郝 宇
(西安公路研究院有限公司,陜西西安 710065)
視距是保證公路車輛安全行駛的一項(xiàng)重要設(shè)計指標(biāo),高速公路作為全封閉公路,具有指標(biāo)高、速度快的特點(diǎn),發(fā)生事故會造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。在實(shí)際設(shè)計及運(yùn)營過程中,小半徑曲線右轉(zhuǎn)方向由于硬路肩(一般為2.5~3 m)寬度的存在,駕駛員視線透視性較好,基本滿足停車視距所需要的橫凈距。左轉(zhuǎn)方向駕駛?cè)藛T視線被中分帶護(hù)欄、防眩板或植物防護(hù)等設(shè)施阻擋,視線透視性較差,存在停車視距不足的問題。
停車視距與駕駛員視線如圖1所示。
圖1 停車視距與駕駛員視線
根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20—2017)[1],停車視距為:
式中:f——縱向摩阻系數(shù),依車速及路面而定;t——駕駛者反應(yīng)時間,判斷時間1.5 s,運(yùn)行時間1 s。
計算停車視距與設(shè)計速度關(guān)系如表1所示。
表1 停車視距與設(shè)計速度的關(guān)系
根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20—2017),各級公路平曲線L一般值均大于停車視距S停[1]。按照1∶1∶1原則,推斷圓曲線長度L′約為平曲線長度的1/3,通常情況下,圓曲線長度比緩和曲線長度長,即使以平曲線長度的1/3計算,圓曲線長度L′也基本大于停車視距S?;蚺c其相當(dāng)。由此可見,在絕大多數(shù)情況下,停車視距均小于圓曲線長度,或與圓曲線長度相當(dāng),如表2所示。
表2 平曲線、圓曲線最小長度一般值與停車視距的關(guān)系
故本文在計算最大橫凈距時,均只考慮圓曲線長度L′>停車視距S停的情況。
高速公路斷面如圖2所示。
圖2 高速公路半幅斷面
高速公路左偏曲線內(nèi)側(cè)所能提供的橫凈距,主要由視點(diǎn)位置以及遮擋視線的障礙物決定。視點(diǎn)位置一般定義在不利車道(內(nèi)側(cè)視距計算為第一行車道)車道寬度的1/2處,遮擋視線的障礙物一般為路側(cè)護(hù)欄。
提供的橫凈距主要由C值、左側(cè)路緣帶、行車道寬度的1/2構(gòu)成[2-3],具體計算結(jié)果如表3所示。
表3 不同設(shè)計速度下左偏曲線內(nèi)側(cè)所能提供的橫凈距
滿足視距條件所需橫凈距與圓曲線半徑大小正相關(guān),提供的橫凈距為定值,計算幾何關(guān)系如圖3所示。
圖3 所需橫凈距計算
圓曲線內(nèi)滿足視距條件所需的橫凈距為:
式中:h——所需橫凈距(m);Rs——曲線內(nèi)側(cè)行駛軌跡半徑(m);γ——視距線所對應(yīng)的圓心角(°);S停——停車視距(m)。
根據(jù)式(2)、式(3),驗(yàn)算規(guī)范中圓曲線一般最小半徑對應(yīng)的所需橫凈距與曲線內(nèi)側(cè)的橫凈距關(guān)系,如表4所示。
表4 一般最小半徑所需橫凈距與所能提供橫凈距的關(guān)系
由表4可知,規(guī)范中圓曲線一般最小半徑計算得出的滿足視距所需的橫凈距,均大于該設(shè)計速度下左偏曲線內(nèi)側(cè)所能提供的橫凈距,視距均不滿足安全要求。
在實(shí)際設(shè)計過程中,需要滿足視距條件的圓曲線半徑作為選線參考??梢愿鶕?jù)所能提供的橫凈距,計算滿足視距的圓曲線半徑值,小于該半徑則需考慮一定的工程安全措施,消除視距不足造成的影響。
滿足視距條件的圓曲線最小半徑如表5所示。
表5 滿足視距條件的圓曲線最小半徑
本項(xiàng)目位于陜南秦嶺地區(qū),為山嶺重丘區(qū)新建高速公路,設(shè)計速度80 km/h,雙向四車道公路,路基寬度25.5 m。受山區(qū)地形條件限制,采用573 m以上半徑圓曲線橋梁規(guī)模增加較大,故采用400 m半徑圓曲線,緩和曲線采用150 m。
路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖4所示。
圖4 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面(單位:cm)
計算得出該處圓曲線南半幅最左側(cè)車道所能提供的橫凈距為3.75/2+0.5+0.25=2.625 m,小于計算得出的所需3.744 m的橫凈距要求,該處圓曲線視距無法滿足停車視距的要求。
左側(cè)路緣帶加寬如圖5所示。
圖5 左側(cè)路緣帶加寬
本工程采用了在硬路肩邊緣做輔助線的形式。在圓曲線段,等寬加寬1.16 m,留出富余量。利用緩和曲線150 m漸變至硬路肩邊緣線,示畫標(biāo)線時以硬路肩邊緣線作為基準(zhǔn)示畫行車道。既可保證行駛軌跡連續(xù),又滿足了停車視距不足的要求。針對該處半徑較小等不利因素,同步設(shè)置了多處交安標(biāo)志,以提醒駕駛?cè)藛T注意控制車距及保持車速。
(1)增大圓曲線半徑。在設(shè)計過程中,如工程量增加不大,可考慮采用較大半徑的圓曲線,大于滿足視距要求的圓曲線半徑時,左偏曲線內(nèi)側(cè)車道就可以滿足視距要求。
(2)分線設(shè)計。工程量增加較大的情況下,可考慮采用左右幅路基分線設(shè)計的方式,結(jié)合實(shí)際線形,拉開兩線間距,加寬不利幅路緣帶,滿足視距要求[4]。
(3)調(diào)整中分帶護(hù)欄形式。可考慮采用調(diào)整中分帶護(hù)欄形式的方式增加所能提供的視距,例如將波形梁護(hù)欄適當(dāng)內(nèi)移,采用混凝土護(hù)欄加防眩板的形式等,但改變了護(hù)欄位置或護(hù)欄形式,在交通事故中可能導(dǎo)致事故更嚴(yán)重,需要酌情選擇。
(4)采用限速措施。在不滿足視距的路段,可考慮采用加強(qiáng)交通標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計,提前設(shè)置限速標(biāo)志、振蕩標(biāo)線、視距確認(rèn)等方式,警示駕駛?cè)藛T保持安全車距,避免視距不足導(dǎo)致安全事故的發(fā)生[5]。