李洪萍
(大連市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,遼寧 大連 116011)
停車視距是確保行車安全的重要條件之一,也是道路幾何設(shè)計的主要依據(jù)。車輛在道路上行駛,如果車道前方存在障礙物,車輛又不可能駛?cè)豚徑嚨览@避時,只能采取制動措施,使汽車在障礙物前完全停住,以保證安全,這一必須保證的最短距離,稱為停車視距,是規(guī)范的強制性條文[1]。視距不良位置容易發(fā)生在小半徑彎道路段、坡差較大的坡頂或坡底(存在構(gòu)筑物橫向跨越道路遮擋視線)、平面交叉口或立交出入口位置等。城市道路受規(guī)劃、用地等條件制約,平面線形中經(jīng)常出現(xiàn)相對較小的圓曲線半徑,若恰好處于橋梁、隧道段,受橋側(cè)防撞墻、聲屏障、防眩板或隧道側(cè)壁與中隔墻等的影響,彎道內(nèi)側(cè)容易出現(xiàn)視距不良的現(xiàn)象,造成安全隱患,特別是對于設(shè)計速度較高的城市快速路、交通性主干路等。本文從停車視距組成及其與最小橫凈距關(guān)系入手,分析平面停車視距的檢驗方法以及在設(shè)計中的應(yīng)用方法;并以某城市快速路隧道為例,分析彎道路段最不利車道的視距檢驗方法,以及在平曲線半徑受限的情況下,確保隧道曲線路段停車視距的設(shè)計措施;最后,對視距檢驗中的視點軌跡線位置、快速路的停車視距值、貨車停車視距等問題進行了討論。
停車視距由反應(yīng)距離、制動距離及安全距離組成,按式(1)進行計算,將計算值向上取整,就得到規(guī)范值[1]。以設(shè)計速度60 km/h的道路為例(快速路或主干路),停車視距的計算值為67.52 m,規(guī)范采用值為70 m:
式中:Ss為停車視距,m;V 為設(shè)計速度,km/h;t為反應(yīng)時間,取 1.2s;βs為安全系數(shù),取 1.2;μs為路面摩擦系數(shù),取 0.4;i為縱坡度,% ,上坡為“+”,下坡為“-”;Sa為安全距離,m 。
為了保證停車視距,彎道內(nèi)側(cè)視點軌跡線與其起終點連接的直線AB范圍內(nèi)應(yīng)保證通視(見圖1),視點軌跡線直線AB的距離稱為橫凈距,在Ss范圍內(nèi),橫凈距是個變量,最大值一般處于Ss對應(yīng)的視點軌跡線的中點處,可按式(2)進行計算:
圖1 彎道視距及橫凈距概念圖
按上述方法計算得到的“最大”橫凈距是在工程設(shè)計中需要保證通視、清障的“最小”范圍,為便于簡化,可以按最不利位置計算,在整個彎道范圍內(nèi)加以保證;若由此導(dǎo)致的清障工作量過大的話,可以采用圖解法,繪制視距包絡(luò)圖,作為視距清障范圍。
根據(jù)前述方法,可計算不同平曲線半徑,不同停車視距條件下,為保證停車視距所必須的最小橫凈距,繪制成圖(見圖2),可在設(shè)計中便捷應(yīng)用。
圖2 平曲線半徑、停車視距及最小橫凈距關(guān)系圖
(1)在平面設(shè)計階段,首先根據(jù)道路的等級和設(shè)計速度,確定停車視距Ss;然后根據(jù)橋、隧的標準橫斷面設(shè)計圖,確定最不利車道行車軌跡線與鄰側(cè)障礙物(橋梁的防撞墻、隧道側(cè)壁等)之間的橫向凈距(不妨設(shè)為Z0),據(jù)此在圖2中查得對應(yīng)的平曲線半徑值(不妨設(shè)為R0),只要平面設(shè)計采用的半徑值Rs不低于R0,停車視距都能得到保證,不需采取額外的措施。
(2)若由于道路紅線、路網(wǎng)銜接、動遷等條件的限制,Rs<R0,此時由圖2查得的橫凈距值Z>Z0,兩者的差值ΔZ=Z-Z0就是為了保證停車視距需要采取設(shè)計措施增大的橫凈距值。
