公路设计中视距应用的探讨

公路设计中视距应用的探讨

毛仪生

陕西德尚龙路桥工程设计有限公司陕西西安710000

摘要：在公路设计中，行车视距不仅关系行驶速度，更关系着车辆行驶安全。为了满足行车视距的需要，保证行车安全，根据平曲线、竖曲线、横断面在公路设计中的关于视距的要求，计算出满足行车视距的相关参数。依据相关参数的计算结果，检查公路设计中行车视距是否满足要求，并提出相应解决措施，供公路设计时参考。

关键词：公路设计；行车视距；视距检查；应用

视距是汽车安全行驶的重要保障之一，也是道路几何设计的主要依据。视距是指驾驶员在行驶过程中的通视距离，为了保证行车安全，驾驶员应能看到前方一定距离的公路以及公路上的障碍物或迎面的来车，以便及时刹车或绕过。

1、概述

在公路设计中，行车视距是一项综合性指标，它与公路的平面、纵剖面、横断面及景观设计有非常密切的关系。为了保证行车安全，司机在行车时，需要随时都能看到公路前方的一定距离，以便发现障碍物或对迎面来车采取停车、避让、错车或超车等措施，为完成这些操作过程所必需的、最短时间内的汽车行驶路程称为行车视距。

行车视距S包括停车视距St、会车视距Sh和超车视距SC，其中停车视距St为：

⑴

式中： S1—司机的反映距离（m）；

S2—制动距离（m）；

S3—安全距离，一般取5～10m；

V—行车速度（km/h）；

t—驾驶者反应时间，一般t=2.5s；

g—重力加速度；

f1—纵向摩阻系数，依车速及路面状况而定。

《公路路线设计规范》规定，高速公路、一级公路的视距应采用停车视距，二级、三级、四级公路的视距应采用会车视距，会车视距Sh不小于停车视距的两倍（即Sh≮2St），受地形条件或其他特殊情况限制而采取分道行驶措施的路段，可采用停车视距。超车视距Sc分为全超车视距和最小超车视距。

2、平面设计中的视距要求

2.1平面设计中行车视距的保证主要取决于平曲线半径的大小，当平曲线半径取值足以保证行车视距时，称其为临界半径R0，可通过公式计算，式中R0为临界半径；S为行车视距，按式⑴计算；h为横净距，按驾驶员视线高出路面1.2m（货车取2.0m），物高采用0.10m，距内侧路面未加宽前1.5m处，汽车轨迹与视距线之间的横净距计算。

若曲线半径R≥R0，则满足视距要求，视距满足设计；若R＜R0，则需进行视距检查。

2.2实际设计当中，受地形、构造物等诸多因素的限制，存在较多R＜R0情况，此时，需进行视距检查。一般情况，可通过视距包络图和横净距来进行视距检查。

⑴视距包络图

在驾驶员视点轨迹线上，每隔一定间隔（要求视距的等分）绘出的一系列的视距线相交的外切边缘轮廓线，即为视距包络线，或称为视距包络图。

图1视距包络图

在视距包络线与视点轨迹线之间的任何物体（高度超过1.2m）都会影响公路的通视条件，该范围即为清除障碍物范围。同时，根据中线上各桩位置，在横断面方向上便可量出视点轨迹线到视距包络线之间的距离，该距离即为本断面所需的横净距。

⑵横净距

平曲线上的视距应按汽车沿曲线内侧行驶，以驾驶者视线高出路面1.2m（货车取2.0m），物高采用0.10m，距内侧路面未加宽前1.5m处，汽车轨迹与视距线之间的横净距进行计算检查。

