胡祖敏,魯海軍,武賢慧
(1.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 湖北 武漢 430074;2.中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司 路橋設(shè)計(jì)研究院分公司; 3.長(zhǎng)安大學(xué) 建筑工程學(xué)院)
關(guān)于高速公路左側(cè)硬路肩寬度,美國(guó)規(guī)范有具體規(guī)定,四車道1.2~2.4 m,六車道以上3 m,載重汽車達(dá)到250輛/h時(shí),取3.6 m(其他大多國(guó)外規(guī)范未見(jiàn)設(shè)置)。相關(guān)參考文獻(xiàn)對(duì)左側(cè)硬路肩主要功能定性為救援,左側(cè)硬路肩和行車道之間通常以黃色實(shí)線分割,不允許停車,為防止在左側(cè)硬路肩上行車或超車的情況發(fā)生,在路緣帶設(shè)置振動(dòng)帶以提示駕駛員。
設(shè)置了左側(cè)硬路肩,高速公路任意行車道左右兩側(cè)均有一個(gè)車身寬度資源,可供車輛緊急情況下化解“容身之錯(cuò)”,左側(cè)硬路肩設(shè)計(jì)思想與中國(guó)傳統(tǒng)哲學(xué)思想“悔道”極其相似,預(yù)防交通事故發(fā)生,同時(shí)對(duì)事故后有較好的救援、疏通之用。國(guó)外高速公路事故率是一般公路的30%~51%,日本高速公路每百公里事故率是普通公路的1/3~1/2,而美國(guó)僅為1/10。目前各種文獻(xiàn)資料對(duì)主線采用左側(cè)硬路肩設(shè)置有相關(guān)論述,但在互通中的應(yīng)用尚未開(kāi)展,故開(kāi)展互通單車道設(shè)置左側(cè)硬路肩的分析很有必要。
互通單車道硬路肩在中國(guó)目前采用是右側(cè),與主線標(biāo)準(zhǔn)一致,但功用不同?;ネ▍^(qū)域主干線較一般路段,有大量離散的矢量體發(fā)生較顯著變化(包括速度大小和方向)?;ネ▍^(qū)域通過(guò)設(shè)置三角段、變速車道、輔助車道、集散車道等道路路面資源,以及交通標(biāo)識(shí)、標(biāo)志等,提供這些矢量體轉(zhuǎn)換安全硬件措施,依然事故率較一般路段高,有些甚至是事故黑點(diǎn)路段。
鑒于此,可借鑒左側(cè)硬路肩(“悔道”)設(shè)計(jì)思想,把傳統(tǒng)匝道的2.5 m右側(cè)硬路肩移至左側(cè)(圖1),對(duì)互通出入口區(qū)域進(jìn)行綜合對(duì)比,并進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。
圖1 互通8.5 m寬單車道匝道設(shè)置右或左側(cè)硬路肩示意對(duì)比圖(單位:m)
根據(jù)JTG D60-2006《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》,對(duì)主線設(shè)計(jì)車速60、80、100、120 km/h互通區(qū)域的各項(xiàng)變速單車道(右側(cè)硬路肩2.5 m)指標(biāo)參數(shù)作為參考,同等主線和匝道資源條件下,綜合對(duì)比設(shè)置左、右側(cè)硬路肩后的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。
減速車道采用直接式。容誤長(zhǎng)度指的是矢量體錯(cuò)過(guò)行車道出口一定距離,依然可以維持原變速車道軌跡參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入分流點(diǎn)(以車輛完全占用分流點(diǎn)處左側(cè)硬路肩路面資源為準(zhǔn)),見(jiàn)圖2。
圖2 減速車道設(shè)置左、右側(cè)硬路肩對(duì)比示意圖
經(jīng)過(guò)CAD制圖并進(jìn)行幾何計(jì)算,得到左、右側(cè)硬路肩減速車道各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比結(jié)果,見(jiàn)表1。
加速車道采用直接式(直接式較平行式,在行車軌跡線上具有較好的引導(dǎo)與主線車流匯合作用)。容誤長(zhǎng)度指的是矢量體非理性駕駛,提前匯入主線外側(cè)行車道邊界處(保持一個(gè)車身寬度2.5 m)至合流鼻端間的距離,見(jiàn)圖3。
經(jīng)過(guò)CAD制圖并進(jìn)行幾何計(jì)算,得到左、右側(cè)硬路肩加速車道各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比,見(jiàn)表2。
由表2可知:在相同的主線和匝道資源條件下,設(shè)置左側(cè)硬路肩的加速車道較右側(cè)設(shè)置硬路肩有3點(diǎn)優(yōu)勢(shì):① 加速車道增長(zhǎng)55~70 m,提高30%~35%;②主線與加速車道容誤路面資源增加287~412 m2,提高69%~84%;③ 容誤長(zhǎng)度增長(zhǎng)55~70 m,提高60%~81%。
表1 左、右側(cè)硬路肩(2.5 m)減速車道各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)安全參數(shù)指標(biāo)
