溆怀高速公路视距安全评价与处置技术

匡 攀， 桂 岚

(1.湖南省溆怀高速公路建设开发有限公司， 湖南 怀化 418000; 2.长沙理工大学 交通运输工程学院， 湖南 长沙 410114 )

溆怀高速公路视距安全评价与处置技术

匡 攀1， 桂 岚2

(1.湖南省溆怀高速公路建设开发有限公司， 湖南 怀化 418000; 2.长沙理工大学 交通运输工程学院， 湖南 长沙 410114 )

针对我国目前公路设计与运营中普遍存在的视距问题，依托溆怀高速公路资料，依据溆怀高速公路运行速度测算结果，评价了溆怀高速公路的运行速度协调性和运行速度与设计速度一致性，针对溆怀高速公路存在的不同视距问题提出了相应的视距保障建议。

高速公路； 行车视距； 运行速度； 安全评价； 处置技术

1 概述

山区高速公路由于其地形地貌等条件特殊，设计过程中选取的线形指标较低，线形一致性及运行速度协调性难以得到很好的保证，再加上山区高速公路桥隧比较大、隧道较多、视距不良和长大下坡等问题严重，山区高速公路的事故发生率较高。影响高速公路行车安全的因素有很多，视距是最为关键的因素之一，当驾驶员视线被障碍物遮挡时，驾驶员无法分辨前方道路的真实情况，难以保证车辆的行驶安全。现有规范中行车视距的相关规定主要是从设计速度的角度考虑平面和纵断面对视距的影响，道路环境较为复杂时可能存在以下问题： ①实际运行速度要求的行车视距值可能大于设计速度下计算的行车视距值； ②行车视距值与实际三维空间视距值可能相差较大。

湖南省溆浦至怀化高速公路(简称溆怀高速公路)属于典型的山区高速公路，主线全长91.781 km，采用四车道高速公路标准，设计速度采用100 km/h，平曲线占路线总长的72%，最小平曲线半径为780 m/1处。竖曲线长度占路线总长的42.1%，最大纵坡4%路段有10处，纵坡超过3%路段有24处，连续上坡(或下坡)平均纵坡达2.8%。桥梁共有52座总长17941 m，隧道共有7座总长11205 m，桥隧比占到36.94%，整个项目工程浩大，地质条件复杂，视距安全对保障溆怀高速公路的行车安全有着至关重要的作用。

2 运行速度预测

2.1 运行速度测算

依据《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05 — 2004)提供的运行速度计算方法，利用基于图形化的运行速度预测软件，对项目全线运行速度进行预测。运行速度预测中，小客车期望速度取为120 km/h，货车期望速度取为75 km/h。

根据运行速度预测的要求，将项目划分为直线、平曲线、纵坡、弯坡4个不同类型的路段。各路段定义如下：

直线：R∈[1000 m,+∞),

i∈[-3%,3%]

纵坡：R∈[1000 m,+∞)∪i∈[-6%,-3%)∪(3%,6%]

平曲线：R∈[250,1000 m)，

i∈(-2%,2%)

弯坡：R∈[250,1000 m)∪i∈[-6%,-2%]∪[2%,6%]

根据以上路段的分段标准，对本项目路段进行分段，并计算了各个路段下小客车和货车的运行速度。

2.2 运行速度测算结果评价

2.2.1 运行速度协调性评价

|ΔV85|<10 km/h：运行速度协调性好。

|ΔV85|为10～20 km/h：运行速度协调性较好。

|ΔV85|>20 km/h：运行速度协调性不良。相邻路段需重新调整平、纵面设计。

溆怀高速全线运行速度计算结果统计如表1所示。

表1 85%运行速度差︱ΔV85︱/(km·h-1)货车上行小客车上行货车下行小客车下行评价<1079537053运行速度协调性好10～2080172运行速度协调性较好>200021运行速度协调性不良

由表1可知，绝大部分运行速度协调性好，只有少部分运行协调性较好，个别运行速度协调性不良的路段(K123+450～980，K181+980～K182+280)。运行速度协调性不良的路段均属于长大上坡路段，考虑到目前车流量不大，可暂不考虑其影响，增设大型车靠右行驶标志，如交通量增大后建议考虑在K181+980～K182+280路段增设爬坡车道，K123+450～980处于隧道路段，不可能设置爬坡车道，建议设置禁止超车和大型车靠右行驶标志。

