隧道彎道停車視距檢驗(yàn)與保證方法研究

李洪萍

（大連市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 大連 116011）

0 引言

停車視距是確保行車安全的重要條件之一，也是道路幾何設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。車輛在道路上行駛，如果車道前方存在障礙物，車輛又不可能駛?cè)豚徑嚨览@避時(shí)，只能采取制動(dòng)措施，使汽車在障礙物前完全停住，以保證安全，這一必須保證的最短距離，稱為停車視距，是規(guī)范的強(qiáng)制性條文[1]。視距不良位置容易發(fā)生在小半徑彎道路段、坡差較大的坡頂或坡底（存在構(gòu)筑物橫向跨越道路遮擋視線）、平面交叉口或立交出入口位置等。城市道路受規(guī)劃、用地等條件制約，平面線形中經(jīng)常出現(xiàn)相對(duì)較小的圓曲線半徑，若恰好處于橋梁、隧道段，受橋側(cè)防撞墻、聲屏障、防眩板或隧道側(cè)壁與中隔墻等的影響，彎道內(nèi)側(cè)容易出現(xiàn)視距不良的現(xiàn)象，造成安全隱患，特別是對(duì)于設(shè)計(jì)速度較高的城市快速路、交通性主干路等。本文從停車視距組成及其與最小橫凈距關(guān)系入手，分析平面停車視距的檢驗(yàn)方法以及在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法；并以某城市快速路隧道為例，分析彎道路段最不利車道的視距檢驗(yàn)方法，以及在平曲線半徑受限的情況下，確保隧道曲線路段停車視距的設(shè)計(jì)措施；最后，對(duì)視距檢驗(yàn)中的視點(diǎn)軌跡線位置、快速路的停車視距值、貨車停車視距等問(wèn)題進(jìn)行了討論。

1 停車視距的相關(guān)規(guī)定

1.1 停車視距的組成與計(jì)算

停車視距由反應(yīng)距離、制動(dòng)距離及安全距離組成，按式（1）進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算值向上取整，就得到規(guī)范值[1]。以設(shè)計(jì)速度60 km/h的道路為例（快速路或主干路），停車視距的計(jì)算值為67.52 m，規(guī)范采用值為70 m：

式中：Ss為停車視距，m；V 為設(shè)計(jì)速度，km/h；t為反應(yīng)時(shí)間，取 1.2s；βs為安全系數(shù)，取 1.2；μs為路面摩擦系數(shù)，取 0.4；i為縱坡度，% ，上坡為“+”，下坡為“-”；Sa為安全距離，m 。

1.2 保證停車視距的最小橫凈距

為了保證停車視距，彎道內(nèi)側(cè)視點(diǎn)軌跡線與其起終點(diǎn)連接的直線AB范圍內(nèi)應(yīng)保證通視（見圖1），視點(diǎn)軌跡線直線AB的距離稱為橫凈距，在Ss范圍內(nèi)，橫凈距是個(gè)變量，最大值一般處于Ss對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)軌跡線的中點(diǎn)處，可按式（2）進(jìn)行計(jì)算：

圖1 彎道視距及橫凈距概念圖

按上述方法計(jì)算得到的“最大”橫凈距是在工程設(shè)計(jì)中需要保證通視、清障的“最小”范圍，為便于簡(jiǎn)化，可以按最不利位置計(jì)算，在整個(gè)彎道范圍內(nèi)加以保證；若由此導(dǎo)致的清障工作量過(guò)大的話，可以采用圖解法，繪制視距包絡(luò)圖，作為視距清障范圍。

2 設(shè)計(jì)應(yīng)用

根據(jù)前述方法，可計(jì)算不同平曲線半徑，不同停車視距條件下，為保證停車視距所必須的最小橫凈距，繪制成圖（見圖2），可在設(shè)計(jì)中便捷應(yīng)用。

圖2 平曲線半徑、停車視距及最小橫凈距關(guān)系圖

（1）在平面設(shè)計(jì)階段，首先根據(jù)道路的等級(jí)和設(shè)計(jì)速度，確定停車視距Ss；然后根據(jù)橋、隧的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)圖，確定最不利車道行車軌跡線與鄰側(cè)障礙物（橋梁的防撞墻、隧道側(cè)壁等）之間的橫向凈距（不妨設(shè)為Z0），據(jù)此在圖2中查得對(duì)應(yīng)的平曲線半徑值（不妨設(shè)為R0），只要平面設(shè)計(jì)采用的半徑值Rs不低于R0，停車視距都能得到保證，不需采取額外的措施。

（2）若由于道路紅線、路網(wǎng)銜接、動(dòng)遷等條件的限制，Rs＜R0，此時(shí)由圖2查得的橫凈距值Z＞Z0，兩者的差值ΔZ=Z-Z0就是為了保證停車視距需要采取設(shè)計(jì)措施增大的橫凈距值。

