盧艷坤

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽市 110166)

1 概述

道路線形是平面線形、縱斷面線形和橫斷面線形的集合體。其中視距占有非常重要的作用，對(duì)車輛行駛的安全、舒適都有很大的影響。駕駛員是用眼睛追蹤道路的變化來操作汽車的，因此無論如何對(duì)道路的曲線半徑、縱坡、道路寬度進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，但如果不能保證充分的視距，那么從道路的安全性和舒適性來講都是不利的。在所有的道路中都必須保證視距的要求，視距在受到地形和地貌制約的道路中對(duì)設(shè)計(jì)的影響很大。故保證視距是進(jìn)行道路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。

停車視距即決定了凸形豎曲線最小半徑的選擇又決定了滿足停車視距的最小平曲線半徑的選擇。

筆者現(xiàn)對(duì)中外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)停車視距指標(biāo)選取的異同進(jìn)行整理并加以分析論證，供道路工作者參考使用。

2 停車視距

停車視距是汽車行駛時(shí)，駕駛?cè)藛T自看到前方障礙物時(shí)起，至達(dá)到障礙物前安全停車止，所需的最短行車距離。

2.1 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的停車視距

公路停車視距由兩部分組成：駕駛者在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離；開始制動(dòng)到剎車停止所行使的距離，即制動(dòng)距離。另外，應(yīng)增加安全距離5～10m。通常按式(1)計(jì)算：

(1)

式中：V—行駛速度，km/h；設(shè)計(jì)速度為120～80km/h采用設(shè)計(jì)速度的85%；60～40km/h采用設(shè)計(jì)速度的90%；30～20km/h采用原設(shè)計(jì)速度；

f1—縱向摩阻系數(shù)，依車速及路面狀況而定；

t—駕駛者反應(yīng)時(shí)間，取2.5s(判斷時(shí)間1.5s、運(yùn)行時(shí)間1.0s)。

表1 潮濕狀態(tài)下的停車視距

2.2 城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范中的停車視距

城市道路停車視距由反應(yīng)距離、制動(dòng)距離及安全距離組成，按式(2)和式(3)計(jì)算：

Ss=Sr+Sb+Sa

(2)

式中：Sr—反應(yīng)距離(m)；

Sb—制動(dòng)距離(m)；

Sa—安全距離(m)，取5m。

(3)

式中：Ss—停車視距(m)；

V—設(shè)計(jì)速度(km/h)；

μs—縱向摩擦系數(shù)，取0.4，按路面潮濕狀態(tài)計(jì)算；

t—反應(yīng)時(shí)間(s)，取1.2s；

βs—安全系數(shù)，取1.2。

表2 城市道路標(biāo)準(zhǔn)中的停車視距

2.3 AASHTO標(biāo)準(zhǔn)中的停車視距

因汽車在公路上行駛受天氣條件影響較大，不良的天氣會(huì)導(dǎo)致能見度和路面附著系數(shù)減小，使汽車制動(dòng)時(shí)間和距離難以確定。故引入了汽車制動(dòng)減速度a。

將式(1)中，令a=gf1得到式(4)。

(4)

式中：d—停車視距(m)；

V—設(shè)計(jì)速度(km/h)；

t—反應(yīng)時(shí)間(s)，取2.5s；

a—汽車制動(dòng)減速度，取3.4m/s2。

表3 AASHTO標(biāo)準(zhǔn)中的的停車視距

2.4 日本道路構(gòu)造2004版的停車視距

日本道路構(gòu)造2004版中有關(guān)停車視距的計(jì)算方法與國內(nèi)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完全一致，即采用2.1節(jié)中式(1)進(jìn)行計(jì)算。

當(dāng)?shù)缆仿访娼Y(jié)冰積雪條件下時(shí)，選取冰雪路面時(shí)的行駛速度和縱向摩阻系數(shù)f計(jì)算結(jié)冰積雪條件下的停車視距。

3 不同標(biāo)準(zhǔn)中停車視距參數(shù)取值的異同

3.1 反應(yīng)時(shí)間t取值的異同

駕駛?cè)烁鶕?jù)所接收的視覺信息作出判斷，并采取相應(yīng)的操作。從駕駛?cè)丝吹叫盘?hào)(線形變化、危險(xiǎn)出現(xiàn)等)到開始進(jìn)行操作(轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等)，存在一個(gè)反應(yīng)時(shí)間，這一反應(yīng)時(shí)間由四部分組成：即察覺、鑒別、激動(dòng)、決斷。國外的研究資料表明平均反應(yīng)時(shí)間為2.5s。

表4 結(jié)冰積雪狀態(tài)下的停車視距

(1)公路工程標(biāo)準(zhǔn)和AASHTO標(biāo)準(zhǔn)中的反應(yīng)時(shí)間t均取值為2.5s。

(2)城市道路標(biāo)準(zhǔn)中，反應(yīng)時(shí)間t取1.2s。城市道路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未找到相關(guān)論述，僅在《城市地下道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 221-2015)條文說明中有關(guān)于反應(yīng)時(shí)間t取值的相關(guān)解釋：

“對(duì)于駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間，從當(dāng)前國外研究以及同濟(jì)大學(xué)對(duì)地下道路駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間相關(guān)研究來看，不考慮駕駛?cè)似诘忍厥馇闆r，在地面與地下行駛時(shí)，駕駛?cè)朔磻?yīng)時(shí)間差別不大，均值都在1.2s左右，因此二者反應(yīng)距離上差別不大?！?/p>

