李 昆

(河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

1 前 言

安全是公路設(shè)計(jì)中需考慮的首要因素。國(guó)外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)證明,國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)時(shí)期,交通安全問題比較突出。我國(guó)是人口大國(guó),目前也是“交通事故大國(guó)”,對(duì)于正處于經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期的我國(guó)來說,分析把握不同因素對(duì)安全的影響,制定和采取相應(yīng)安全的公路設(shè)計(jì)策略尤為重要。其中,視距是衡量公路安全與否的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)指標(biāo),很多交通事故的發(fā)生是由于視距不足引起的,因此公路沿線應(yīng)有足夠的視距,使駕駛員能及時(shí)察覺潛在的危險(xiǎn),并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

設(shè)計(jì)速度是公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的控制要素,它決定了包括視距在內(nèi)的幾乎所有公路幾何設(shè)計(jì)參數(shù),直接影響著公路的運(yùn)營(yíng)安全。目前國(guó)際上較多采用運(yùn)行速度和設(shè)計(jì)速度兩種不同設(shè)計(jì)體系,其中澳大利亞、歐洲等許多國(guó)家和地區(qū)采用運(yùn)行速度體系,我國(guó)則采用設(shè)計(jì)速度體系。

2 兩種速度體系

2.1 設(shè)計(jì)速度的概念

設(shè)計(jì)速度是指在行車條件良好、公路設(shè)計(jì)特征均能起到控制作用的情況下,一條公路上能保持的最高安全速度。作為公路路線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)指標(biāo),設(shè)計(jì)速度用于規(guī)定線形的最低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)速度對(duì)一特定路段而言是一個(gè)固定值,而在實(shí)際駕駛行為中,沒有任何一個(gè)駕駛?cè)俗允贾两K去恪守這一固定車速,實(shí)際行駛速度總是隨公路線形、車輛動(dòng)力性能及駕駛?cè)颂匦缘雀鞣N條件改變而變化,只要條件允許,駕駛?cè)丝偸莾A向采用較高速度行駛。因此與路段設(shè)計(jì)車速配合的線形指標(biāo)不能滿足公路使用者的安全行車要求。

2.2 運(yùn)行速度的概念

運(yùn)行速度是在單元路段上車輛的實(shí)際行駛速度。因不同車輛在行駛過程中可能采用不同車速,通常按統(tǒng)計(jì)學(xué)中測(cè)定的從高速到低速排列第 85個(gè)百分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的車輛行駛速度作為運(yùn)行速度。有別于設(shè)計(jì)速度的人為規(guī)定,運(yùn)行速度是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo),是單元路段車輛實(shí)際行駛速度。運(yùn)行速度具有充分顧及交通安全的人性化優(yōu)勢(shì),具有線形與實(shí)際行駛速度緊密協(xié)調(diào)的科學(xué)性。

3 視距檢驗(yàn)及相應(yīng)對(duì)策

通過對(duì)兩種速度體系的分析可知,采用運(yùn)行速度對(duì)路線進(jìn)行視距檢驗(yàn)較為科學(xué)、合理。以長(zhǎng)深高速遵化至南小營(yíng)段為例,由于設(shè)有中央分隔帶無對(duì)向車流,同向車輛只需考慮制動(dòng)停車視距。小客車與大貨車的加速性能、制動(dòng)能力和幾何特性等都存在明顯差異。針對(duì)不同的車型,采用的視距檢驗(yàn)方法亦不同,分為小客車的視距、貨車的視距及中央分隔帶視距檢驗(yàn)。

3.1 小客車的視距

小客車的停車視距是汽車以特定速度行駛時(shí),普通駕駛員在駛抵車道上的障礙物之前能作出反應(yīng)并安全停車所需的最短距離。小客車停車視距采用路段運(yùn)行速度計(jì)算值計(jì)算。當(dāng)采用路段運(yùn)行速度計(jì)算值計(jì)算的停車視距大于設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的停車視距時(shí),應(yīng)加大停車視距。停車視距公式為

式中:Sc為小客車停車視距,m;v85為運(yùn)行速度的計(jì)算值,km/h;t為空駛時(shí)間,即反應(yīng)時(shí)間,取 2.5s(判斷時(shí)間 1.5s,運(yùn)行 1.0s);g為重力加速度,取 9.8m/s2;f為縱向摩阻系數(shù),依運(yùn)行速度和路面狀況而定。

通過停車視距就可以計(jì)算出不同的平曲線半徑所需要的橫凈距,橫凈距是指行車軌跡線與視距曲線之間的距離,橫凈距的計(jì)算公式為

式中:m為所需橫凈距,m;R為內(nèi)車道中線處的曲線半徑,m;S為小客車或貨車的相應(yīng)停車視距,m。

小客車的視高取為 1.2m,故具有的橫凈距為

(行車道寬/2+硬路肩寬+土路肩寬 +邊溝寬 +碎落臺(tái)寬+視高/2=橫凈距)

