嘉 捷
(深圳高速工程顧問(wèn)有限公司,廣東深圳518049)
公路幾何線形設(shè)計(jì)要考慮公路平面線形、縱斷面線形,以及橫斷面的組成相協(xié)調(diào),還要注意視距的暢通。確定公路幾何線形時(shí),在考慮地形、地物、土地的合理利用及環(huán)境保護(hù)因素時(shí),要充分利用公路幾何組成部分的合理尺寸和線形組合,從施工、養(yǎng)護(hù)、經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行等角度出發(fā),保證平面、縱斷面、橫斷面的組成相協(xié)調(diào)。對(duì)線形指標(biāo)受較大制約的路段,還應(yīng)充分考慮增加安全提醒、調(diào)整橫斷面、采用分離式路基、調(diào)整互通出入口等特殊措施,滿足安全行車所需的停車視距、會(huì)車視距、超車視距等,最大限度地保障交通安全。線形合理,安全設(shè)施完善,對(duì)交通安全具有極其重要的作用。反之,不但會(huì)降低公路通行能力,造成運(yùn)輸者時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的損失,甚至成為交通事故隱患。
在平面線形設(shè)計(jì)中,線形指標(biāo)主要考慮最小圓曲線半徑、直線長(zhǎng)度、緩和曲線設(shè)置及其長(zhǎng)度、停車視距、互通設(shè)置、曲線超高等基本因素。其中,對(duì)于曲線段停車視距的考慮往往容易被忽視。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,當(dāng)?shù)匦螚l件受限制不得不采用較小的平曲線半徑時(shí),往往僅注意到了最小圓曲線半徑滿足規(guī)范要求的最小值甚至極限值,而忽略了曲線段上個(gè)別車道可能存在停車視距不足的問(wèn)題。
在停車視距不足的地方,采取的最簡(jiǎn)便的措施就是通過(guò)交通工程方式限制車速。高速公路的最小設(shè)計(jì)車速是80 km/h,當(dāng)設(shè)計(jì)車速限制在80 km/h時(shí),仍不能滿足最小停車視距的要求,就需要采取其它措施加以控制。
在深圳某既有道路高速化改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,按照高速公路的最小設(shè)計(jì)車速80 km/h,對(duì)不同圓曲線半徑路段外向半幅路的內(nèi)側(cè)超車道停車視距要求的最小橫凈距做了檢算,現(xiàn)分析如下。
按照規(guī)范要求和方案比選需要,現(xiàn)對(duì)平曲線半徑不大于800 m的彎道停車視距進(jìn)行計(jì)算,具體計(jì)算半徑分別為 370 m、500 m、600 m、700 m、800 m。
其中,370 m半徑為需要改造道路的現(xiàn)狀半徑,若采用該半徑值新線位將與已施工線位一致,不再增加征用土地;路線可完全利用已經(jīng)施工完成的路基及其構(gòu)筑物,從而最大限度地減少工程量,節(jié)約投資。因此,對(duì)370 m半徑也專門進(jìn)行停車視距的檢算。
1.2.1路線設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)速度:V=80 km/h;
小客車停車視距:S停=110 m;
下坡段貨車停車視距(縱坡i<3%):S停=125m。
1.2.2視距參數(shù)
視距起點(diǎn):小客車目高1.2 m,貨車目高2 m,距離行車道邊緣1.5 m;
視距終點(diǎn):物高0.1 m,距離行車道邊緣1.5 m。
計(jì)算車道為圓曲線外向半幅路的最內(nèi)側(cè)車道(超車道),其左側(cè)設(shè)置0.5 m路緣帶和中央分隔帶。
根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)計(jì)算行車速度小于80 km/h時(shí),中央分隔帶內(nèi)C=0.25 m寬度為建筑限界,不得有任何部件侵入。此部分0.25 m寬度也作為橫凈距檢驗(yàn)寬度。
行車視點(diǎn)曲線左側(cè)現(xiàn)有橫凈距為:1.5+0.5+0.25=2.25(m)。
經(jīng)計(jì)算可知,各圓曲線半徑路段外向半幅路面超車道的停車視距情況如下。
圖1 370 m半徑橫凈距計(jì)算圖
圖2 500 m半徑橫凈距計(jì)算圖
圖3 600 m半徑橫凈距計(jì)算圖
圖4 700 m半徑橫凈距計(jì)算圖
圖5 800 m半徑橫凈距計(jì)算圖
1.4.1 370 m圓曲線半徑
小客車:需要4.113 m橫凈距,目前尚差
1.863 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
貨車:需要5.309 m橫凈距,目前尚差3.059 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
1.4.2 500 m圓曲線半徑
小客車:需要3.040 m,尚差0.790 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
貨車:需要3.925 m,尚差1.675 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
1.4.3 600 m圓曲線半徑
