高速公路停车视距分析及应用

李贵冲

(中交远洲交通科技集团有限公司 石家庄市 050035)

视距是影响高速公路运营安全的重要指标之一，视距包括停车视距、会车视距、超车视距等，主要针对高速公路分析停车视距，是因为高速公路设有中央分隔带，同向为两车道或两车道以上，车辆都是分方向、分车道行驶的，不存在会车和超车问题。

1 指标分析计算

1.1 停车视距的定义

通俗地讲，停车视距就是驾驶员发现前方路段的障碍物或危险物后，能够及时采取制动措施，直到车辆停止的距离。公路路线设计规范中所说的停车视距由两部分组成：

(1)驾驶者在反应时间内行驶的距离。

(2)开始制动到刹车停止所行驶的距离，即制动距离。

另外，应增加安全距离5～10m[1]。

1.2 停车视距计算方法

公路路线设计规范中根据式(1)[1]：

(1)

式中：f1为纵向摩阻系数，依车速及路面状况而定；t为驾驶者反应时间，取2.5s(判断时间1.5s、运行时间1.0s)；v为行驶速度，当设计速度为80～120km/h时，设计速度的85%；当设计速度为40～60km/h时，设计速度的90%；当设计速度为20～30km/h时，设计速度的100%；g为重力加速度，9.80m/s2。

以上公式规范中没有说明v和g的取值，计算时需注意。不考虑纵坡影响的情况下，根据式(1)进行了计算，得出了潮湿状态下的停车视距值，见表1。

表1 潮湿状态下的停车视距[1]

制动停车距离随纵坡不同而变化，表列计算值采用纵坡为零时的平坦路面求得，理论上下坡路段是危险的，上坡则比较有保障。对于高速公路、一级公路以及大型车比例高的二、三级公路下坡段，应采用下坡段货车停车视距对相关路段进行检验[1]，规范中有对应的下坡段货车停车视距数值，因为针对高速公路，这里只选取了时速80～120km/h部分的数值，见表2。

表2 下坡路段货车停车视距[1] m

1.3 横净距和停车视距对应的平曲线半径的计算

公路路线设计规范中只给定了停车视距，但是没有给出停车视距对应的平曲线半径，在平面设计的时候按规范中的圆曲线半径一般值和最小值控制，是否能满足停车视距的要求，需要先计算出停车视距对应的圆曲线半径。

对于有中分带的高速公路，无论在右侧行车道还是在左侧行车道行驶，都存在停车视距问题。但由于高速公路右侧设置有硬路肩，左侧路缘带宽度都远小于右侧硬路肩的宽度，高速公路中央分隔带位置设置有绿化和防眩板，对视线有遮挡。所以对停车视距来说最不利的位置为左侧车道，即平曲线内侧车道，为了便于计算，假定圆曲线长度均大于停车视距的长度，见图1。

图1 左侧行车道停车视距示意图

图1中S为停车视距，HS为左侧行车道中心线至护栏边缘的距离，R为左侧行车道中心线的圆曲线半径。

平曲线段最大横净距计算公式[2]见式(2)：

(2)

满足视距要求的平曲线最小半径见式(3)：

(3)

式中：R停为停车视距对应的的设计平曲线半径；S为停车视距；H为横净距；L1为行车道宽度；L2为中央分隔带宽度；L3为左侧路缘带宽度。

从以上的公式可知，停车视距和平曲线半径成正比关系，平曲线半径越大，停车视距也越大。但是并不是越大越好，在地形、地质复杂路段，不合理的大半径平曲线，会增加工程造价和施工难度。合理的平曲线半径，是在满足停车视距的情况下，结合工程造价和工程难度，合理选用。

在计算横净距的时候，视点位置值得注意，与实际上驾驶者的位置不太一样，规范中规定的视点位置为计算车道宽度的1/2处。

因为高速公路的路基段、桥梁段、隧道段断面有部分差异，计算车道的横净距H也不同，为了简化计算，下面用路基段各种状态下的停车视距来计算平曲线半径。假设内侧行车道中心线至护栏的距离为2.5m，内侧行车道宽度3.75m，中央分隔带2m，左侧路缘带0.75m。根据假设条件得到的计算结果见表3。

表3 停车视距对应圆曲线半径表

从计算结果看，停车视距对应的平曲线半径均大于规范中的最小圆曲线半径一般值，小于规范不设超高圆曲线半径；纵坡越大停车视距对应的平曲线半径越大。设计的时候在小半径的平曲线上不要设置陡坡，这样会造成停车视距不满足要求，对应不得已采用较陡的纵坡时，需要进行停车视距检验。

2 视距检验及保证停车视距的方法

2.1 视距检验

公路路线规范中规定：路线设计应对采用较低几何指标、线形组合复杂、中间带设置护栏或防眩设施、路侧设有高边坡或构造物、公路两侧各类出入口、平面交叉、隧道等各种可能存在视距不良的路段和区域，进行视距检验，不符合对应的视距要求时，应采取相应的技术和工程措施予以改善[1]。对于高速公路还应采用货车的停车视距进行检验。