為排查所有可能的視距不良路段,令運(yùn)行速度為期望值120km/h,通過計(jì)算確定檢驗(yàn)范圍。小客車視距范圍檢驗(yàn)見表1。

由表 1可知,對(duì)于小客車,只需對(duì)本項(xiàng)目半徑小于700m的挖方路段進(jìn)行驗(yàn)算即可。小客車檢驗(yàn)見表 2。

表 1 小客車視距范圍驗(yàn)算表

表 2 小客車視距驗(yàn)算表

計(jì)算得到的橫凈距不滿足要求時(shí),可檢查碎落臺(tái)是否為2m,或開挖視距臺(tái),以滿足小客車的視距要求。從中可以看出,現(xiàn)有的路側(cè)橫凈距可以滿足計(jì)算得到的橫凈距。

3.2 貨車的視距

盡管載重車駕駛員由于視點(diǎn)高能看得見相當(dāng)遠(yuǎn)處障礙物的垂直面,并且速度較慢,但這一優(yōu)勢(shì)不足以彌補(bǔ)貨車不良的制動(dòng)性能。特別在側(cè)向視距受限制的地點(diǎn),視點(diǎn)高也會(huì)喪失優(yōu)勢(shì)。所以需對(duì)貨車所需視距進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。

貨車停車視距采用公式為

式中:St為貨車停車視距,m;v85為運(yùn)行速度的計(jì)算值,km/h;t為空駛時(shí)間,即反應(yīng)時(shí)間,取 2.5s(判斷時(shí)間 1.5s,運(yùn)行1.0s);g為重力加速度,取 9.8m/s2;i為路線縱坡度;f為貨車輪胎與路面的縱向摩阻系數(shù),不論運(yùn)行速度大小,一律取值為 0.17。

貨車的視高取為 2m,故具有的橫凈距為

(行車道寬/2+硬路肩寬 +土路肩寬 +邊溝寬+碎落臺(tái)寬 +視高/2=橫凈距)

為排查所有可能的視距不良路段,運(yùn)行速度、縱坡值均取最大值,在最不利條件下的通過計(jì)算,確定檢驗(yàn)范圍。貨車停車視距范圍驗(yàn)算見表3。

表3 貨車停車視距范圍驗(yàn)算表

計(jì)算得到的橫凈距不滿足要求時(shí),則需要開挖視距臺(tái),以滿足貨車的視距要求。由上表可知,對(duì)于貨車,現(xiàn)有的路側(cè)橫凈距基本上可以滿足計(jì)算得到的橫凈距。

3.3 中央分隔帶視距

本項(xiàng)目存在幾處小半徑平曲線的路段,如平曲線半徑選用不當(dāng),可能使橫向凈距不夠,中央分隔帶防眩樹侵入視線,導(dǎo)致平曲線路段縱向視距不能滿足停車視距要求。

根據(jù)橫凈距的計(jì)算公式,對(duì)于設(shè)計(jì)速度 100km/h的路段,在半徑為 1200m時(shí),需要的橫凈距 2.5m,在半徑為1300m時(shí),需要的橫凈距是 2.3m。

現(xiàn)有的中央分隔帶可以提供的橫凈距是 2.375m。因此,設(shè)計(jì)速度為 100km/h的路段,對(duì)于半徑小于 1200m的路段,建議將壓縮中央分隔帶寬度或增大平曲線半徑,以提供足夠的橫凈距,并對(duì)調(diào)整后的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算,表 4是中央分隔帶視距不滿足的路段。

表 4 中央分隔帶視距不滿足的路段

4 結(jié)束語

通過對(duì)長(zhǎng)深高速遵化至南小營(yíng)段設(shè)計(jì)路線的視距檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)中存在的一些不足之處,同時(shí)也提出了改善措施。在路線設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者往往根據(jù)項(xiàng)目所經(jīng)地區(qū)的地形地貌確定設(shè)計(jì)速度,采用相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo),而忽視了車輛在實(shí)際行駛中運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度的差異,導(dǎo)致了路線指標(biāo)在滿足規(guī)范要求的情況下,局部路段還有可能存在視距不足的安全隱患。這就要求在路線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要注意以下方面:設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)的視距應(yīng)不小于采用運(yùn)行速度計(jì)算值計(jì)算的小客車停車視距,在以貨車交通量為主及其他貨車或大客車可能多發(fā)事故路段,設(shè)計(jì)視距還應(yīng)同時(shí)滿足按貨車運(yùn)行速度計(jì)算值計(jì)算的貨車停車視距要求。

[1]JTG/TB05-2004.公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)指南.

[2]JTGB01-2003.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).

[3]JTGD20-2006.公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范.

[4]AASHTO.HighwaySafetyDesignandOperationsGuide1997.

[5]Austroads.RoadSafetyAudit(SecondEdition2002).