小客車:需要2.532 m,尚差0.282 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
貨車:需要3.268 m,尚差1.018 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
1.4.4 700 m圓曲線半徑
小客車:需要2.169 m,富余0.081 m,橫凈距滿足停車視距要求。
貨車:需要2.800 m,尚差0.550 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
1.4.5 800 m圓曲線半徑
小客車:需要1.897 m,富余0.353 m,橫凈距滿足停車視距要求。
貨車:需要2.449 m,尚差0.199 m,橫凈距不足,不能滿足停車視距要求。
總結(jié)以上分析可知,在不采取任何措施的情況下,即使圓曲線半徑滿足規(guī)范要求的最小圓曲線半徑值,也不能滿足所有車道的停車視距要求。
在該項(xiàng)目中,若加大370 m曲線半徑到700 m(見(jiàn)圖6),路線向東(曲線內(nèi)側(cè))移動(dòng)約41 m,需增加征地面積,重新開挖路基,路線左側(cè)已經(jīng)施工的部分邊坡,排水設(shè)施需廢棄,涵洞、通道需加長(zhǎng)處理,增加工程量較多。
圖6 不同圓曲線半徑方案比較圖
因此,應(yīng)在圓曲線半徑基本上保持不變的情況下,采用一些特殊的處理方法來(lái)保障合理的停車視距。一般采取的主要措施有如下幾種:
(1)加寬路肩;
(2)加寬中間帶;
(3)將構(gòu)造物后移;
(4)設(shè)置交通安全設(shè)施。
在該項(xiàng)目中,若采取交通安全設(shè)施限速管理,將不能滿足高速公路最低80 km/h的設(shè)計(jì)車速,且局部指標(biāo)的降低對(duì)全線安全、順暢地行車不利。故考慮在原370 m曲線半徑處采用了雙設(shè)計(jì)線的方法解決停車視距不足的問(wèn)題,即在保持利用已施工路基的情況下,將此段路線按左右線分離,分別采用392m和353m的曲線半徑,增加中間帶的寬度(中央分隔帶寬度不變),從而增加了曲線外側(cè)超車道左側(cè)路緣帶的寬度,滿足了該超車道停車視距要求的橫凈距,如圖7所示。
互通區(qū)內(nèi)對(duì)主線的圓曲線半徑指標(biāo)要求高于一般路段上要求的最小圓曲線半徑值,例如80 km/h設(shè)計(jì)車速條件下,互通區(qū)主線最小圓曲線半徑的極限值為700 m,要高于一般路段上要求的最小圓曲線半徑值。這個(gè)要求主要是對(duì)立交范圍內(nèi)的視距、視覺(jué)、對(duì)前方路況的預(yù)知性、變速車道的平縱線形及其與主線的銜接,以及匝道關(guān)鍵段落的平縱線形等一系列形態(tài)要素的宏觀控制,以保證車流順暢平滑,變速?gòu)娜荩拐麄€(gè)立交具有良好的運(yùn)行性能。
圖7 加寬中間帶保障停車視距示意圖
當(dāng)圓曲線半徑不滿足互通設(shè)置要求時(shí),最直接的方法是增大半徑,但是當(dāng)條件受限時(shí)簡(jiǎn)單地增加半徑值可能會(huì)增加大量的工程量,增加投資。
在深圳某既有道路高速化改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目中,一處現(xiàn)狀互通區(qū)主線半徑不足700 m的路段采取了調(diào)整互通型式,調(diào)整匝道出入口位置,使分匯流鼻端的位置向前或后移至曲率大于700 m的路段上,從而保證匝道出入口良好的視距,圖8為調(diào)整前匝道出入口在600 m半徑上的互通型式,圖9為調(diào)整后匝道出入口移出600 m半徑范圍的互通型式。
圖8 匝道出入口位于R-600m圓曲線內(nèi)的互通方案圖
圖9 匝道出入口調(diào)至R-600 m圓曲線外的互通方案圖
視距是駕駛員在公路上能夠清楚地看到前方道路某處的距離,是公路幾何設(shè)計(jì)的重要因素。足夠的視距對(duì)保證行車安全,提高通行能力將起到重要作用。在行駛過(guò)程中,路況信息要有足夠的時(shí)間來(lái)處理,就要選擇足夠的行駛距離來(lái)完成。在視距設(shè)計(jì)過(guò)程中,反應(yīng)時(shí)間的取值要大于所有駕駛員的正常平均值,特別在復(fù)雜情況下,如急彎處、交叉口、立交匝道處、車道變化處、交通標(biāo)志等設(shè)施處。在取反應(yīng)時(shí)間時(shí),應(yīng)增加判斷時(shí)間,該值應(yīng)大于2.5 s。
通過(guò)事故率與行車視距的關(guān)系調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明,事故率隨視距的增加而降低。設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意停車視距、會(huì)車視距、錯(cuò)車視距、超車視距的設(shè)計(jì)與計(jì)算。
雖然造成交通事故的原因是多方面的,大多數(shù)交通事故并非一定是幾何設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的,但科學(xué)完善的交通安全設(shè)計(jì)是減少交通事故、避免旅客生命財(cái)產(chǎn)損失的有效手段,從而達(dá)到安全性、舒適性、愉悅性的和諧統(tǒng)一。