中法高速公路视距对比研究及工程应用
2020-09-10袁涛
袁涛
摘 要:视距对保障公路行车安全具有重要意义,中法规范视距计算有一定区别,相对中标,法标规定的反应时间较短,考虑了纵坡度对制动距离的影响,但未增加额外安全距离。文章依托克里比深水港疏港高速公路项目,通过对比研究中、法规范关于视距方面的要求,求同存异,有效规避风险,对其它采用中国规范的海外工程提供了参考。
关键词:高速公路;中标;法标;视距
中图分类号:U644.426 文献标识码:A
0 引言
视距是保证公路行车安全的一项重要技术指标,良好的视距和清晰的视野对提升行车安全,增强行车舒适度具有重要意义。不同标准体系下视距计算方法存在差异,中法标停车视距均由反应时间内行驶距离和制动距离组成,法标考虑了纵坡度对制动距离的影响,但中标额外增加了部分安全距离,且两种规范下的减速度取值也略有不同。对于推广中标的海外法语区公路项目,确定法标体系下的视距计算对项目顺利实施具有重要意义。
1 视距计算对比
1.1 中国标准停车视距要求
中标《路线设计规范》表7.9.1规定,对于设计速度100 km/h公路,停车视距至少为160 m,表7.9.3规定,对于3%以内下坡路段货车的停车视距至少为180 m,如下所示。
1.2 法国标准停车视距要求
依据法国《ICTAAL2000》规范中的计算公式:
V:道路的设计速度,单位为m/s;
g:重力加速度,取值9.8 m/s2;
:平均减速度(m/s2);
p:纵坡度,例如坡度为-2%,则p= -0.02。
1.3 实际停车视距计算
1.3.1 平面停車视距计算
平面线型考虑左偏曲线中央分隔带护栏对视距的影响及挖方段右偏曲线视距的检查。
依据法国《道路几何设计主要参数说明2006》中规定,实际视距,如下图所示。
(1)为行驶车辆观察点与被观察点距离曲线内侧遮挡物(例如中分带护栏或挖方边坡)的距离。
(2)根据如下公式求得实际视距d():
1.3.2 纵面停车视距计算
纵面停车视距需要分别考虑凸型竖曲线和凹型竖曲线两种情况。凸型竖曲线主要因路面遮挡导致前方视距受限,看不见被观察目标,凹型竖曲线主要由跨线结构物影响,导致前方视距遮挡。
竖曲线采用圆曲线,由几何学特征得出。
凸型竖曲线:
其中R为竖曲线半径,为驾驶员眼睛处高度,取1.0 m;为被观察物体高度,取0.6 m。由于、相对较小,视距x可简化为:
凹型竖曲线:
其中R为竖曲线半径,H为净空高度,为驾驶员眼睛处高度,取1.0 m;为被观察物体高度,取0.6 m,、相对较小,视距y简化为:
2 工程实例
2.1 项目概况
克里比深水港疏港高速公路位于喀麦隆共和国西南部沿海地带,连接喀麦隆唯一深水港及克里比市,是港区货物向喀麦隆北部及东部运输的主要通道,作为喀麦隆乃至西非片区第一条以中国标准设计的高等级公路项目,对推广中国规范走向海外具有重要意义。项目起于深水港附近Lolabe村,终于Kribi市,路线全长38.5 km,按双向六车道标准建设,设计速度100 km/h,路基宽33.5 m,中分带预留两车道宽度。
2.2 横断面组成
项目横断面组成采用中国标准,断面要素组成如下表。
2.3 视距验算
疏港高速采用中国规范100 km/h设计时速,法国规范无对应设计速度(其高速公路设计时速为110 km/h、130 km/h),综合考虑项目区域地形条件、工程经济因素和对周边环境的影响,该项目适用于法标110 km/h设计速度标准,因此采用该指标进行视距检验。
依据中标要求,100 km/h时速最小凸曲线半径为10 000 m,最大纵坡为4%,计算得出最小实际视距为250 m,实际视距大于法标110 km/h时速下停车视距要求。依据当地设计习惯,高速净空采用5.5 m,按照中标最小凹曲线半径6 500 m,通过几何关系计算出最小实际视距为464 m,远大于法标停车视距要求。鉴于中标纵面指标较高,由此计算出的停车视距均大于规范要求值,故仅对平面视距进行验算。下面以项目圆曲线半径最小路段PK12+000~PK16+500为例进行视距验算。
