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        城市道路機(jī)動(dòng)車道寬度取值研究

        2014-05-09 08:26:10
        交通科技 2014年3期
        關(guān)鍵詞:可夫機(jī)動(dòng)車道城市道路

        戴 琪 劉 軍 孫 騰

        (中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司 武漢 430071)

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,機(jī)動(dòng)車道的保有量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng),隨之而來(lái)的是城市道路變得越來(lái)越擁堵,在土地資源處于極度短缺及城市道路紅線無(wú)法擴(kuò)大的情況下,充分利用既有道路資源提高道路的運(yùn)行效率,無(wú)疑是緩解城市道路交通擁堵的一個(gè)有效方法。

        機(jī)動(dòng)車道是橫斷面的重要組成部分,由于橫斷面寬度和道路長(zhǎng)度的乘積效應(yīng),斷面寬度增減,道路用地面積可能變化很大,甚至決定道路周邊建筑的拆遷與否。同時(shí)提高道路運(yùn)行效率簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法便是合理布置機(jī)動(dòng)車道寬度,在紅線寬度不變和保證行車安全的前提下盡可能增加機(jī)動(dòng)車道數(shù)量。同時(shí)我國(guó)越來(lái)越多的專家學(xué)者對(duì)車道寬度給出的建議值基本小于規(guī)范值[1-3]。由此可見(jiàn),選擇合理的機(jī)動(dòng)車道寬度有非常重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

        1 主要國(guó)家的車道寬度

        一些主要國(guó)家車道寬度值見(jiàn)表1。

        表1 主要國(guó)家車道寬度表 m

        由表1可見(jiàn),與世界其他主要國(guó)家相比,我國(guó)城市道路的機(jī)動(dòng)車道寬度標(biāo)準(zhǔn)普遍高于很多國(guó)家的車道寬度水平,世界大多數(shù)國(guó)家城市主干路的車道寬度取值采用3.5 m,而我國(guó)城市主干路只在大型汽車或大、小型汽車混行且速度v≤40 k m/h時(shí)車道寬度取值采用3.5 m,在城市道路等級(jí)更低的情況下這種取值差別更加明顯:城市次干路與支路我國(guó)車道寬度取值為3.5 m,而其他國(guó)家普遍取值在2.75~3.35 m之間。

        2 城市道路機(jī)動(dòng)車道寬度計(jì)算理論——波良可夫模型

        機(jī)動(dòng)車道的寬度主要取決于設(shè)計(jì)車輛車身的寬度、橫向安全距離(車身邊緣與相鄰部分邊緣之間橫向凈距),以及車輛行駛時(shí)的擺動(dòng)寬度。其中車身寬度與橫向安全距離是城市機(jī)動(dòng)車道寬度計(jì)算的2大部分。橫向安全距離與行車速度有著必然的聯(lián)系,需要根據(jù)道路橫斷面型式,考慮不同的車道所需的合理寬度。

        車輛駕駛轉(zhuǎn)向盤偏離的擺動(dòng)誤差,使車輛行駛路線與車道線之間有一個(gè)偏移誤差角θ,隨著車速的提高,由偏移角所引起的橫向偏移距越大,應(yīng)預(yù)留的橫向安全距離就越大,這是波良可夫模型的核心。

        波浪可夫模型在研究行車速度與道路機(jī)動(dòng)車道各組成部分的關(guān)系時(shí),提出了關(guān)于行駛車輛間橫向距離、行駛車輛與道路路緣石邊緣的橫向距離計(jì)算模型,即波良可夫模型,計(jì)算圖式見(jiàn)圖1。

        圖1 波良可夫模型計(jì)算圖式

        波浪可夫計(jì)算公式為

        式中:x為對(duì)向行車的橫向安全距離;d為同向行車安全距離;c為車輛與路緣石之間的橫向安全距離;v1為較快車輛車速,k m/h;v2為較慢車輛車速,k m/h;v為臨近路面邊緣一側(cè)的車速。

        波良可夫模型認(rèn)為,車輛行駛速度無(wú)限接近0時(shí)車身與車身的最小安全為0.4 m,車身與路緣石的最小橫向安全距離為0.7 m。

        我國(guó)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]對(duì)機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)車輛及其外廊尺寸要求見(jiàn)表2。

