步佳泽

（杭州萧山交通规划设计研究院有限公司,浙江 杭州 311200）

0 引言

行车视距是道路设计中的重要内容，其计算结果的准确性关系到道路设计的可行性及道路投入使用后的安全性，属于一个综合性指标。在道路设计中开展行车视距的计算与设计，优化调整道路的行车视距，使驾驶员在驾驶汽车过程中，可以及时发现道路前方的危险，进而及时采取停车、超车、错车等应对措施，确保汽车驾驶安全。所以，针对行车视距在道路设计中的运用分析，对于提高道路行车安全性有着重要价值。

1 行车视距在道路设计中运用需要考虑的问题

1.1 行车视距大小问题

行车视距是驾驶员在停车、超车、错车等过程中的可视距离，从道路设计应用行车视距的角度来看，还需考虑到道路在平面、弯道、纵坡的条件下，行车视距的设计与计算，从设计层面保障道路投入使用后的行车视距安全。例如，在道路坡顶设计中，应着重考虑行车视距问题，汽车距离坡顶越近，驾驶员的行车视距越小，坡顶遮挡两侧道路车辆驾驶员的视觉，也就是说汽车在接近坡顶位置的行车视距趋于零，一旦两辆车的会车视距小于最小安全距离，就会增加两车碰撞的概率。所以道路设计要根据安全行车视距的要求，进行坡顶凸形竖曲线半径的调整，达到增加会车视距的目的。再者，公路等级、设计速度的不同，对于行车视距的标准要求也不相同，需要遵循《公路工程技术标准》中行车视距设计要求进行道路设计。

1.2 视觉感受问题

道路设计中在确定公路功能与等级后，以设计速度作为基础控制参数进行路线的设计，并遵循道路设计相关的标准规范，结合道路平或竖曲线半径、视距、纵坡等几何线形的指标，通过这些指标协调控制完成整个道路设计工作。与设计速度相关的事项有地形、地质、公路功能和技术等级、运行速度等。不同等级公路设计速度不同，行车视距的大小也不相同，比如停车视距，高速公路及一级公路，设计速度为120 km/h时停车视距为210 m，设计速度为100 km/h时停车视距为160 m，超车视距与会车视距在一级公路以下的公路设计中也设定了要求，如设计速度为80 km/h时停车视距110 m，会车视距220 m，超车视距550 m[1]。公路设计速度是一个基准数值，也是汽车驾驶员行车速度的参考值，实际的行车速度受到道路条件、驾驶员驾驶能力与经验、汽车性能、天气状况、道路通行情况等多方面的影响，如在长直线路段，行车视觉感受良好，运行速度会大于设计速度，在曲线段行车视觉感受较差，汽车会小于设计速度行驶。驾驶员在汽车高速行驶状态下，动视力与静视力相比下降10%～20%，驾驶条件不良的情况下，下降可达到30%～40%，车速越快，动视力下降就越大，有效视野范围就越小。

1.3 驾驶错觉问题

错觉是指人出现了错误的认知，知觉未能准确地反映出外部事物的变化，甚至是人的大脑已经做出了错觉的判断，但在行动上却无法做出改变。驾驶错觉是引发交通事故的原因之一，驾驶人员长时间驾驶昏昏欲睡，或者是身体出现问题，以及精神状态不佳等，导致感知失误，使大脑做出错误判断，形成较高的行车安全风险。比如，在小于半圆圆弧曲线路段上行车，驾驶员视觉感知的弯度小于道路实际弯度。在下坡路段，随着车辆不断向前行驶，驾驶员视觉感知路面倾斜度逐渐降低，易形成提前完成下坡的错觉。驾驶错觉主导着驾驶员的驾驶行为，为了消除环境、弯道、坡道、曲线道路等对驾驶员视觉的误导，应在道路平曲线、凹竖曲线、凸竖曲线等线形设计中，针对影响行车视距的地点，准确地计算出行车视距，如平面视距、纵断面视距、桥下视距等。同时在易形成驾驶错觉的路段，设置标志牌、路面划线等，提前提醒驾驶人员注意保持行车视距。

