高速公路中分带视距与平曲线半径关系的研究

2021-08-14郝宇

智能城市 2021年14期

郝宇

（西安公路研究院有限公司，陕西西安 710065）

视距是保证公路车辆安全行驶的一项重要设计指标，高速公路作为全封闭公路，具有指标高、速度快的特点，发生事故会造成较为严重的经济损失或人员伤亡。在实际设计及运营过程中，小半径曲线右转方向由于硬路肩（一般为2.5～3 m）宽度的存在，驾驶员视线透视性较好，基本满足停车视距所需要的横净距。左转方向驾驶人员视线被中分带护栏、防眩板或植物防护等设施阻挡，视线透视性较差，存在停车视距不足的问题。

1 停车视距与横净距计算

停车视距与驾驶员视线如图1所示。

图1 停车视距与驾驶员视线

1.1 停车视距的计算

根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）[1]，停车视距为：

式中：f——纵向摩阻系数，依车速及路面而定；t——驾驶者反应时间，判断时间1.5 s，运行时间1 s。

计算停车视距与设计速度关系如表1所示。

表1 停车视距与设计速度的关系

1.2 停车视距与圆曲线长度的一般关系

根据《公路路线设计规范》（JTG D20—2017），各级公路平曲线L一般值均大于停车视距S停[1]。按照1∶1∶1原则，推断圆曲线长度L′约为平曲线长度的1/3，通常情况下，圆曲线长度比缓和曲线长度长，即使以平曲线长度的1/3计算，圆曲线长度L′也基本大于停车视距S停或与其相当。由此可见，在绝大多数情况下，停车视距均小于圆曲线长度，或与圆曲线长度相当，如表2所示。

表2 平曲线、圆曲线最小长度一般值与停车视距的关系

故本文在计算最大横净距时，均只考虑圆曲线长度L′>停车视距S停的情况。

1.3 左偏曲线内侧所能提供的横净距

高速公路断面如图2所示。

图2 高速公路半幅断面

高速公路左偏曲线内侧所能提供的横净距，主要由视点位置以及遮挡视线的障碍物决定。视点位置一般定义在不利车道（内侧视距计算为第一行车道）车道宽度的1/2处，遮挡视线的障碍物一般为路侧护栏。

提供的横净距主要由C值、左侧路缘带、行车道宽度的1/2构成[2-3]，具体计算结果如表3所示。

表3 不同设计速度下左偏曲线内侧所能提供的横净距

2 满足视距条件的圆曲线半径

2.1 满足视距条件的圆曲线横净距

满足视距条件所需横净距与圆曲线半径大小正相关，提供的横净距为定值，计算几何关系如图3所示。

图3 所需横净距计算

圆曲线内满足视距条件所需的横净距为：

式中：h——所需横净距（m）；Rs——曲线内侧行驶轨迹半径（m）；γ——视距线所对应的圆心角（°）；S停——停车视距（m）。

根据式（2）、式（3），验算规范中圆曲线一般最小半径对应的所需横净距与曲线内侧的横净距关系，如表4所示。

表4 一般最小半径所需横净距与所能提供横净距的关系

由表4可知，规范中圆曲线一般最小半径计算得出的满足视距所需的横净距，均大于该设计速度下左偏曲线内侧所能提供的横净距，视距均不满足安全要求。

2.2 满足停车视距的最小圆曲线半径计算

在实际设计过程中，需要满足视距条件的圆曲线半径作为选线参考。可以根据所能提供的横净距，计算满足视距的圆曲线半径值，小于该半径则需考虑一定的工程安全措施，消除视距不足造成的影响。

满足视距条件的圆曲线最小半径如表5所示。

表5 满足视距条件的圆曲线最小半径

3 工程实例与改善措施

3.1 工程实例

本项目位于陕南秦岭地区，为山岭重丘区新建高速公路，设计速度80 km/h，双向四车道公路，路基宽度25.5 m。受山区地形条件限制，采用573 m以上半径圆曲线桥梁规模增加较大，故采用400 m半径圆曲线，缓和曲线采用150 m。

路基标准横断面如图4所示。

图4 路基标准横断面（单位：cm）

计算得出该处圆曲线南半幅最左侧车道所能提供的横净距为3.75/2+0.5+0.25=2.625 m，小于计算得出的所需3.744 m的横净距要求，该处圆曲线视距无法满足停车视距的要求。

左侧路缘带加宽如图5所示。

图5 左侧路缘带加宽

本工程采用了在硬路肩边缘做辅助线的形式。在圆曲线段，等宽加宽1.16 m，留出富余量。利用缓和曲线150 m渐变至硬路肩边缘线，示画标线时以硬路肩边缘线作为基准示画行车道。既可保证行驶轨迹连续，又满足了停车视距不足的要求。针对该处半径较小等不利因素，同步设置了多处交安标志，以提醒驾驶人员注意控制车距及保持车速。