        表2 機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)車輛及其外廊尺寸 m

        由表2可見(jiàn),我國(guó)小型汽車的車身寬度取1.8 m,大型車及鉸接車的車身寬度取2.5 m;根據(jù)城市交通管理規(guī)則規(guī)定,小型汽車專用道的限制車速及考慮通行能力和安全等其他因素,取40 k m/h為常規(guī)目標(biāo)車速,30 k m/h為低速目標(biāo)車速,根據(jù)波良可夫模型的計(jì)算公式,結(jié)合車道位置分別計(jì)算各種類型的車道寬度,計(jì)算的車道寬度在3.13~3.78 m之間。《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[4]》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)依據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)速度大于60 k m/h時(shí)一般機(jī)動(dòng)車道取較寬值,即至少3.5 m,車速高時(shí)取3.75 m,速度小于或等于60 k m/h時(shí)小客車專用道取3.25 m,由此得到各種機(jī)動(dòng)車道寬度的規(guī)定值,見(jiàn)表3。

        表3 《規(guī)范》中一條機(jī)動(dòng)車道最小寬度

        3 波良可夫模型的修正

        近幾十年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,車輛各方面的性能發(fā)生了很大的變化,波浪可夫模型的使用條件及參數(shù)值的確定依據(jù)也隨之有諸多變化。波浪可夫模型中的0.7或0.4,是當(dāng)汽車行駛速度接近0時(shí)的最小安全距離。根據(jù)城建部門資料顯示:當(dāng)車速在40~60 k m/h時(shí),相應(yīng)的橫向安全距離x=1.2~1.4 m;d=1.0~1.4 m;c=0.5~0.8 m。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,ABS、EBD等整車穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,車輛行駛的穩(wěn)定性逐漸加強(qiáng),側(cè)向擺動(dòng)日趨減少[5]。因此模型中確定的橫向安全距離值有進(jìn)一步減少的可能,侯宗霖[6]通過(guò)對(duì)不同情況行駛車輛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍攝,利用數(shù)碼相機(jī)和攝像記錄,分析得到車輛在現(xiàn)行道路上行駛時(shí)不同情況下車輛之間的橫向安全距離分布,從而得到合理的橫向安全距離值,也就是波良可夫模型的修正公式

        根據(jù)式(1)和式(2)計(jì)算的不同速度下車輛橫向安全距離,見(jiàn)表4。

        表4 不同速度下車輛橫向安全距離 m

        由表4可見(jiàn),根據(jù)式(2)計(jì)算的對(duì)向行車的橫向安全距離x比式(1)計(jì)算的要大,但這種增大的趨勢(shì)隨著速度的增大而明顯減小。而式(2)計(jì)算的同向行車的橫向安全距離d及車輛與路緣石之間的橫向安全距離c都要比式(1)計(jì)算的小,并且速度越高,這種減小的趨勢(shì)越明顯。

        根據(jù)以上修正模型分析及城市道路中經(jīng)常使用的行車速度,計(jì)算汽車在不同速度下所需要的車道寬度(包括路緣帶寬度)。計(jì)算結(jié)果為:當(dāng)車速為100 k m/h時(shí),大型車或混行車道寬度為3.73 m,小客車專用車道為3.02 m,當(dāng)車速在80~60 k m/h時(shí),大型車或混行車道寬度為3.55~3.36 m,小客車專用車道為2.73~2.62 m,當(dāng)車速在50~20 k m/h時(shí),大型車或混行車道寬度為3.29~3.27 m,小客車專用車道為2.57~2.38 m。

        通過(guò)以上分析,建議一般城市道路大型車或混行車道寬度取值宜為3.50 m,小客車專用道取值宜為3.25 m,車道寬度的取值可根據(jù)行車速度的提高或降低適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少。

        4 結(jié)論

        (1)與世界其他國(guó)家的城市道路車道寬度取值相比,我國(guó)車道寬度取值還有降低的余地。

        (2)車道寬度加大,駕駛員心理放松,操作的自由度及橫向擺動(dòng)寬度就加大,增加了同車道超車的安全隱患。

        (3)適當(dāng)?shù)貕嚎s車道寬度,縮小了道路用地面積,節(jié)約了國(guó)土資源,減少了工程費(fèi)用,同時(shí),通過(guò)減少車道寬度增加機(jī)動(dòng)車道數(shù),可提高道路的運(yùn)營(yíng)能力,減少交通混亂。

        [1] 李朝陽(yáng).城市道路橫斷面規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[J].城市規(guī)劃匯刊,2001(2):47-52.

        [2] 騰生強(qiáng),楊曉光.關(guān)于城市道路交通設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探討[J].中國(guó)市政工程,2000(9):1-5.

        [3] 李朝陽(yáng).關(guān)于我國(guó)城市道路功能分類的思考[J].城市規(guī)劃匯刊,1999(4):39-42.

        [4] CJJ 37-2012城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.

        [5] 易 云.對(duì)當(dāng)前城市道路橫斷面規(guī)劃設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].規(guī)劃師:規(guī)劃設(shè)計(jì)版,2002(6):33-35.

        [6] 侯宗霖.武漢市機(jī)動(dòng)車道寬度與橫斷面組合型式研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2006.

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