2 道路设计中行车视距计算方法

2.1 停车视距计算

停车视距由反应距离、制动距离、安全距离组成，其中反应距离计算公式为：

式中，v——行车速度（km/h），驾驶员发现前方阻碍的感觉时间取1.5 s，制动反应时间取1.0 s，t=1.5+1.0。

制动距离：

停车视距ST=S1+S2+S0，S0为安全距离，取值5～10 m。

2.2 会车视距计算

会车视距是指道路不同方向两辆汽车行驶相遇，从发现至安全停车的最短距离，主要由反应距离、制动距离、安全距离组成，与停车视距组成相同，但会车视距为双向车辆采取制动辆车安全停止的最小距离，会车视距SH≈2ST。

2.3 超车视距计算

超车是指后车超越前车，超车视距为其最小的通视距离，构成分为以下四个阶段。

（1）加速行驶距离：

式中，v0——被超车辆的速度；t1——加速时间，a——平均加速度。

（2）超车汽车在对向车道行驶的距离：

式中，v——超车汽车行驶速度；t2——加速时间。

（3）超车结束后两辆车之间的安全距离：S3取值为15～100 m。

（4）整个超车过程中，对向汽车的行驶距离：

超车视距Sc等于上述四个阶段的距离之和，该值为理想值，在实际计算中S4计算公式中的t2建议取2/3t2，S2也取2/3S2，以进行超车视距的折减，从而计算出最小必要超车视距[2]。

3 行车视距在道路设计中的应用

3.1 平面设计中的应用

3.1.1 平曲线临界半径计算

在道路平曲线半径设计中，需要其具有足够大距离，即驾驶员在进入平面曲线路段起始点后，通视区域可达到平面曲线的另一侧，平面曲线的中间位置不会影响到驾驶员的驾驶视线，也就是平面视距，以此保证道路平面具有安全有效的行车视距。在平面设计行车视距计算中，平曲线半径取临界半径R，该值为从车道中心线开始至视线阻碍边缘的侧向距离，可以得出下式：

式中，S——行车视距；h——横净距离。

在汽车左转弯与右转弯的情况下，h采用以下公式进行计算，假设横断面范围内视线宽度为标准值，则

式中，W、L、m、a——行车道路宽度、路肩宽度、中间带宽度与侧带宽度。使用R计算出道路平曲线的临界半径。

3.1.2 计算注意事项

道路设计需要综合考虑设计路段的地质条件、地形地势，以及该路段周边的构造物等。在平曲线半径计算后，结合设计道路的实际情况选择了较小半径，如果该值小于平曲线的临界半径，则要进行道路平面最大横净距的分析判断，在最小行车视距的条件下，最大横净距区域内是否存在遮挡视线的事物，如果存在阻碍视线的遮挡物，需进行视距宽度计算。设定h0为曲线内侧至遮挡物的距离，在h≤h0时，平曲线半径可行；当h＞h0时，半径不符合要求，应去除h-h0的宽度差，将曲线内侧妨碍视线的遮挡物拆除，如房屋、设施等，树木进行稀疏砍伐[3]。如果曲线内侧遮挡物是道路中间带的设施，在中间带两侧均匀加宽，以增加行车视距的宽度。

3.2 纵断面设计中的应用

3.2.1 凸形竖曲线半径计算

凸形竖曲线设计的关键点是汽车在向坡顶行驶过程中，至坡顶一定的距离后，驾驶员的驾驶视线受到坡顶的阻挡，在坡顶的另一侧形成视觉盲区。凸形竖曲线设计应综合考虑汽车上坡与下坡的安全性和舒适性，并要准确地计算出凸形竖曲线半径，保证驾驶的良好视野与安全的行车视距。在竖曲线长度L＞S的条件下，Rmin=S2/4，在L＜S情况下，最小竖曲线半径为：

式中，S——行车视距；Δi——纵坡面坡度值的代数和。

3.2.2 凹形竖曲线半径计算

凹形竖曲线道路设计中，行车视距为桥下视距，汽车从上坡处行驶至坡底，然后再向上行驶，汽车在上坡处向下行驶过程中，驾驶员在对向坡面上行造成视觉盲区。凹形竖曲线半径在计算中，不仅要考虑到行车视距问题，还要特别注意限制离心力，汽车夜间行驶车灯的照射距离与行车的安全性及舒适性。

