張曉燕

(河北工業(yè)大學(xué))

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關(guān)于八車道高速公路中間帶右側(cè)第二條車道寬度壓縮的探討

張曉燕

(河北工業(yè)大學(xué))

在八車道高速公路中，中間帶右側(cè)第二條車道是小客車專用車道，縮減其車道寬度的研究逐漸引起研究人員的關(guān)注。在基本不影響交通能力的前提下，縮減行車道寬度，不僅可以節(jié)約用地，降低工程造價(jià)，還能適度解決目前我國交通建設(shè)需求與土地資源有限之間的矛盾。采用折算系數(shù)法計(jì)算車道寬度壓縮后的通行能力，從而得到不同車道寬度對通行能力的影響，為后續(xù)的深入研究提供參照。

八車道高速公路； 車道寬度壓縮； 通行能力

1 研究背景與目的

近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車保有量逐年增加，2009年末，我國民用汽車保有量達(dá)到7619萬輛，較上年末增長17.8%，其中民用轎車保有量3 136萬輛，增長28.6%。2009年我國生產(chǎn)汽車1379.5萬輛，較上年增長48.2%，其中轎車748.5萬輛，增長48.6%。 汽車保有量的增加，使得原有的四車道高速公路不能適應(yīng)新增的交通量，所以出現(xiàn)了大部分高速公路的改擴(kuò)建工程，包括四改六甚至四改八。而小客車數(shù)量的劇增，使得高速公路的交通組成發(fā)生了變化，小客車專用車道的大車混入率逐漸降低。對于八車道高速公路而言，最右側(cè)車道是大型車專用車道，大型車超車會占用靠近右側(cè)的第二條車道(小客車專用車道)，但不會占用中間帶右側(cè)第二條車道，所以中間帶右側(cè)第二條車道大車混入率幾乎為零。隨著車輛制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車的行駛穩(wěn)定性也在不斷增加，兩車之間需要的安全距離較之前會有所減小。

《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中計(jì)算車道寬度的公式是充分考慮了大型車混入率對行車道寬度的較大影響，而基于以上改變，顯然再套用原公式計(jì)算八車道高速公路中間帶右側(cè)第二條車道寬度是不合適的，其計(jì)算結(jié)果偏大。因此，為了節(jié)約高速公路占地，深入研究八車道高速公路小客車專用情況下的行車道寬度，進(jìn)而提出適宜的寬度值是可行并十分必要的。

2 壓縮車道寬度的合理性

2.1 車道寬度的定義

車道寬度是指為了交通上的安全和行車上的順適，根據(jù)車輛的寬度、交通量、交通組成和汽車行駛速度而確定的寬度。

研究認(rèn)為，在考慮車道的寬度中，除考慮汽車的橫向?qū)挾韧?，還應(yīng)考慮隨著車速而變化的汽車橫向動態(tài)凈空。

一項(xiàng)德國對公路橫斷面的研究認(rèn)為車速與動態(tài)凈空的關(guān)系見表1。

表1 車速與動態(tài)凈空的關(guān)系

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，設(shè)計(jì)速度為120 km/h時(shí)，車道寬度取3.75 m。國外對車道寬度的要求普遍比我國要低，所以研究車道寬度的壓縮是十分必要的。

2.2 車道寬度的計(jì)算

根據(jù)車道寬度包括車身寬度與橫向安全距離兩大部分來計(jì)算車道寬度。

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，小客車的外廓尺寸為1.8 m。

由下式計(jì)算車道寬度

B=a+b

式中：B為車道寬度；a為小客車的外廓尺寸；b為最小動態(tài)凈空。

當(dāng)設(shè)計(jì)速度為120 km/h時(shí)，最小動態(tài)凈空是1.25 m，代入上式得：B=a+d=1.8+1.25=3.05 m，即車道寬度最小不能低于3.05 m，取車道的寬度為3.25 m。車道寬度變窄后，是否會對通行能力造成很大的影響？下面將計(jì)算不同車道寬度下的通行能力，并比較其差距。