某城市連接海灣南北兩岸的快速路,設(shè)計速度為60 km/h,雙向六車道。主線隧道采用“兩孔一管廊”斷面形式,兩側(cè)為行車孔,中間為設(shè)備管廊,其中,海域段采用沉管隧道,標準橫斷面如圖3所示;南端近陸地處設(shè)置一座地下立交,采用明挖暗埋隧道結(jié)構(gòu),主線變?yōu)殡p向四車道,標準橫斷面如圖4所示。隧道建筑限界兩側(cè)留有0.20 m的裝修及施工誤差空間。沉管段單個行車孔的結(jié)構(gòu)內(nèi)凈寬為12.65 m,中間管廊的結(jié)構(gòu)凈寬為4.40 m;明挖暗埋段單個行車孔的結(jié)構(gòu)凈寬為9.15 m,中間管廊結(jié)構(gòu)的凈寬為2.0 m。在設(shè)備區(qū)完成中間管廊寬度的過渡。
圖3 某快速路隧道沉管段標準橫斷面圖(單位:mm)
圖4 某快速路隧道明挖暗埋段標準橫斷面圖(單位:mm)
由于道路接線條件的限制,近南岸處,平面線形為R=1 050 m的圓曲線直接與R=320 m、ls=50.4 m的基本型曲線連接(見圖5)。需驗算該彎道處停車視距是否滿足規(guī)范要求,若不能,則需采取措施加以保證。
圖5 南岸320m半徑彎道段平面圖
設(shè)計速度為60 km/h的城市快速路的停車視距為 75 m[4],半徑為 320 m,查圖 2,橫凈距約為2.2 m。根據(jù)圖5,可以判定視距不利位置為南行方向的最內(nèi)側(cè)車道和北行方向的最外側(cè)車道。
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3.2.1 南行方向的最內(nèi)側(cè)車道檢驗
根據(jù)標準橫斷面(見圖4),南行方向的最內(nèi)側(cè)車道的橫凈距為1.5 m+0.25 m=1.75 m<2.2 m,不滿足要求。根據(jù)式(2),進一步精確計算,停車視距取75m,Rs取323.55m,計算得到橫凈距為2.17m>1.75 m,ΔZ=2.17 m-1.75 m=0.42 m。需采措施保證停車視距。
3.2.2 北行方向的最外側(cè)車道檢驗
若視點軌跡線取距外側(cè)車道左邊線1.5 m位置,則橫凈距為(3.75 m-1.5 m)+0.5 m+0.25 m=3 m;若視點軌跡線取外車車道的中央,則橫凈距為3.75 m/2+0.5 m+0.25 m=2.625 m。兩者均大于2.2 m,進一步按式(2)進行精確計算,Rs取312.075 m,計算得到橫凈距為2.25 m<2.625 m,停車視距能夠得到保證。
3.3.1 方案1——增大主線半徑(不可行)
查圖 2,Z=1.75 m、Ss=75 m 時,R≈400 m。保持導(dǎo)線方向不變(兩岸接線需要及南側(cè)港池內(nèi)導(dǎo)線平行于碼頭前沿的要求),基本型曲線調(diào)整為R=400 m、ls=50 m,則北側(cè)銜接的圓曲線需調(diào)整,且僅能保證R=888 m<1 000 m(不設(shè)緩和曲線的最小半徑值),需增設(shè)緩和曲線,變?yōu)榛拘颓€。這樣就導(dǎo)致沉管段曲線管節(jié)半徑減小且部分曲線管節(jié)變?yōu)椤熬徍颓€+圓曲線”形式,將會使管節(jié)數(shù)量增加、工期延長,并極大地增大了曲線管節(jié)預(yù)制、浮運、安裝難度,增加了工程風(fēng)險,需尋求影響小的方案。
3.3.2 方案2——調(diào)整結(jié)構(gòu)及裝飾板厚度(推薦)
通過減少主線限界范圍內(nèi)中墻厚度0.05 m(由0.6 m減少為0.55 m),減少主線洞室兩側(cè)以及E、B匝道內(nèi)側(cè)三處裝飾板空間各0.09m(由0.2m減少為0.11 m),減少主線與匝道共用墻厚度0.1m(由0.8 m減少為0.7 m)三項措施(見圖3~圖5),來提供0.05 m+0.09 m×3+0.1 m=0.42 m的橫凈距增加空間(ΔZ)。