项目近期为四车道公路,采用波形梁护栏,护栏边缘距中分带边缘为25 cm;远期六车道时采用新泽西护栏,其上部宽15 cm。依据法国《ICTAAL 2000》规范中关于视距的规定,轻型车司机眼睛距离地面高度为1.00 m,距其车道右边缘距离为2.00 m。被观察点选择两个后车灯之间最受限制的一个,距离地面高度为0.60 m,其距车道右边缘的距离分别为1.00 m和2.50 m。
四车道验算部位各参数:
中分带:=0.25+1+3.75-1=4,=0.25+1+3.75-2=3;
硬路肩:=3+2.5=5.5,=3+2=5。
六车道验算部位各参数:
中分带:=1-0.075+0.75+3.75-1=4.425,
=1-0.075+0.75+3.75-2=3.425;
硬路肩:=3+2.5=5.5,=3+2=5。
2.3.1 中标实际视距验算
中标规定设计速度100 km/h的公路,停车视距至少为160 m;3%以内纵坡坡度下货车的停车视距至少为180 m。
2.3.2 法标实际视距验算
法标验算设计速度110 km/h停车视距,规范要求视距如下表。
经验算,在半径为1 200 m的段落Lolabe-Kribi方向中分带处不满足法国110 km/h时速下停车视距要求,桩号范围为PK14+406~PK16+321。由于该项目位于港口规划区内,现有线位选择需符合港区整体规划。该段路线左侧为连续山体,右侧为山间低洼湿地,为给规划铁路线位预留足够建设空间,同时降低路基处理难度和费用,综合考虑确定选用半径1 200 m的圆曲线。对于该段落视距不满足法标要求的情况,考虑设置交通标志限速牌,降低运行速度。限速速度取值计算如下。
假定限速V=100 km/h=27.78 m/s,g=9.8 m/s2,=0.36,最不利纵坡p=-1.8%;则要求停车视距:
因此,项目满足中标近、远期视距要求,仅部分段落不满足110 km/h时速下法国规范视距要求,若项目实施阶段依据当地习惯采用110 km/h设计速度,可通过在该段限速100 km/h解决视距不足问题,有效规避项目采用法国标准进行视距验算的风险。
3 结论
通过对中、法规范下停车视距要求及疏港高速公路实际视距计算值对比分析,获得如下结论:
(1)中、法规范对停车视距的要求值有所不同,中标要求值为固定值,法标要求值相对較高,且与路线纵坡度相关,但两者实际停车视距验算方法相同,几何设计时尽量选取1.5倍以上的一般最小半径,基本能满足法标停车视距的要求。(2)中、法标高速公路无相对应的设计时速标准,疏港高速公路全线停车视距均满足中国规范设计速度100 km/h的要求,但局部路段不满足法国规范设计速度110 km/h的要求。由于设计时速选取受当地高速运营习惯影响较大,若后期采用法标实施,可通过限速解决视距不足问题,有效规避设计风险。(3)对于中分带预留扩宽空间的高速公路,应同时验算近远期四、六车道设置情况的视距情况,避免出现视距不符情况。(4)对需推广中标的海外公路项目,应提前了解当地设计习惯,做好中外规范的指标对比分析,综合考虑指标选取情况,避免后期因监理、业主介入导致设计反复、施工延误,影响工程效益。
参考文献:
[1]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S].
[2]Instruction sur les conditions techniques d’amenagement des autoroutes de liaison 2000(ICTAAL 2000).
[3]疏港高速公路施工图设计图纸.
[4]Comprendre les principaux parametres de conception geometrique des routes(setra).