停车视距计算中相关参数取值的探讨

卢艳坤

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 110166)

1 概述

道路线形是平面线形、纵断面线形和横断面线形的集合体。其中视距占有非常重要的作用，对车辆行驶的安全、舒适都有很大的影响。驾驶员是用眼睛追踪道路的变化来操作汽车的，因此无论如何对道路的曲线半径、纵坡、道路宽度进行高标准的设计，但如果不能保证充分的视距，那么从道路的安全性和舒适性来讲都是不利的。在所有的道路中都必须保证视距的要求，视距在受到地形和地貌制约的道路中对设计的影响很大。故保证视距是进行道路设计的关键点。

停车视距即决定了凸形竖曲线最小半径的选择又决定了满足停车视距的最小平曲线半径的选择。

笔者现对中外技术标准中有关停车视距指标选取的异同进行整理并加以分析论证，供道路工作者参考使用。

2 停车视距

停车视距是汽车行驶时，驾驶人员自看到前方障碍物时起，至达到障碍物前安全停车止，所需的最短行车距离。

2.1 公路工程技术标准中的停车视距

公路停车视距由两部分组成：驾驶者在反应时间内行驶的距离；开始制动到刹车停止所行使的距离，即制动距离。另外，应增加安全距离5～10m。通常按式(1)计算：

(1)

式中：V—行驶速度，km/h；设计速度为120～80km/h采用设计速度的85%；60～40km/h采用设计速度的90%；30～20km/h采用原设计速度；

f1—纵向摩阻系数，依车速及路面状况而定；

t—驾驶者反应时间，取2.5s(判断时间1.5s、运行时间1.0s)。

表1 潮湿状态下的停车视距

2.2 城市道路工程设计规范中的停车视距

城市道路停车视距由反应距离、制动距离及安全距离组成，按式(2)和式(3)计算：

Ss=Sr+Sb+Sa

(2)

式中：Sr—反应距离(m)；

Sb—制动距离(m)；

Sa—安全距离(m)，取5m。

(3)

式中：Ss—停车视距(m)；

V—设计速度(km/h)；

μs—纵向摩擦系数，取0.4，按路面潮湿状态计算；

t—反应时间(s)，取1.2s；

βs—安全系数，取1.2。

表2 城市道路标准中的停车视距

2.3 AASHTO标准中的停车视距

因汽车在公路上行驶受天气条件影响较大，不良的天气会导致能见度和路面附着系数减小，使汽车制动时间和距离难以确定。故引入了汽车制动减速度a。

将式(1)中，令a=gf1得到式(4)。

(4)

式中：d—停车视距(m)；

V—设计速度(km/h)；

t—反应时间(s)，取2.5s；

a—汽车制动减速度，取3.4m/s2。

表3 AASHTO标准中的的停车视距

2.4 日本道路构造2004版的停车视距

日本道路构造2004版中有关停车视距的计算方法与国内公路技术标准完全一致，即采用2.1节中式(1)进行计算。

当道路路面结冰积雪条件下时，选取冰雪路面时的行驶速度和纵向摩阻系数f计算结冰积雪条件下的停车视距。

3 不同标准中停车视距参数取值的异同

3.1 反应时间t取值的异同

驾驶人根据所接收的视觉信息作出判断，并采取相应的操作。从驾驶人看到信号(线形变化、危险出现等)到开始进行操作(转向、制动等)，存在一个反应时间，这一反应时间由四部分组成：即察觉、鉴别、激动、决断。国外的研究资料表明平均反应时间为2.5s。

表4 结冰积雪状态下的停车视距

(1)公路工程标准和AASHTO标准中的反应时间t均取值为2.5s。

(2)城市道路标准中，反应时间t取1.2s。城市道路相关标准中未找到相关论述，仅在《城市地下道路工程设计规范》(CJJ 221-2015)条文说明中有关于反应时间t取值的相关解释：

“对于驾驶人的反应时间，从当前国外研究以及同济大学对地下道路驾驶人的反应时间相关研究来看，不考虑驾驶人疲劳等特殊情况，在地面与地下行驶时，驾驶人反应时间差别不大，均值都在1.2s左右，因此二者反应距离上差别不大。”