該方法需要保證兩點:一是要保證行車軌跡線的連續(xù),該案例通過“南岸設(shè)備區(qū)(一)”處原有的中間管廊寬度過渡段、E匝道和B匝道分流三角區(qū)以及彎道終點處的緩和曲線,可實現(xiàn)行車軌跡線的平順過渡,滿足60 km/h設(shè)計速度的要求;二是要注意相應(yīng)的曲線段的隧道中墻、主線與匝道共用墻以及裝飾板的施工誤差只允許是負值。
該方案不影響主線和匝道的平面線形,僅通過調(diào)整局部結(jié)構(gòu)厚度、調(diào)整交通標線來保證停車視距,影響最小,作為推薦方案。
3.3.3 其他措施
進一步來說,若方案2的措施能夠增加的橫凈距仍然不夠用,則可以通過壓縮中間管廊寬度、外移E匝道和B匝道的中線及隧道外壁等措施來滿足停車視距的要求。
對于視點軌跡線的位置,國外一般都取內(nèi)側(cè)車道的中心線(如日本、美國);我國公路中視距的距離“是指沿車道中心線量得的長度”[5]。城市道路當(dāng)中,根據(jù)《城市道路設(shè)計規(guī)范》(CJJ 37—1990),視點軌跡線的位置即沿內(nèi)側(cè)車道行駛的曲線半徑Rs采用未加寬前路面內(nèi)緣半徑加1.5 m(1.5 m是司機位置至路面邊緣的距離)[2-3]。但該版規(guī)范已作廢,被《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》(CJJ 37—2012)取代,新規(guī)范中并未對視點軌跡線的位置進行說明。對此有兩種理解:一種認為作為方法,在沒有明確其他說法的情況下,應(yīng)該視為延用;另一種認為應(yīng)與公路保持一致。兩者之中,建議取偏于安全的位置進行驗算。
不同設(shè)計速度的公路和城市道路的停車視距規(guī)范規(guī)定值見表1。需要特別注意的是,對于設(shè)計速度是60 km/h的城市快速路,《城市道路路線設(shè)計規(guī)范》(CJJ 193—2012)和《城市快速路設(shè)計規(guī)程》(CJJ 129—2009)規(guī)定的停車視距值不同,分別為70 m和75 m。而兩者均為現(xiàn)行規(guī)范,對此建議執(zhí)行相對較高的標準,即采用75 m。
由于貨車的制動距離增大[式(1)的第二項],貨車的停車視距要高于客車,在下坡路段,隨著縱坡度的增大,貨車停車視距也增大。對此規(guī)范規(guī)定:“對于貨車比例較高的道路,應(yīng)驗算貨車的停車視距”,“對以貨運交通為主的道路,應(yīng)驗算下坡段貨車的停車視距”[1];“高速公路、一級公路以及大型車比例較高的二、三級公路,應(yīng)采用貨車停車視距對相關(guān)路段進行檢驗”[5]。對此,在進行項目的功能定位、交通需求分析及預(yù)測時,需要著重關(guān)注未來項目的交通組成分析,關(guān)注貨車的比例。另外,對于單向三車道及三車道以上道路,常常對車道使用功能進行劃分,貨車在外側(cè)車道行駛,在進行視距驗算時,要注意驗算方法與車道功能劃分相協(xié)調(diào)。
表1 現(xiàn)行規(guī)范停車視距規(guī)定值 m
除隧道中墻、側(cè)墻外,常見的影響停車視距的因素還包括橋梁和道路段的防撞護欄、防眩板、聲屏障,道路彎道內(nèi)側(cè)挖方邊坡、綠化植被,平面交叉口外側(cè)臨近的樹木與建筑、立體交叉出入口三角區(qū)位置的綠化植被等。鑒于停車視距對行車安全的重要影響,在道路總體設(shè)計階段,道路的平、縱、橫幾何設(shè)計應(yīng)與附屬工程、環(huán)保設(shè)施進行一體化設(shè)計,鑒別潛在的視距不良路段,分析影響因素與主體工程之間的相互關(guān)系,設(shè)計階段的相互影響需在一體化的總體設(shè)計階段予以解決,且總體設(shè)計對后續(xù)詳細設(shè)計階段的相關(guān)專業(yè)做好資料互提和技術(shù)交底。對在施工階段需要予以配合的,要在相關(guān)施工技術(shù)要求中予以明確。