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公路中央分隔带曲线外侧行车道停车视距分析与对策

2021-03-12

工程技术研究 2021年4期
关键词:行车道净距视距

浙江交工集团股份有限公司设计院分公司,浙江 杭州 310051

近年来,公路改造项目越来越多,为节约工程造价,充分利用现状道路资源,减少征地拆迁等,平面半径采用《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)(以下简称《规范》)的一般最小半径和极限最小半径,弯道内侧由于设置了硬路肩、土路肩、边沟和碎落台,弯道内侧横净距一般能满足规范要求,而中央分隔带外侧车道由于护栏和防眩设施的阻挡,停车视距一般不满足规范要求。文章以兰溪市330国道改建工程为例,分析中央分隔带曲线外侧车道停车视距和横净距,并针对停车视距的不足提出解决方案。

1 项目概况

此项目为330国道兰溪永昌至建德交界段改建工程,主线按照双向四车道一级干线公路标准,设计速度为100km/h,路基宽度为26m。项目终点段位于诸葛镇,部分为利用游埠连接线进行改建,部分为新建段。为充分利用现状道路资源、避让两侧房屋的拆迁,局部圆曲线半径不满足中央分隔带停车视距要求,需采取一定工程措施改善停车视距。

2 停车视距与横净距

2.1 停车视距

停车视距是指同一车道上,驾驶人员发现前方障碍物后,采取制动措施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离,包括反应距离、制动距离和5~10m安全距离。

2.2 横净距

《规范》中横净距是行驶轨迹与其视距曲线之间的距离,是验算平面行车视距的主要指标,《规范》条文7.9.6规定:“公路视距检验时,视点位置应取车道宽度的1/2处(即车道中心线),小客车视点高度取高出路面1.2m位置(货车是取2.0m);目标(或障碍物)应取路面两侧对应的车道边缘线的位置,停车视距的物高是取高出路面0.1m。”确定横净距主要有两种方法,一种是绘制视距包络图;另外一种是根据简化公式进行计算。简化公式法计算圆曲线最大横净距时,需根据是否设置回旋线和视距S和圆曲线长之间的关系确定。下面仅就圆曲线长大于停车视距且不设置回旋线的情况进行公式推导。

中央分隔带曲线外侧行车道横净距计算图见图1。根据图1所示位置关系,视点位于车道宽度1/2位置处,物点位于车道边缘处。运用三角函数关系推导主要步骤如下:

图1 中央分隔带曲线外侧行车道横净距计算图

由以上3个公式推导出横净距h的计算公式如下:

式中:h为所需最小横净距,m;RS为视线位置处曲线半径,m;Wd为曲线外侧车道宽度,m;α为视距线对应的圆心角,°,;S为停车视距,m。

根据横净距、停车视距和车道宽度反推出对应的RS,而最小圆曲线半径R=RS-1/2车道宽度Wd-左侧路缘带S1-1/2中央分隔带宽度M。最小圆曲线半径计算结果见表1,小于该圆曲线半径均需增加横净距,以满足停车视距的要求。

表1 满足停车视距的最小圆曲线半径

根据公式(1)计算的横净距h≤侧向余宽C+左侧路缘带宽S1+1/2车道宽Wd,则停车视距满足要求,否则停车视距不满足要求。

330国道改建工程设计速度为100km/h,停车视距为160m,在JD1和JD4圆曲线半径均小于1757.91m,需采取措施增加横净距,增加的横净距见表2。

表2 两处圆曲线需增加的横净距

3 增加横净距工程措施

(1)调整中央分隔带外侧护栏位置。该项目中央分隔带宽度为2m,护栏采用波形护栏Gr-Am-4E,根据《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81—2017)(以下简称《细则》)中央分隔带护栏一侧所需最小宽度为(1.558/2)m,可以增加横净距的宽度仅为0.221m,不能满足该项目要求。该方法一般适用于中央分隔带较宽、横净距差值较小的路段。

(2)护栏调整为整体式混凝土护栏。中央分隔带护栏调整为整体式混凝土护栏,根据《细则》中表6.2.3,一级公路中央分隔带宽度小于2.5m并采用整体式护栏形式时,护栏等级为SAm级,挡墙宽60.6cm,可以提供的横净距为2-0.606-0.25×2=0.894m。该项目所需的横净距均大于0.894m,该方法不适宜该项目。

(3)加宽曲线内侧车道,中央分隔带往曲线内侧偏移。该方法使曲线内侧车道行车轨迹发生变化,平曲线半径增加,曲线外侧行车道行车轨迹不变,横净距加宽值加宽到左侧路缘带上。该方法对平曲线半径有利,但是道路中心线有一定偏移,中央分隔带边线有变化,超高旋转轴也随着变化,施工较难控制。该方法适用于平曲线转角小于20°,对曲线半径较敏感路段。

(4)加宽中央分隔带内侧,同时内移曲线外侧护栏。对中央分隔带内侧进行加宽,内侧车道往内侧偏移,加宽值为横净距差值,曲线外侧护栏同时需要往内侧偏移,护栏外侧绿化需做成下凹式或齐平式,以保证驾驶员发现0.1m障碍物视线范围内均无阻挡。该方案与加宽曲线内侧车道,中央分隔带往曲线内侧偏移的方案类似,区别是内侧中央分隔带边线有变化,外侧中央分隔带边线无变化,但道路中心线仍然存在偏移,施工便利性差,且该方案不适用桥梁路段。

(5)加宽硬路肩,车道整体往外侧偏移。当平曲线外侧有条件时,加宽硬路肩,使曲线外侧行车道往外偏移,内侧车道和中央分隔带位置不变,曲线外侧行车道行车轨迹发生变化,平曲线半径减小。通过交通标线调整车道位置,横净距加宽值加宽到左侧路缘带上。该方案适用于转角较大(≥20°)的情况,否则会对曲线外侧车道曲线半径产生较大不利影响。

4 项目采取的工程措施

该项目在JD1和JD4两处转角分别为150°和134°,JD1平曲线段约100m范围位于菱形互通范围,若采用加宽曲线内侧车道,中央分隔带往曲线内侧偏移的方法,道路中心线有偏移,互通区域设计较为复杂,施工也不易控制。JD2范围有1×20m预应力矮T梁,右角90°,桥梁位于圆曲线全加宽范围,加宽值为1.587m。

结合该项目特点和增加横净距方法的适用性,最终采用加宽硬路肩,车道整体往外侧偏移改善停车视距的方案,在缓和曲线范围进行加宽过渡。

5 结束语

在高等级公路设计中,应特别重视停车视距,有条件路段尽可能加大圆曲线半径,满足停车视距的要求。若为节约工程造价采用了小半径圆曲线,需采取工程措施增加横净距,提高公路运营的安全性。文章横净距计算公式做了部分假设,还需进一步优化。

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