2.2.2 设计速度与运行速度协调性评价

设计速度与运行速度协调性评价是对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。由运行速度预测可以看出全线小客车的运行速度普遍高于设计车速，因此，对于设计速度为100 km/h的路段，大部分路段运行速度与设计速度之差为20 km/h的情况。根据《公路项目安全性评价指南》(JTG/B05 — 2004)，其速度协调性较好；但是考虑到运行速度均是大于设计速度，即实际线形指标高于设计速度所需线形指标，采用限速措施，这对限速行驶的车辆是安全的。

3 运行速度下的行车视距检查

在线形设计中，停车视距是确保行驶安全的基本视距要求。汽车的停车视距是汽车以特定速度行驶时，普通驾驶员在驾驶车辆到达障碍物之前，能做出反应并安全停车所需的最短距离。

3.1 小客车的停车视距

小客车停车视距采用路段运行速度计算值计算。停车视距公式如下:

(1)

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2.5 s(判断时间1.5 s，运行1 s)；g为重力加速度，取9.8 m/s2；f为纵向摩阻系数，依运行速度和路面状况而定。《评价指南》中依据运行车速给出了具体取值。由此可得到不同运行速度下的停车视距，如表2。

表2 小客车停车视距表指南值规范值运行车速(对应标准的设计速度)/(km·h-1)纵向摩阻系数f停车视距/m计算值采用值行驶车速/(km·h-1)停车视距/m计算值采用值1200.292792801022122101100.292412451000.3020120585154160900.3169170800.3113714068106110700.32109110600.338590547375

3.2 货车的视距

尽管货车具有驾驶员视点高能看得见较远处障碍物，并且速度较小客车慢的优势，但这一优势不足以弥补货车不良的制动性能。因此，在视距需求方面，货车与小客车相比，具有以下一些特点： ①空车制动性能差； ②轴间荷载分布不均匀； ③铰接货车刹车不灵； ④道路曲率、纵坡对制动距离影响较大。特别在侧向视距受限制的地点，视点高也会丧失优势。所以需要对货车停车视距进行单独验算。

货车停车视距采用公式(2)进行计算。

(2)

式中：st为货车停车视距，m；i为路线纵坡度(按小数计)，上坡取正值，下坡取负值；f为纵向摩阻系数，考虑到货车的制动性能，不论运行速度大小，一律取值0.17。其余变量意义及取值同小客车。

据此求得货车在不同车速、不同纵坡情况下的停车视距如表3。考虑到本项目最大纵坡4%，货车车速为48～75 km/h。为此计算范围也只限于V=40～80 km/h，i=-5%～5%。

表3 货车停车视距表纵坡/%不同运行车速(km·h-1)时的停车视距/m90807570605040-532826323420515511277-430724922219715011076-329023521018614210572-227522319917713610069-12612131901691309667025020318216212592641239195175155120896222301881681501168660322118116214511283594214175157140109815752071681501321017553

3.3 路侧视距

3.3.1 横净距计算

根据上述停车视距就可求得各平曲线所需要的横净距。横净距是指行车轨迹线与视距包络曲线之间的距离。当停车视距小于圆曲线长度(停车视距全部落在圆曲线内)时，最大横净距的计算公式为：

(3)

式中：m为所需横净距,m；R为计算车道中线处的曲线半径,m；s为停车视距,m。

视距的计算条件：小客车视高为1.2 m，货车的视高为2 m，障碍物高度0.1 m。

根据高速公路断面组成，每一曲线视距验算分一个行车方向曲线内侧(路侧)及另一行车方向曲线内侧(中分带)两种情况。此外，根据单向多车道行车规则，小客车或高速车靠左侧车道行驶；货车或低速车靠右侧车道行驶。因此，考虑到安全与经济双重因素，在验算中分带视距时，车辆及驾驶员视线位置取靠近中分带车道的中线处；验算路侧视距时，车辆及驾驶员视线位置取靠近硬路肩行车道中线处。每一断面的视距验算按下述要求进行：中分带视距取小客车视距，路侧视距取货车或小客车视距中较大值。依据检验结果，确定适宜的措施。

根据标准横断面和上述车辆位置的假定，路堑段路侧具有的横净距为：

小车路侧横净距：h=(3.75/2+3.0+0.75+0.9+1+1.2)m=8.725 m；

货车路侧横净距：h=(3.75/2+3.0+0.75+0.9+1+2)m=9.525 m。

3.3.2 视距验算

路侧视距采用小客车或货车视距中的较大者。根据运行车速和小客车与货车视距的分析，分别验算小客车和货车视距。

从表4和表5可知，大货车无视距不良现象。有部分路段的小客车横净距虽然符合设计速度下的规范要求，但运行速度下横净距存在不足现象，建议这些路段采取必要的视距保障措施。