(3)《新理念公路設(shè)計(jì)指南》中論述如下：“有資料顯示，在緊急情況下，大多數(shù)沒有戒備的駕駛?cè)送耆茉?.5s時(shí)間內(nèi)對(duì)明確的信息作出反應(yīng)。因此，駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間可選用2.5s作為理想最低值；2.0s作為警覺狀態(tài)下的最低值；在特殊情況下，也應(yīng)允許考慮1.5s的絕對(duì)最低值，作為預(yù)期在駕駛?cè)藭?huì)保持警惕的地區(qū)可以采用的比選值。以此為基礎(chǔ)，可以理解我國對(duì)各線單元3s行程長(zhǎng)度的規(guī)定”。

3.2 速度V取值的異同

(1)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，停車視距是考慮路面處于潮濕狀態(tài)下，取設(shè)計(jì)速度的85%～90%作為行駛速度進(jìn)行計(jì)算的。

(2)《A Policy on Geometric Design of Highways and Streets》(AASHTO 1984)，AASHTO 1984版中論述，曾假定汽車運(yùn)行在潮濕路面上的最高速度要比在干燥氣候的同樣路面上略低一些。承認(rèn)這一假定，就應(yīng)采用小交通量時(shí)的平均行駛速度，而不采用設(shè)計(jì)速度來確定最小停車視距的極限值。與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的取值一致。

(3)2001版 AASHTO一書中論述，在新近的觀測(cè)表明，許多駕駛?cè)嗽诔睗衤访嫔闲旭偤驮诟稍锫访嫔弦粯涌?。考慮到這一因素，故采用設(shè)計(jì)速度(取代行駛速度)來確定停車視距值。故新版的AASHTO標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)采用設(shè)計(jì)速度作為停車視距的計(jì)算參數(shù)。

(4)城市道路標(biāo)準(zhǔn)中，停車視距采用設(shè)計(jì)速度進(jìn)行計(jì)算。

3.3 縱向摩阻系數(shù)f演化為減速度a

(1)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與AASHTO 1984版本中計(jì)算停車視距時(shí)，均采用縱向摩阻系數(shù)f進(jìn)行計(jì)算，f的具體取值見表1。

(2)城市道路標(biāo)準(zhǔn)中，縱向摩阻系數(shù)統(tǒng)一取值為0.4。

(3)2001版 AASHTO標(biāo)準(zhǔn)中，計(jì)算時(shí)采用減速度a代替縱向摩阻系數(shù)。AASHTO標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于減速度的論述如下：有研究顯示，當(dāng)在道路中發(fā)現(xiàn)障礙物，需要停下來的時(shí)候，以4.5m/s2的減速度進(jìn)行剎車，可以滿足全部車輛的停車需要。如以3.4m/s2的減速度進(jìn)行剎車，可以滿足90%車倆的停車需要。3.4m/s2的減速度是在司機(jī)的可控制范圍內(nèi)的。在濕滑的路面上，以3.4m/s2這樣的減速度減速，司機(jī)基本上可以控制行車方向不偏出原有車道。因此3.4m/s2的減速度(大部分司機(jī)都認(rèn)為是合理的，安全的)一般被作為計(jì)算停車距離的減速度的臨界值。大部分汽車制動(dòng)系統(tǒng)和輪胎-路面摩擦級(jí)別都會(huì)滿足這個(gè)3.4m/s2的減速度臨界值。故2001以后的AASHTO版本，停車視距的計(jì)算用減速度的計(jì)算參數(shù)代替了縱向摩阻系數(shù)f，見式(4)。

4 小結(jié)

(1)關(guān)于反應(yīng)時(shí)間t的取值，筆者通過國內(nèi)外資料的調(diào)研，t取值為2.5s，得到國內(nèi)外的普遍認(rèn)可。

(2)關(guān)于速度V在停車視距計(jì)算中的取值問題。我國公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、AASHTO 1984版和日本道路構(gòu)造2004版，采用路面處于潮濕狀態(tài)下，取設(shè)計(jì)速度的85%～90%的行駛速度V進(jìn)行計(jì)算的；我國城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范和AASHTO 2001版采用設(shè)計(jì)速度V作為計(jì)算停車視距的參數(shù)。筆者認(rèn)為，我國公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)該采用設(shè)計(jì)速度V作為計(jì)算停車視距的參數(shù)。

(3)關(guān)于減速度a與縱向摩阻系數(shù)f，國內(nèi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和日本道路構(gòu)造2004版均采用縱向摩阻系數(shù)f?？v向摩阻系數(shù)f的取值綜合考慮道路的實(shí)際情況，如路面潮濕狀態(tài)、路面結(jié)冰積雪，概念清楚，便于理解與操作。AASHTO 2001版中采用減速度a作為計(jì)算停車視距的參數(shù)，a的取值與g×f1的均值基本一致，見表(3)。

(4)國內(nèi)外關(guān)于停車視距的計(jì)算方法，其基本的理論均是一致的。道路工作者應(yīng)根據(jù)道路所處的具體路段，主要駕駛?cè)说木C合特性，路面的具體狀態(tài)，綜合選取反應(yīng)時(shí)間t、行駛速度V和縱向摩阻系數(shù)f的參數(shù)取值，計(jì)算相應(yīng)的停車視距。