假设在夜间汽车行驶至凹形竖曲线路段，在车灯照射、汽车行驶等状态下，汽车的行车视距仍然要在安全值的范围内，设车头灯距离地面高度为0.75 m，灯光的扩散角为1°，在竖曲线长度L≥S的条件下：

在L＜S条件下：

汽车位于桥梁结构物下方的凹形竖曲线上时，桥梁下方的结构会遮挡视线，设驾驶员视线高1.2 m，障碍物高度取最大值0.75 m，桥下净空取4.5 m。

S≤L的情况下：

S＞L的条件下：

3.2.3 计算结果分析

基于不同的竖曲线长度与行车视距条件下，进行道路凸形竖曲线与凹形竖曲线最小竖曲线半径的计算，根据公路不同的计算行车速度，及对应的视距S值，进行最小竖曲线半径Rmin的计算，并与《公路路线设计规范》中的采用值进行比较，确定满足行车视距要求的Rmin值。采用上述公式及取值，最终计算结果如表1所示，计算出的Rmin值比规范中的采用值略大。

表1 不同行车速度下满足行车视距的最小竖曲线半径

在实际的道路设计中，行车视距条件允许的情况下，不建议取规范中的最小值。如果道路纵断面设计受到设计路段地形、地质、周围构造物与树木等的影响，需使用规范设定的最小竖曲线半径，则要全面清除凸形或凹形竖曲线视距宽度范围内的遮挡物，尽可能保证视距宽度满足行车视距的要求。

4 道路设计中行车视距辅助性设计措施

4.1 交通标志辅助设计

道路交通标志具有提醒、警示、组织交通等作用，在道路设计中合理设置交通标志，可有效改善视距，弥补道路行车视距的不足。比如，在视距不良的道路上，专门设置视距不良慢行标志，在小半径弯道且存在视觉障碍的路段，沿着线路布设线性诱导标。在视觉障碍物、转弯较多的路段，设置提示减速标志，提醒驾驶员减速慢行，注意驾驶安全，避免长时间驾驶引起的驾驶错觉与视觉感受偏差。通过在道路上设计交通警示标志，实现对道路设计各要素的协调，促使驾驶员控制车速、提高注意力，改善驾驶员的运行视距，提高道路行车视距设计的质量。道路标线对于行车视距也有着良好的影响，如防滑标线减少汽车的制动距离，确认距离线提醒驾驶人员在转弯、上坡、下坡等道路上的具体位置，促使其保持安全的行车视距，防止驾驶错觉引发的交通事故。

4.2 沿线景观辅助设计

汽车驾驶员在道路上驾驶过程中，视野受到汽车结构的限制，前方事物在视觉中占比较少，路面占比较多，视野较窄，并且汽车行驶速度越快，驾驶员的视野就越窄。因此在道路设计中要充分准确运用行车视距，切实做好平曲线、平面交叉处、凹竖曲线、凸竖曲线等行车视距的计算，以保证曲线最小半径达到行车视距的要求[4]。在保证道路线形设计质量的基础上，适当地运用视觉诱导，建立一个连续性的驾驶视觉，聚焦驾驶员的注意力，而道路景观是影响驾驶员视觉连续性的关键。一方面，道路两侧的自然景观整体协调，不可有扭曲、跳跃的表现。另一方面，道路上的广告牌、构造物等颜色不可过于艳丽、图案不可夸张，无须过多装饰，保证道路视觉的纯净，避免分散驾驶员的注意力，导致感觉与制动反应时间的增加，不利于驾驶安全。

5 结语

道路设计中影响行车视距的因素较多，如地形条件、气候变化、周边构造物，以及驾驶员本身驾驶能力，汽车实际的运行速度等。在道路设计中，须从道路的实际出发，综合考虑驾驶员的视觉感受、驾驶错觉，以及道路沿线的地质条件、周边环境、气候、构造物等工程因素，因地制宜，准确地计算出行车视距，以提高道路平面与纵断面行车视距设计的质量，保障道路投入运行后的安全性。