表4 小客车视距验算表路段半径/m运行速度/(km·h-1)计算横净距/m曲线具有横净距/m与设计值差值/mK99+522～K99+9481100116.108.5648.725-0.161K113+629～K113+99611001208.8228.7250.097K121+492～K121+686780112.389.8658.7251.14K122+477～K123+0051000105.638.5458.725-0.18K125+433～K125+94711001208.8228.7250.097K143+041～K143+397900114.029.2858.7250.56K145+900～K146+28311001208.8228.7250.097K173+048～K173+50111001208.8228.7250.097

3.4 中央分隔带视距

本项目中央分隔带采用植物防眩，高矮植物错落有致。在小半径平曲线的路段，如果树木较高，对内侧车道行驶车辆的视距会造成一定的影响。

本项目中央分隔带具有的横净距为：h=(3.75/2+0.75)m=2.625 m。

根据设计速度分别计算满足视距要求所需的极限最小半径，如表6所示。

3.5 竖曲线视距

凸形竖曲线是影响线形视觉的主要因素，常因由表6可见，VD=100 km/h，有8处中央分隔带停车视距不满足要求，具体见表7。

表5 货车视距验算表路段半径/m纵坡/%K99+522～K99+94811004K113+629～K113+99611000.5K121+492～K121+6867802.3K122+477～K123+00510003.9K125+433～K125+94711001.93K143+041～K143+3979004K145+900～K146+28311004K173+048～K173+50111002.6运行速度/(km·h-1)计算横净距/m曲线具有横净距/m与设计值差值/m68.132.8439.525-6.682753.1199.525-6.40669.443.6949.525-5.83162.443.6689.525-5.857752.9129.525-6.61373.273.2419.525-6.284753.2269.525-6.299753.1269.525-6.399

表6 中央分隔带满足停车视距的最小平曲线半径值设计速度(km·h-1)规范所需停车视距/m左车道至防眩物距离/m停车视距所需极限最小半径/m设计采用最小半径/m1001602.6251219780

表7 中央分隔带横净距不满足路段桩号R/m可提供横净距/m需要横净距/m差值/mK99+522～K99+94811002.6252.9080.283K113+629～K113+99611002.6252.9080.283K121+492～K121+6867802.6253.6891.064K122+477～K123+00510002.6253.1980.573K125+433～K125+94711002.6252.9080.283K143+041～K143+3979002.6253.5530.928K145+900～K146+28311002.6253.9971.372K173+048～K173+50111002.6252.9080.283

半径取值较小而引起通视距离不足。根据停车视距确定竖曲线的极限最小半径，基于停车视距的最小竖曲线极限半径如表8所示。经检验本项目凸形竖曲线(R=10000 m)、凹形竖曲线(R=7000 m)，均满足极限最小值的要求。

表8 基于停车视距的最小竖曲线极限半径设计速度(km·h-1)停车视距/m凸形竖曲线最小半径/m凹形竖曲线最小半径/m10016065003000

4 视距不良路段处置技术

4.1 曲线路段中央分隔带内侧车道视距保障措施

对于高速公路曲线段中央分隔带内侧视距不足可能是在曲线路段运行速度大于原来的设计速度，导致设计的横净距取值较小；也可能是高速公路在建成通车又进行了提速，提速后某些弯道按原设计速度取值的横净距可能出现不足的情况。具体的处理方式主要是清理弯道内部的视线遮挡物，当弯道内侧清理工程量不大时，可采取开挖视距台的方式提高车辆驾驶员的视野范围，保证行车安全。

4.2 曲线路段中央分隔带外侧超车道视距保障措施

4.2.1 加宽中央分隔带

由于中央分隔带外侧超车道横净距值较小，当车速较高、道路半径较小时，中央分隔带外侧超车道的视距常会出现不足的情况，具体的保障措施可采用加宽中央分隔带增加超车道的横净距，以此保障驾驶员视线的连续性。加宽方式一般选择在弯道的内侧进行加宽，缓和曲线段上完成加宽值的逐渐过渡，圆曲线上所取最大加宽值参考运行速度下检查结果中计算横净距与设计横净距的差值，原有植被种类和护栏宽度不变。

