最小平曲線半徑

3.2 調(diào)整護欄及綠化植物位置

在增加寬度不大的情況下，可維持原中分帶的寬度，通過將護欄及綠化植物內(nèi)移并減小綠化植物種植的范圍來增加中央分隔帶外側(cè)超車車道的橫凈距，保證其停車視距，如中央分隔帶寬度小于1.5m 時可采用防眩板來替代植物防眩。

3.3 增加中央分隔帶及路緣帶寬度

如道路的平曲線半徑無法達到表3中的最小半徑時，可以通過調(diào)整中央分隔帶的寬度來增加超車道的橫凈距，保證停車視距要求[5]。

通過公式（1）可推導(dǎo)出需加寬的寬度W1：

式中：a為原中分帶寬度，一級公路一般中分帶寬度為2m，即a=2。中分帶內(nèi)綠化和護欄靠內(nèi)側(cè)布置。

3.4 調(diào)整超車道的平曲線半徑

在外側(cè)無受限條件時，可以通過調(diào)整外側(cè)超車道的平曲線半徑、增加超車道與中央分隔帶的間距來滿足停車視距的要求，加寬部分可作為硬路肩、中央分隔帶使用，外側(cè)超車道需增加的半徑為：

式中：R1 為超車道調(diào)整后的平曲線半徑，單位為m；R為原超車道平曲線半徑，單位為m；W為需要增加的橫凈距，單位為m；β為平曲線轉(zhuǎn)角。

4 結(jié)語

在一級公路設(shè)計過程中，設(shè)計者注重交叉口安全視距、安全交叉停車視距、通視三角區(qū)視距及凸形豎曲線的半徑這四方面的設(shè)計，而忽略了中央分隔帶橫凈距的驗證，橫凈距不足容易造成停車視距不良而引發(fā)交通事故；而且超車道上車輛速度快，停車視距不足的情況引發(fā)的交通事故比較嚴重，設(shè)計過程中應(yīng)予以重視。本文討論了圓曲線長度與停車視距不同大小的狀況下，橫凈距的計算問題，同時在橫凈距不滿足的情況下提出了相應(yīng)的解決方案和措施，可供一級公路設(shè)計時參考使用。