云南省交通规划设计研究院有限公司,云南昆明650011
摘要:公路是三维立体的空间实体工程,公路视距除了受到平纵横等几何指标、参数和平纵组合等影响外,还会受到路堑挖方变坡、护栏、路侧构造物等的遮挡。在安全评价、运营养护中发现,道路线形设计完全符合路线设计规范的情况下,部分路段仍然存在运行车速甚至设计车速下中央分隔带左转停车视距不足的情况。本文以云南省已运营高速公路为例,分析其中央分隔带视距问题并提出相应的措施。
关键词:交通工程、中央分隔带、停车视距、超视距提示
1、引言
自2016年《公路项目安全性评价规范》施行后,在公路建设、养护、事故处理分析中,越来越重视路线评价中的视距问题。公路是三维立体的空间实体工程,公路视距除了受到平纵横等几何指标、参数和平纵组合等影响外,还会受到路堑挖方变坡、护栏、路侧构造物等的遮挡[[1]]。
根据常规的高速公路、一级公路建设横断面分布情况,由于右侧路侧存在不小于3m宽的硬路肩;左侧靠中央分隔带处仅有宽度为0.5m至0.75m的左侧路缘带,中央分隔带可以提供的视距较为有限。在安全评价、运营养护中发现,道路线形设计完全符合路线设计规范的情况下,部分路段仍然存在运行车速甚至设计车速下中央分隔带左转停车视距不足的情况。特别是已经在运营的道路,由于线形、中分带形式、植树防眩等设施已经实施,中分带停车视距问题尤为突出。本文以云南省已运营高速公路为例,分析其中央分隔带视距问题并提出相应的措施。
2、项目概况
本项目为云南省内改扩建设计速度100km/h,路基宽度33.50m,双向六车道高速公路,横断面如图1所示。
图1.路基横断面设计图
其防眩形式采用植树防眩,由于植树防眩修剪造型为锥形、柱形、球形和篱形的特征,横向可视范围受到植株和护栏影响。最内侧快车道为小客车专用车道,故中分带视距对小客车存在影响。
3、中分带视距分析
经查询现今公路工程设计资料、公路项目各阶段安全性评价报告,中分带视距通常采用理论计算最大横净距和按横净距绘制包络线图来核查是否满足停车视距的规定。
经查询1994-2017共计3版路线设计规范中对于横净距的规定,仅有《公路路线设计规范》(JTJ 011-1994)7.9节中列入了最大横净距的计算公式,路线规范调整为D20后的2006和2017版中修编了对于最大横净距计算公式中视点位置和目标物点位置的规定,但最大横净距计算公式未修改和编入规范中。故相应横净距计算和包络图应按现行JTG D20-2017修编后的视点位置和目标物点位置确定[[2]]。
本项目为高速公路无对向车影响,只考虑制动停车视距。停车视距如表1所示。
表1 高速公路停车视距
设计速度(km/h) | 120 | 100 | 80 | 60 |
停车视距(m) | 210 | 160 | 110 | 75 |
满足规范的停车视距对应曲线半径如表2所示。
表2 停车视距对应曲线半径
设计速度 | 停车视距 | 车道宽度 | 路缘带宽度 | 侧向余宽 | 横净距 | 对应曲线半径 |
km/h | m | m | m | m | m | m |
100 | 160 | 3.75 | 0.75 | 0.50 | 2.875 | 1756.905 |
路线设计规范中圆曲线最小半径如表3所示。
表3 圆曲线最小半径
设计速度(km/h) | 120 | 100 | 80 | |
圆曲线最小半径(一般值)(m) | 1000 | 700 | 400 | |
圆曲线最小半径(极限值)(m) | 810 | 500 | 300 |
由表2和表3对比可见,圆曲线在符合规范的情况下,存在不符合停车视距的情况。经核查本项目平面曲线,全线共计45处圆曲线存在25处半径小于制动停车视距对应半径1756.905m;其中存在2处最小半径为531m的路段横净距差值达到3.69m。