2.3 通行能力計(jì)算及比較

通行能力的計(jì)算方法有多種，采用折算系數(shù)法計(jì)算通行能力。

折算系數(shù)法常用于可能通行能力(實(shí)際通行能力)的計(jì)算，以基本通行能力為分析基礎(chǔ)，同時(shí)考慮道路條件、交通條件、控制條件等因素修正后的通行能力。

由于只涉及到車道寬度對設(shè)計(jì)速度的修正，故只列舉了車道寬度對設(shè)計(jì)速度的修正值。見表2。

表2 車道寬度對設(shè)計(jì)速度的修正

單向車道數(shù)≥4時(shí)，ΔVN取0。

2.3.1 車道寬度為3.25 m時(shí)的通行能力

(1)速度修正，取設(shè)計(jì)時(shí)速為120 km/h，車道寬度3.25 m，速度折減5 km/h,折算后速度為115 km/h，車道數(shù)為單向4車道，不折減。根據(jù)06版路線實(shí)際規(guī)范，120 km/h, 100 km/h對應(yīng)的通行能力分別為2 200 pcu/h , 2 100 pcu/h。由于實(shí)際行駛速度為115 km/h。采用線性內(nèi)插法得出其對應(yīng)的通行能力為2 175 pcu/h。

(2)車型組成fHV，取1。

(3)fN為車道修正系數(shù)，對于六車道以上高速公路，由于車道數(shù)增加，對通行能力造成一定影響，取0.99 。

(4)fp為駕駛者總體特征修正系數(shù)，由于車道寬度變窄，可能會使駕駛員還不適應(yīng)改后的路寬，在車道寬度為3.25 m時(shí)，取0.95。

因此車道的實(shí)際通行能力為：

Cr=Cd×fHV×fN×fp=2 175×1×0.99×0.95=2 045 veh/h/車道

2.3.2 車道寬度為3.50 m時(shí)的通行能力

各參數(shù)取值方法與車道寬度為3.25 m時(shí)相同，經(jīng)過計(jì)算取折算后速度為117 km/h,通行能力為2 185 pcu/h；fHV取1；fN取0.99；fp取0.98。

因此車道的實(shí)際通行能力為：

Cr=Cd×fHV×fN×fp=2 185×1×0.99×0.98=2 120 veh/h/車道

2.3.3 車道寬度為3.75 m時(shí)的通行能力

車道寬度為3.75 m時(shí)，速度無折減，通行能力為2 200 pcu/h；fHV取1；fN取0.99；fp取1.0。

因此車道的實(shí)際通行能力為：

Cr=Cd×fHV×fN×fp=2 200×1×0.99×1.0=2 178 veh/h/車道

2.3.4 不同車道寬度下的通行能力

通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，車道寬度變窄，通行能力會隨之下降。見表3。從計(jì)算結(jié)果可以看出，3.50 m寬的車道通行能力較3.75 m車道寬的通行能力差異很小，但當(dāng)車道寬度低于3.50 m時(shí)，通行能力相對于標(biāo)準(zhǔn)車道而言下降速度加快。建議八車道高速公路中間帶右側(cè)第二條車道寬度縮減為3.50 m。

表3 不同車道寬度下的通行能力

3 結(jié) 語

雖然車道寬度變窄，會影響車輛的橫向駕駛行為，進(jìn)而導(dǎo)致通行能力的變化，但是以上研究表明縮減八車道高速公路中間帶右側(cè)第二條車道(即小汽車專用車道，且無大車混入)寬度是可行的。

我國高速公路正處在向六車道及以上車道改擴(kuò)建的時(shí)期，車道寬度會直接影響到土地的占有量和工程造價(jià)。

[1] 李霞.高速公路節(jié)地關(guān)鍵技術(shù)及節(jié)地效果綜合評價(jià)[J].長安大學(xué)，2013：75-78.

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[3] 鄭鳳璽,侯明月,趙娟娟.城市道路機(jī)動車道寬度研究[J].道路施工與機(jī)械，2013.

2015-04-20

張曉燕(1989-)，女，研究方向：公路工程。

U411

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1008-3383(2015)09-0028-01