(3)《新理念公路设计指南》中论述如下：“有资料显示，在紧急情况下，大多数没有戒备的驾驶人完全能在2.5s时间内对明确的信息作出反应。因此，驾驶人的反应时间可选用2.5s作为理想最低值；2.0s作为警觉状态下的最低值；在特殊情况下，也应允许考虑1.5s的绝对最低值，作为预期在驾驶人会保持警惕的地区可以采用的比选值。以此为基础，可以理解我国对各线单元3s行程长度的规定”。

3.2 速度V取值的异同

(1)公路工程技术标准中，停车视距是考虑路面处于潮湿状态下，取设计速度的85%～90%作为行驶速度进行计算的。

(2)《A Policy on Geometric Design of Highways and Streets》(AASHTO 1984)，AASHTO 1984版中论述，曾假定汽车运行在潮湿路面上的最高速度要比在干燥气候的同样路面上略低一些。承认这一假定，就应采用小交通量时的平均行驶速度，而不采用设计速度来确定最小停车视距的极限值。与我国现行标准的取值一致。

(3)2001版 AASHTO一书中论述，在新近的观测表明，许多驾驶人在潮湿路面上行驶和在干燥路面上一样快。考虑到这一因素，故采用设计速度(取代行驶速度)来确定停车视距值。故新版的AASHTO标准已经采用设计速度作为停车视距的计算参数。

(4)城市道路标准中，停车视距采用设计速度进行计算。

3.3 纵向摩阻系数f演化为减速度a

(1)公路工程技术标准与AASHTO 1984版本中计算停车视距时，均采用纵向摩阻系数f进行计算，f的具体取值见表1。

(2)城市道路标准中，纵向摩阻系数统一取值为0.4。

(3)2001版 AASHTO标准中，计算时采用减速度a代替纵向摩阻系数。AASHTO标准关于减速度的论述如下：有研究显示，当在道路中发现障碍物，需要停下来的时候，以4.5m/s2的减速度进行刹车，可以满足全部车辆的停车需要。如以3.4m/s2的减速度进行刹车，可以满足90%车俩的停车需要。3.4m/s2的减速度是在司机的可控制范围内的。在湿滑的路面上，以3.4m/s2这样的减速度减速，司机基本上可以控制行车方向不偏出原有车道。因此3.4m/s2的减速度(大部分司机都认为是合理的，安全的)一般被作为计算停车距离的减速度的临界值。大部分汽车制动系统和轮胎-路面摩擦级别都会满足这个3.4m/s2的减速度临界值。故2001以后的AASHTO版本，停车视距的计算用减速度的计算参数代替了纵向摩阻系数f，见式(4)。

4 小结

(1)关于反应时间t的取值，笔者通过国内外资料的调研，t取值为2.5s，得到国内外的普遍认可。

(2)关于速度V在停车视距计算中的取值问题。我国公路技术标准、AASHTO 1984版和日本道路构造2004版，采用路面处于潮湿状态下，取设计速度的85%～90%的行驶速度V进行计算的；我国城市道路设计规范和AASHTO 2001版采用设计速度V作为计算停车视距的参数。笔者认为，我国公路工程技术标准中，应该采用设计速度V作为计算停车视距的参数。

(3)关于减速度a与纵向摩阻系数f，国内的技术标准和日本道路构造2004版均采用纵向摩阻系数f。纵向摩阻系数f的取值综合考虑道路的实际情况，如路面潮湿状态、路面结冰积雪，概念清楚，便于理解与操作。AASHTO 2001版中采用减速度a作为计算停车视距的参数，a的取值与g×f1的均值基本一致，见表(3)。

(4)国内外关于停车视距的计算方法，其基本的理论均是一致的。道路工作者应根据道路所处的具体路段，主要驾驶人的综合特性，路面的具体状态，综合选取反应时间t、行驶速度V和纵向摩阻系数f的参数取值，计算相应的停车视距。