横净距计算的计算表1

表中：h-最大横净距（m）；

S-视距（m）；

L-平曲线长度（m）；

L’-圆曲线长度（m）；

l-回旋线长度（m）

RS-曲线内侧行驶轨迹的半径（m），其值为未加宽前路面内缘的半径加上1.5m；

LS-曲线内侧行驶轨迹长度（m）；

α-公路转角（°）；

γ-视距线所对应的圆心角（°）；

β-回旋转角（°）。

根据上述公式计算结果，可得出不同平曲线半径与视距要求的最大横净距。

以上两种方法皆可进行视距检查，视距包络图中顶点处横净距值是最大的，其他各点随距顶点距离的增大，横净距逐渐减小，检查连续障碍物（如路堑、边坡等）更为合理；而横净距计算检查平曲线弯道的视距是偏于保守的，检查孤立障碍物则更为方便。

3、竖曲线的视距要求

汽车行驶在竖曲线上，若为凸形竖曲线，半径过小，则会阻挡驾驶员视线。若在凹形竖曲线上时，半径过小，夜间行车时，前灯照射距离近，影响行车速度和安全；同时，跨线桥、门架式交通标志及广告宣传牌等位于凹形竖曲线上方时，也会影响驾驶员的视线，影响行车安全。因此，设计中注意通过设置合理的竖曲线来满足视距要求。

《公路路线设计规范》规定：竖曲线应采用较大的半径。当条件受限制时，宜采用大于或接近于竖曲线最小半径的“一般值”；地形条件特殊困难而不得已是，方可采用竖曲线最小半径的“极限值”。

竖曲线最小半径与最小长度的规定主要依据离心冲击、时间行程、视距要求三方面控制因素来确定。竖曲线半径“一般值”是竖曲线最小半径“极限值”的1.5～2.0倍，“极限值”是汽车在纵坡变更处行驶时，为了缓和冲击和保证视距所需要的最小半径的计算值。

竖曲线最小半径“极限值”计算过程如表2、表3所示：

凸形竖曲线最小半径“极限值”的计算表2

凹形竖曲线最小半径“极限值”的计算表3

表中：v-行车速度（计算时采用计算行车速度）（km/h）

D-视距（计算时采用停车视距）（m）

L1-采用的竖曲线长度（m）

△-坡度差（%）

R-极限最小半径（m）

根据竖曲线最小半径“极限值”计算过程及结果，“极限值”只能保证行车安全的最起码条件，随着竖曲线半径值得增加，整个线性更平缓，所取得行车安全、舒适、速度和经济的效果更好。

4、结论

⑴平面设计时，圆曲线半径取值尽量采用大于平曲线最小半径“一般值”，有条件的情况下，采用不小于2倍圆曲线一般值的半径。受地形限制，需要采用小于圆曲线最小半径“一般值”或“极限值”，通过横净距或视距包络图进行视距检查。平曲线内侧及中间带设护栏及其它人工构造物等不能保证视距时，可加宽中间带、路肩或将构造物后移；当挖方边坡妨碍视线时，则应按横净距绘制包络线（视距曲线）开挖视距平台。同时，设置交通安全设施以保证行车安全。

⑵纵断面设计时，尽量采用大于竖曲线最小半径“一般值”，为了安全和舒适，在条件允许的情况下，应采用“一般值”的1.5～2.0倍或更大值，当地形等特殊原因不得已时可采用小于竖曲线最小半径“一般值”或“极限值”时，须进行视距检查。同时，设置交通安全设施以保证行车安全。

⑶在平面、纵断面指标满足的情况下，还应结合横断面、障碍物等情况进行视距检查。重点检查平面、纵断面指标小于“一般值”路段，特别是采取“极限值”的点。

⑷公路设计还应结合现场实际情况，加强对自然环境的保护。避免为追求高指标而对自然环境的破坏，采用经济、合理的技术指标，设置相应的交通安全设施，与自然环境相协调，保证公路设计的安全、经济、合理、环保。

参考文献：

[1]杨少伟.道路勘测设计[M].2版.北京：人民交通出版社，2004.

[2]JTGB01-2014，公路工程技术标准.

[3]JTGD20-2017，公路路线设计规范.