李 昆

(河北省交通规划设计院)

1 前 言

安全是公路设计中需考虑的首要因素。国外发展经验证明,国民经济快速增长时期,交通安全问题比较突出。我国是人口大国,目前也是“交通事故大国”,对于正处于经济稳步发展时期的我国来说,分析把握不同因素对安全的影响,制定和采取相应安全的公路设计策略尤为重要。其中,视距是衡量公路安全与否的一项重要设计指标,很多交通事故的发生是由于视距不足引起的,因此公路沿线应有足够的视距,使驾驶员能及时察觉潜在的危险,并作出适当的反应。

设计速度是公路技术标准的控制要素,它决定了包括视距在内的几乎所有公路几何设计参数,直接影响着公路的运营安全。目前国际上较多采用运行速度和设计速度两种不同设计体系,其中澳大利亚、欧洲等许多国家和地区采用运行速度体系,我国则采用设计速度体系。

2 两种速度体系

2.1 设计速度的概念

设计速度是指在行车条件良好、公路设计特征均能起到控制作用的情况下,一条公路上能保持的最高安全速度。作为公路路线设计的基础指标,设计速度用于规定线形的最低设计标准。设计速度对一特定路段而言是一个固定值,而在实际驾驶行为中,没有任何一个驾驶人自始至终去恪守这一固定车速,实际行驶速度总是随公路线形、车辆动力性能及驾驶人特性等各种条件改变而变化,只要条件允许,驾驶人总是倾向采用较高速度行驶。因此与路段设计车速配合的线形指标不能满足公路使用者的安全行车要求。

2.2 运行速度的概念

运行速度是在单元路段上车辆的实际行驶速度。因不同车辆在行驶过程中可能采用不同车速,通常按统计学中测定的从高速到低速排列第 85个百分点对应的车辆行驶速度作为运行速度。有别于设计速度的人为规定,运行速度是一个统计学指标,是单元路段车辆实际行驶速度。运行速度具有充分顾及交通安全的人性化优势,具有线形与实际行驶速度紧密协调的科学性。

3 视距检验及相应对策

通过对两种速度体系的分析可知,采用运行速度对路线进行视距检验较为科学、合理。以长深高速遵化至南小营段为例,由于设有中央分隔带无对向车流,同向车辆只需考虑制动停车视距。小客车与大货车的加速性能、制动能力和几何特性等都存在明显差异。针对不同的车型,采用的视距检验方法亦不同,分为小客车的视距、货车的视距及中央分隔带视距检验。

3.1 小客车的视距

小客车的停车视距是汽车以特定速度行驶时,普通驾驶员在驶抵车道上的障碍物之前能作出反应并安全停车所需的最短距离。小客车停车视距采用路段运行速度计算值计算。当采用路段运行速度计算值计算的停车视距大于设计速度对应的停车视距时,应加大停车视距。停车视距公式为

式中:Sc为小客车停车视距,m;v85为运行速度的计算值,km/h;t为空驶时间,即反应时间,取 2.5s(判断时间 1.5s,运行 1.0s);g为重力加速度,取 9.8m/s2;f为纵向摩阻系数,依运行速度和路面状况而定。

通过停车视距就可以计算出不同的平曲线半径所需要的横净距,横净距是指行车轨迹线与视距曲线之间的距离,横净距的计算公式为

式中:m为所需横净距,m;R为内车道中线处的曲线半径,m;S为小客车或货车的相应停车视距,m。

小客车的视高取为 1.2m,故具有的横净距为

(行车道宽/2+硬路肩宽+土路肩宽 +边沟宽 +碎落台宽+视高/2=横净距)

为排查所有可能的视距不良路段,令运行速度为期望值120km/h,通过计算确定检验范围。小客车视距范围检验见表1。

由表 1可知,对于小客车,只需对本项目半径小于700m的挖方路段进行验算即可。小客车检验见表 2。

表 1 小客车视距范围验算表

表 2 小客车视距验算表

计算得到的横净距不满足要求时,可检查碎落台是否为2m,或开挖视距台,以满足小客车的视距要求。从中可以看出,现有的路侧横净距可以满足计算得到的横净距。

3.2 货车的视距

尽管载重车驾驶员由于视点高能看得见相当远处障碍物的垂直面,并且速度较慢,但这一优势不足以弥补货车不良的制动性能。特别在侧向视距受限制的地点,视点高也会丧失优势。所以需对货车所需视距进行单独计算。

货车停车视距采用公式为

式中:St为货车停车视距,m;v85为运行速度的计算值,km/h;t为空驶时间,即反应时间,取 2.5s(判断时间 1.5s,运行1.0s);g为重力加速度,取 9.8m/s2;i为路线纵坡度;f为货车轮胎与路面的纵向摩阻系数,不论运行速度大小,一律取值为 0.17。

货车的视高取为 2m,故具有的横净距为

(行车道宽/2+硬路肩宽 +土路肩宽 +边沟宽+碎落台宽 +视高/2=横净距)

为排查所有可能的视距不良路段,运行速度、纵坡值均取最大值,在最不利条件下的通过计算,确定检验范围。货车停车视距范围验算见表3。

表3 货车停车视距范围验算表

计算得到的横净距不满足要求时,则需要开挖视距台,以满足货车的视距要求。由上表可知,对于货车,现有的路侧横净距基本上可以满足计算得到的横净距。

3.3 中央分隔带视距

本项目存在几处小半径平曲线的路段,如平曲线半径选用不当,可能使横向净距不够,中央分隔带防眩树侵入视线,导致平曲线路段纵向视距不能满足停车视距要求。

根据横净距的计算公式,对于设计速度 100km/h的路段,在半径为 1200m时,需要的横净距 2.5m,在半径为1300m时,需要的横净距是 2.3m。

现有的中央分隔带可以提供的横净距是 2.375m。因此,设计速度为 100km/h的路段,对于半径小于 1200m的路段,建议将压缩中央分隔带宽度或增大平曲线半径,以提供足够的横净距,并对调整后的结果进行验算,表 4是中央分隔带视距不满足的路段。

表 4 中央分隔带视距不满足的路段

4 结束语

通过对长深高速遵化至南小营段设计路线的视距检验,发现了设计中存在的一些不足之处,同时也提出了改善措施。在路线设计中,设计者往往根据项目所经地区的地形地貌确定设计速度,采用相应的技术指标,而忽视了车辆在实际行驶中运行速度与设计速度的差异,导致了路线指标在满足规范要求的情况下,局部路段还有可能存在视距不足的安全隐患。这就要求在路线设计环节中要注意以下方面:设计速度对应的视距应不小于采用运行速度计算值计算的小客车停车视距,在以货车交通量为主及其他货车或大客车可能多发事故路段,设计视距还应同时满足按货车运行速度计算值计算的货车停车视距要求。

[1]JTG/TB05-2004.公路项目安全性评价指南.

[2]JTGB01-2003.公路工程技术标准.

[3]JTGD20-2006.公路路线设计规范.

[4]AASHTO.HighwaySafetyDesignandOperationsGuide1997.

[5]Austroads.RoadSafetyAudit(SecondEdition2002).