一级公路弯道外侧超车道停车视距的计算方法分析

宣海洋 （安徽宏泰交通工程设计研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

随着我国公路运输行业的快速发展，道路等级逐步提升，行车速度越来越快，对交通安全的要求越来越高，尤其是在对一级公路的设计中，往往对视距的考虑不够全面。视距是指道路上车辆在行驶过程中，从正常的驾驶位置可以看到道路路面范围内一定高度的障碍物或交通设施的最远距离，是道路设计的重要依据，也是汽车行驶安全的重要保障之一。视距共分为停车视距、会车视距、超车视距三类，设置了中央分隔带的一级公路是分向分道行驶的，不存在会车和对向超车的需求，对道路安全影响较大的主要是停车视距。一级公路行车道外有硬路肩、土路肩及边沟等安全净区，宽度可以满足停车视距的要求，而位于中央分隔带弯道外侧的超车道，常常因绿化植物、护栏遮挡视线给行车造成安全隐患，本文对弯道处中央分隔带停车视距的计算方法进行深入研究。

1 驾驶员视点位置研究

图1 弯道中分带护栏对停车视距的影响

在《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）中规定，“检验停车视距时，采用的驾驶员目高分别为1.2m（小客车）、2.0m（载重货车），视点物高取0.1m[1]”。中央分隔带内主要有绿化植物、路缘石和护栏，路缘石一般不高于0.12m，对驾驶员的视线影响小，可忽略；护栏高度一般在70～90cm，与路缘石边相距50cm，与行车道距离近且为垂直放置，对停车视距的影响很大，尤其是凸形竖曲线，本文横净距以护栏边为界进行控制。

公路设计所采用的车辆宽度分别为1.8m（小客车）、2.5m（载重货车），结合驾驶员的位置及相关资料调查，本文选取小客车的视点约在车辆左侧0.5m，载重货车约在车辆左侧0.6m[2]。一级公路车道宽度一般为3.75m、3.50m，车辆在正常行驶过程中基本沿车道的中间行驶，因此本文将视点位置选定在距离路缘带边1.2m、目高1.2m 的地方。不利情况是车辆靠近路缘带行驶，属非正常情况且时间短，故文中未作考虑，具体如图2、图3所示。

图2 小客车超车道视点位置

图3 载重货车超车道视点位置

2 弯道处超车道横净距的计算

一级公路作为高等级道路，一般情况下圆曲线长度较长，下文对圆曲线大于或小于停车视距时弯道超车的计算进行说明。

2.1 圆曲线大于停车视距的横净距计算

一般情况下一级公路超车道的横净距由路缘带宽度、视点与路缘带距离、路缘带与护栏之间距离这三部分内容组成[3]，不同设计速度下横净距如表1 所示。

表1 一般情况下一级公路超车道的横净距

作为一级公路，平面技术指标均比较高，一般圆曲线长度大于停车视距，如图4 所示，平曲线内最大横净距可通过以下公式进行计算：

图4 满足停车视距的最大横净距

式中：W为横净距；Ra为驾驶员视点处圆曲线半径；α为停车视距对应的角度；R为道路中心处曲线半径；a为中分带宽度；b为路缘带宽度；S为停车视距。

根据式（1）和式（2），满足圆曲线一般半径及极限最小半径所需的横净距值如表2所示。

表2 满足圆曲线一般半径及极限最小半径所需的横净距值

从表2 中可以看出按照圆曲线一般半径及极限最小半径进行一级公路设计，所需的横净距均大于表1 所列的超车道横净距，即外侧超车车道的停车视距不满足《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）的规定值，给行车安全带来了重大的隐患。

2.2 圆曲线小于停车视距的横净距计算

局部受限的情况下圆曲线小于停车视距，如图5 所示，平曲线内最大横净距可通过以下公式进行计算[4]：

图5 满足停车视距的最大横净距

图6 增加中央分隔带及路缘带宽度

图7 调整超车道的平曲线半径

式中：W为横净距；Ra为驾驶员视点处圆曲线半径；α为平曲线外对应的角度；β为圆曲线对应的角度；L为圆曲线长度；S为停车视距。

上述公式是在假设圆曲线位于中间的情况下推导而来的，圆曲线位于其他位置时可采用同样的方式进行推导计算。通过公式（4）计算出的横净距略小于公式（1）的计算值。

3 停车视距不足的改进措施

3.1 增加平曲线半径

在一级公路设计阶段，在路侧无受限、造价增加不大的情况下，应尽量采用较大的平曲线半径，使其满足停车视距需求和横净距要求，根据公式（1）及三角函数的泰勒级数，可计算出满足停车视距和横净距要求所需的最小平曲线半径如表3所示。

表3 满足停车视距和横净距要求所需的最小平曲线半径

3.2 调整护栏及绿化植物位置

在增加宽度不大的情况下，可维持原中分带的宽度，通过将护栏及绿化植物内移并减小绿化植物种植的范围来增加中央分隔带外侧超车车道的横净距，保证其停车视距，如中央分隔带宽度小于1.5m 时可采用防眩板来替代植物防眩。

3.3 增加中央分隔带及路缘带宽度

如道路的平曲线半径无法达到表3中的最小半径时，可以通过调整中央分隔带的宽度来增加超车道的横净距，保证停车视距要求[5]。

通过公式（1）可推导出需加宽的宽度W1：

式中：a为原中分带宽度，一级公路一般中分带宽度为2m，即a=2。中分带内绿化和护栏靠内侧布置。

3.4 调整超车道的平曲线半径

在外侧无受限条件时，可以通过调整外侧超车道的平曲线半径、增加超车道与中央分隔带的间距来满足停车视距的要求，加宽部分可作为硬路肩、中央分隔带使用，外侧超车道需增加的半径为：

式中：R1 为超车道调整后的平曲线半径，单位为m；R为原超车道平曲线半径，单位为m；W为需要增加的横净距，单位为m；β为平曲线转角。

4 结语

在一级公路设计过程中，设计者注重交叉口安全视距、安全交叉停车视距、通视三角区视距及凸形竖曲线的半径这四方面的设计，而忽略了中央分隔带横净距的验证，横净距不足容易造成停车视距不良而引发交通事故；而且超车道上车辆速度快，停车视距不足的情况引发的交通事故比较严重，设计过程中应予以重视。本文讨论了圆曲线长度与停车视距不同大小的状况下，横净距的计算问题，同时在横净距不满足的情况下提出了相应的解决方案和措施，可供一级公路设计时参考使用。