4.2.2 外侧护栏内移或改变防眩设施种类

当横净距差值太大无法通过加宽中央分隔带保证视距时，可选择调整中央分隔带内植被种类和高度，必要时可适当减小护栏之间的宽度，将中央分隔带曲线外侧护栏向曲线内侧移动，增加超车车道的横净距。总之视距安全的优先级别应大于道路景观美化的优先级别。当中央分隔带的宽度较窄时，可采用防眩栅代替植物的绿化防眩。

4.2.3 中央分隔带外侧车道外移获得视距空间

中央分隔带视距保障措施的关键是获得横净距，上述2种方法是通过改变中央分隔带的方式获得横净距，除此之外，改变车道位置也可以获取横净距。当中央分隔带外侧车道附近的用地空间、地形地貌满足要求时，可通过减小外侧车道半径的方式使车道外移，内侧中央分隔带及行车道的位置不发生改变，以此获得横净距。

需要注意的是，上述方法是通过牺牲外侧车道半径的方式获取横净距，若原外侧车道半径较小，盲目应用上述方法容易降低高速公路的线形指标，影响行车安全。当外侧车道半径较大且减小后的半径满足道路安全各项标准时，上述方法方可采用。

4.2.4 中央分隔带外侧车道内移增大半径

中央分隔带外侧车道外移获得视距空间的方法主要是针对曲线半径较大的情况，当外侧车道曲线半径较小时，为保证行车所需的视距，可通过减小中央分隔带宽度将外侧车道向内侧移动的方法增大外侧车道半径。当外侧车道半径增大后，虽然车道所能提供的横净距没有改变，但车辆在外侧超车道上行驶时需要的横净距减小了。

4.2.5 设置凹形中央分隔带

传统意义上的中央分隔带是高于路面结构的，称为凸型中央分隔带，其高度正是遮挡驾驶员视线的主要因素，当车辆所需横净距太大，无法通过上述方法满足时，可通过改变中央分隔带的样式，设置凹型中央分隔带解决。

需要注意的是，中央分隔带主要起分隔对向车流的作用，中间带宽度较窄时设置凹型中央分隔带达不到很好的隔离效果，所以一般规定中间带宽度大于 4.5 m时考虑设置凹形中央分隔带。

4.2.6 设置水泥混凝土墙式护栏

当路线的线形走向确定、路基宽度调整余地较少时，可以考虑配合防眩板设置防撞等级较高的水泥混凝土墙式护栏。上述方式可以有效增大道路可提供的中央分隔带横净距且避免了中央分隔带植被的后期养护，但其美观性较差且车辆碰撞时属于刚性碰撞，相对于传统的半刚性护栏，刚性护栏对驾驶员造成的伤害可能较大，视距保障方式的选择时需要酌情谨慎选取。

4.2.7 采用分离式断面

当中央分隔带宽度不足以设置成凹型且上述调整方式无法满足停车视距时，可以考虑设置分离式断面，将中央分隔带内侧车道的高程降低。

4.3 其他视距安全保障技术

4.3.1 控制车辆行驶速度

车辆的行驶速度是影响车辆视距的重要指标之一，当车速较低时，运行速度所需的横净距值也相对较低，所以可通过控制车速降低视距不良带来的行车风险。强制性的限速措施主要是在道路竣工验收后的运营阶段，这时道路改建难度较大，若道路依旧存在视距问题，可在视距不良路段前设置限速标志、警告标志，行车道设置减速标线，有条件的高速公路可在视距严重不良路段配合限速标志安装测速仪。

4.3.2 增设视线诱导标

当道路半径较小，行车视距不理想时可配合上述措施增设视线诱导标，利于驾驶员对道路线形的判断。

4.3.3 设置防滑路面

高速公路在投入运营使用后，由于路面与轮胎间的摩擦等原因，摩阻系数逐渐降低，导致车辆发现障碍物紧急停车时需要的距离和时间加长，增大了停车视距值，提高了视距要求。视距不良路段设置防滑路面可有效加大道路摩阻系数，减小制动距离，降低视距要求。

5 结语

视距与交通安全密切相关，是道路设计中一项重要指标。山区高速公路由于条件特殊，会造成运行速度下视距不足的问题。本论文以溆怀高速公路资料为依据，根据视距规定的相关要求，采用运行速度对溆怀高速公路全程的行车视距进行了检查，发现了可能存在的视距隐患路段。对视距不良路段进行分类，提出了切实可行的视距保障措施。

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2016-04-27

匡攀( 1984-) ，男，工程师，从事高速公路建设与管理工作。

1008-844X(2017)01-0020-05

U 412.3

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