4、视距改善措施
在各类规范、安全性评价报告中,视距改善建议通常为调整道路线形、加宽路缘带和调整中央分隔带护栏、防眩形式。在项目费用充裕、具备改造条件时,调整道路线形是最好的处理方式,能完全根治视距不足问题;加宽路缘带容易造成道路引导方向与车辆正常形式方向、期望行驶方向不一致影响行驶平顺性;调整中央分隔带护栏、防眩形式及位置方式分析如下:
方式一:由分设式护栏+植树防眩形式调整为整体式混凝土护栏+防眩板形式,护栏位于整体式路基中线处。按设计速度对应可使用的SSm级混凝土护栏测算,可增加0.436m横净距。
方式二:由分设式护栏+植树防眩形式调整为整体式混凝土护栏+防眩板形式,护栏位于中央分隔带一侧。同方式一测算可增加0.872m横净距。
综上,调整中央分隔带护栏、防眩形式及位置的方式,在横净距差值较小时,具备较高的实施可行性。但对于横净距差值过大时仍然不能满足要求。
分析影响停车视距的相关因素,增加路面摩阻系数、降低速度限制可缩短停车视距。但进一步降低速度限制至低于设计速度下1至2档,容易造成车辆减速度过大,影响相邻路段速度协调性及驾乘体验感受。
我国现行的公路主要规范B01、D20中计算圆曲线半径均采用了最大横向力系数,所确定的数值冗余性非常充足,对应本项目531m半径4%超高,横向力系数为0.1083,转弯时能感到有曲线的存在,但尚平稳
[[3]]。在规范允许的圆曲线和超高组合范围内,车辆不发生滑移或倾覆。
基于上述分析,对于中分带视距不足,且无法通过小规模工程改造解决的情况下,提出一套超视距提示方案如图2所示。
图2 超视距提示方案示意图
①受限路段速度限制不得高于设计速度,以可变限速标志为宜;
②设置急弯路警告标志,于圆曲线起点前60m处;
③超视距检测、提示系统(车道级)。
超视距检测、提示系统由路内感应突起路标检测单元-路侧处理器单元-提示发布单元组成。
车道内检测单元:感应突起路标,检测各车道内路面情况。曲线段开始前200m和整个曲线段(含缓和曲线),间距15m设置于两侧车道边缘线外、车道分界线处。
路侧处理器单元:根据检测单元性能设置,可不采用高集成度处理器,处理简单逻辑,检测圆曲线范围内车道路面情况、同车道两车间距。
提示发布单元1:圆曲线起点处设置车道指示信号灯,当前方车道内存在静止不动的障碍物(路面异物、事故车辆等),指示当前车道能否通行。
提示发布单元2:缓和曲线处开始,至圆曲线起点结束,间距50m设置小型可变信息牌,设置不少于2组(4个)。当发布单元1指示车道不能通行时,配合显示“前方事故”“靠右(左)行驶”等信息;弯道视距外无障碍物时,当同一车道内检测到两台车辆间距小于110m,间隔发布“前方有车”、“注意车距”。
5、结论
本文结合实例分析了道路线形设计完全符合路线设计规范的情况下,停车视距检查不满足的情况,通过分析常规视距改善措施能提升视距的范围及影响,计算弯道-超高组合的横向力系数值,认为在规范允许范围内,车辆不发生滑移或倾覆。以此提出一套超视距检测、提示系统,通过检测视距不足区域内的车道,提示驶入该区域的车辆前方车道情况,辅助驾驶员进行减速、变道等行动的决策,以达到改善道路服务水平、提高相邻路段速度协调性及驾乘体验感受的目的。
参考文献
[[1]] 中华人民共和国交通运输部.《公路工程技术标准》JTG B01-2014[S].2015-01:76
[[2]] 刘帮权,关于公路停车视距横净距计算公式修正的探讨.《公路与汽运》[J].2019-11:50-52,55
[[3]] 中华人民共和国交通运输部.《公路限速标志设计规范》JTG/T 3381-02-2020[S].2020-11:14