注:① 右側(cè)分別設(shè)置左、右側(cè)硬路肩2.5 m;② 變化率指(左-右)占右的百分比,此指標(biāo)可作為抗風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),下同。
圖3 加速車道設(shè)置左、右側(cè)硬路肩對(duì)比示意圖
表2 左、右側(cè)硬路肩加速車道各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)安全參數(shù)指標(biāo)
互通是車輛矢量轉(zhuǎn)換裝置,采用左側(cè)硬路肩(“悔道”)設(shè)計(jì)思想,對(duì)比60、80、100、120 km/h設(shè)計(jì)車速下的傳統(tǒng)右路肩變速車道各項(xiàng)指標(biāo)顯著提高,變速車道長(zhǎng)度增長(zhǎng)30%以上,主線與變速車道容誤路面資源提高60%以上,容誤長(zhǎng)度減速車道增加150%,加速車道增加60%以上。
采用右側(cè)硬路肩,通過(guò)提取表1、2數(shù)據(jù),可以計(jì)算出當(dāng)主線設(shè)計(jì)車速由80提高到120 km/h采用右側(cè)硬路肩變速車道技術(shù)參數(shù)提高情況,見(jiàn)表3。
表3 主線設(shè)計(jì)車速由80 km/h提至120 km/h各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)安全參數(shù)指標(biāo)(右側(cè)硬路肩)
注:120、80、120~80 km/h為設(shè)計(jì)車速。
由表3可知:采用左側(cè)硬路肩(較右側(cè)硬路肩指標(biāo))提高率更高。在同等主線與匝道資源條件下,因左側(cè)硬路肩積極參與車輛矢量體轉(zhuǎn)換過(guò)程,抗風(fēng)險(xiǎn)性顯著提高,對(duì)事故率發(fā)生提供更多資源預(yù)防。
互通運(yùn)營(yíng)中,在兩條內(nèi)環(huán)匝道連接區(qū)域,事故率較多(內(nèi)環(huán)匝道設(shè)計(jì)速度≤40 km/h,半徑多采用70 m以下,一般互通采用60 m左右,內(nèi)環(huán)匝道在高等級(jí)公路應(yīng)用普遍)。通常設(shè)計(jì)有兩種方案:① 在主線上兩條內(nèi)環(huán)匝道徑向連接;② 在集散車道上兩條內(nèi)環(huán)匝道徑向連接。
在主線上徑向連接,由于主線車速快,連接的變速車道緊鄰主線車道,無(wú)容誤路面資源,事故率突出,尤其是視距不良的下穿方案。
在集散車道上徑向連接,連接的變速車道緊鄰集散行車道,無(wú)容誤路面資源。因集散車道較主線車速低,車流量小,事故率較小,但工程規(guī)模大,尤其上跨方案。
若采用左側(cè)硬路肩(“悔道”)設(shè)計(jì)思想,可以有限解決安全性問(wèn)題。加、減速車道采用直接式,其余指標(biāo)滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求,因互通匝道左側(cè)硬路肩與主線右側(cè)硬路肩合并功用等通過(guò)直接式調(diào)線,較好地引導(dǎo)車流進(jìn)、出內(nèi)環(huán)匝道。
較傳統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)置左側(cè)硬路肩安全保證有以下特點(diǎn):① 變速車道采用直接式設(shè)計(jì),理性規(guī)范減速區(qū)域、交織區(qū)域、加速區(qū)域的行車軌跡線,保障車輛在駛?cè)虢豢梾^(qū)域前經(jīng)過(guò)了充分的減速,在駛離交織區(qū)域與主線合并過(guò)程,有充分的加速資源保障;② 合流鼻端(同時(shí)又是減速車道末端處)至分流鼻端(同時(shí)又是加速車道起點(diǎn)處)區(qū)域,有充分的不小于車身寬度的硬路肩資源,提供主線車流與互通轉(zhuǎn)換車流間容誤能力。
(1)互通是矢量體轉(zhuǎn)換平臺(tái),設(shè)置左側(cè)硬路肩2.5 m,在同等的主線和匝道資源條件下,變速車道安全技術(shù)參數(shù)可顯著提高,可有效預(yù)防互通區(qū)域交通事故,體現(xiàn)了對(duì)離散矢量體特性的尊重。
(2)設(shè)置左側(cè)硬路肩,可有效預(yù)防(包括兩個(gè)內(nèi)環(huán)匝道徑向連接等)安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,對(duì)互通方案簡(jiǎn)捷化,降低互通規(guī)模有著重要作用。
(3)高速公路網(wǎng)作為高等級(jí)路網(wǎng),對(duì)互通間距有較嚴(yán)格的要求。中國(guó)高速公路采用的是收費(fèi)制模式,為便于管理,互通工程強(qiáng)調(diào)集中思想,不利于高速公路車輛就近疏散,同時(shí),高速公路應(yīng)與地方快速骨架路網(wǎng)、慢行路網(wǎng)(如街道、鄉(xiāng)村公路等)有效安全運(yùn)營(yíng)對(duì)接,左側(cè)硬路肩匝道設(shè)置對(duì)路網(wǎng)搭建運(yùn)營(yíng)安全性有更高保障。