视距检验对于客车和货车的视点位置、视点高度、障碍物的高度公路路线设计规范中均给出规定，视距检验需要按照规定采用。

2.2 保证停车视距的方法

由于不同路段的视距要求不同，视距的检验和改善措施也存在差异。首先是加大平曲线的半径，比如在互通立交、服务区、停车区、隧道进出口、连续下坡末端等路段，这是解决视距问题的最直接、最根本、最有效的办法，但是圆曲线半径增大会增加工程造价，在山岭重丘区尤其明显，设计时需要多方案比选，合理把握线形指标和经济的平衡点；其次是消除阻挡视线的物体，比如对遮挡视线的路基边坡、护栏、防眩设施、建筑物、构筑物，可采用开挖视距平台(见图2)、移动护栏和防眩设施的位置、拆除建筑物、构筑物等措施；再就是通过加宽路面、移画标线的方法，增大横净距，以达到增加停车视距的目的。对应条件受限，不便采用以上措施公路各类出入口，可考虑优化出入口位置、局部加宽路肩等措施。

图2 开挖视距平台示意图[2]

3 项目实例

某项目位于山岭重丘区，全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度80km/h,路基宽度24.5m，中央分隔带2m，行车道2×3.75m，硬路肩2.5m，左侧路缘带0.5m，中央分隔带护栏宽度60.6cm，路面横坡2%。路基标准横断面图详见图3。

图3 路基标准横断面图

项目区域在四川盆地与云贵高原之间过渡带，路线总体走向由北向南，自四川盆地中部丘陵区向盆地南缘过渡至低山、中低山、中山区。

项目区地貌分为：丘陵地貌、低山地貌、低中山地貌；出露的地层主要有古生界志留系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系和第四系地层；不良地质类型主要为：软弱地基、边坡差异风化碎裂、顺层边坡、岩溶、滑坡、隧道瓦斯、采空区、崩塌及危岩体。

为了减少大填大挖，绕避不良地质，结合本项目车流量相对较小的情况，从工程造价的角度考虑，设计时线形指标采用的较低。起初设计时按规范中的圆曲线一般值(R=400)控制，平面圆曲线半径最小值采用了R=450m。

根据项目概况可知本项目为设计速度80km/h的高速公路，停车视距采用S=110m。因为本项目中央分隔带只设计一道护栏，根据路基标准横断面图计算得到，内侧车道横净距H=3.75/2+0.5+(1-0.303)=3.072m，外侧横净距H=2.5+3.75/2=4.375m，对内侧车道横净距和外侧车道横净距进行比较，结果表明内侧车道为停车视距最不利位置，证明文中论述最不利车道的结论是正确的。

内侧车道其他位置参数L1=3.75m，L2=2m，L3=0.5m。使用公式(3)计算进行计算的结果和规范圆曲线半径一般值和最小值对比见表4。

表4 时速80km/h时客车停车视距对应的平曲线半径对比表

经过表4对比发现，设计采用的平曲线半径最小值R=450m，满足路线设计规范一般值的规定，但不满足停车视距。需要调整平曲线半径，以满足停车视距的要求，结合下坡段货车停车视距和超高要求，最终本项目设计平曲线最小值采用了R=710m。

所以规范中明确：在平、纵等主要几何指标满足对应标准、规范指标要求的情况下，仍可能存在视距(不足)的情况。因此，对于各类可能存在视距不良的路段和位置，均应进行对应的视距检验[1]，对于高速公路还应采用货车的停车视距进行检验。

根据本项目内侧车道横净距H=3.072m，L1=3.75m，L2=2m，L3=0.5m等参数，结合表2中的货车停车视距，使用公式(3)对下坡路段货车停车视距对应的圆曲线半径进行了计算，计算结果见表5。

表5 实例项目下坡路段货车停车视距对应的圆曲线半径计算表

本项目最终设计的圆曲线半径R小于800m的共有12处：其中710m/1处，720m/9处，730m/1处，750m/1处。该12处平曲线位置纵坡均小于4%，经核查均大于下坡路段货车停车视距对应的圆曲线半径。

本项目最终设计的最大纵坡4.8%/1处、4.6%/1处，分别处于R=1200m和R=1300m的圆曲线上，纵坡其余均小于4%，经对照表5数值，设计圆曲线半径均大于下坡路段货车停车视距对应的圆曲线半径。

4 结语

停车视距是高速公路保证运营安全的重要指标，在设计阶段应给予足够的重视，通过对高速公路停车视距的分析和探讨，并结合项目实例重点研究了在圆曲线长度大于停车视距S停的情况下，停车视距对应圆曲线半径的计算，揭示停车视距和平曲线半径之间的关系。把停车视距反映在平面线形设计之上，以提高道路运营的安全性。