3 隧道彎道段停車視距保證案例分析

3.1 工程概況及問(wèn)題的提出

某城市連接海灣南北兩岸的快速路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，雙向六車道。主線隧道采用“兩孔一管廊”斷面形式，兩側(cè)為行車孔，中間為設(shè)備管廊，其中，海域段采用沉管隧道，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖3所示；南端近陸地處設(shè)置一座地下立交，采用明挖暗埋隧道結(jié)構(gòu)，主線變?yōu)殡p向四車道，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖4所示。隧道建筑限界兩側(cè)留有0.20 m的裝修及施工誤差空間。沉管段單個(gè)行車孔的結(jié)構(gòu)內(nèi)凈寬為12.65 m，中間管廊的結(jié)構(gòu)凈寬為4.40 m；明挖暗埋段單個(gè)行車孔的結(jié)構(gòu)凈寬為9.15 m，中間管廊結(jié)構(gòu)的凈寬為2.0 m。在設(shè)備區(qū)完成中間管廊寬度的過(guò)渡。

圖3 某快速路隧道沉管段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：mm）

圖4 某快速路隧道明挖暗埋段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：mm）

由于道路接線條件的限制，近南岸處，平面線形為R=1 050 m的圓曲線直接與R=320 m、ls=50.4 m的基本型曲線連接（見圖5）。需驗(yàn)算該彎道處停車視距是否滿足規(guī)范要求，若不能，則需采取措施加以保證。

圖5 南岸320m半徑彎道段平面圖

3.2 不利位置的視距檢驗(yàn)

設(shè)計(jì)速度為60 km/h的城市快速路的停車視距為 75 m[4]，半徑為 320 m，查圖 2，橫凈距約為2.2 m。根據(jù)圖5，可以判定視距不利位置為南行方向的最內(nèi)側(cè)車道和北行方向的最外側(cè)車道。

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3.2.1 南行方向的最內(nèi)側(cè)車道檢驗(yàn)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（見圖4），南行方向的最內(nèi)側(cè)車道的橫凈距為1.5 m+0.25 m=1.75 m＜2.2 m，不滿足要求。根據(jù)式（2），進(jìn)一步精確計(jì)算，停車視距取75m，Rs取323.55m，計(jì)算得到橫凈距為2.17m＞1.75 m，ΔZ=2.17 m-1.75 m=0.42 m。需采措施保證停車視距。

3.2.2 北行方向的最外側(cè)車道檢驗(yàn)

若視點(diǎn)軌跡線取距外側(cè)車道左邊線1.5 m位置，則橫凈距為（3.75 m-1.5 m）+0.5 m+0.25 m=3 m；若視點(diǎn)軌跡線取外車車道的中央，則橫凈距為3.75 m/2+0.5 m+0.25 m=2.625 m。兩者均大于2.2 m，進(jìn)一步按式（2）進(jìn)行精確計(jì)算，Rs取312.075 m，計(jì)算得到橫凈距為2.25 m＜2.625 m，停車視距能夠得到保證。

3.3 南行方向視距保證措施

3.3.1 方案1——增大主線半徑（不可行）

查圖 2，Z=1.75 m、Ss=75 m 時(shí)，R≈400 m。保持導(dǎo)線方向不變（兩岸接線需要及南側(cè)港池內(nèi)導(dǎo)線平行于碼頭前沿的要求），基本型曲線調(diào)整為R=400 m、ls=50 m，則北側(cè)銜接的圓曲線需調(diào)整，且僅能保證R=888 m＜1 000 m（不設(shè)緩和曲線的最小半徑值），需增設(shè)緩和曲線，變?yōu)榛拘颓€。這樣就導(dǎo)致沉管段曲線管節(jié)半徑減小且部分曲線管節(jié)變?yōu)椤熬徍颓€+圓曲線”形式，將會(huì)使管節(jié)數(shù)量增加、工期延長(zhǎng)，并極大地增大了曲線管節(jié)預(yù)制、浮運(yùn)、安裝難度，增加了工程風(fēng)險(xiǎn)，需尋求影響小的方案。

3.3.2 方案2——調(diào)整結(jié)構(gòu)及裝飾板厚度（推薦）

通過(guò)減少主線限界范圍內(nèi)中墻厚度0.05 m（由0.6 m減少為0.55 m），減少主線洞室兩側(cè)以及E、B匝道內(nèi)側(cè)三處裝飾板空間各0.09m（由0.2m減少為0.11 m），減少主線與匝道共用墻厚度0.1m（由0.8 m減少為0.7 m）三項(xiàng)措施（見圖3~圖5），來(lái)提供0.05 m+0.09 m×3+0.1 m=0.42 m的橫凈距增加空間（ΔZ）。

該方法需要保證兩點(diǎn)：一是要保證行車軌跡線的連續(xù)，該案例通過(guò)“南岸設(shè)備區(qū)（一）”處原有的中間管廊寬度過(guò)渡段、E匝道和B匝道分流三角區(qū)以及彎道終點(diǎn)處的緩和曲線，可實(shí)現(xiàn)行車軌跡線的平順過(guò)渡，滿足60 km/h設(shè)計(jì)速度的要求；二是要注意相應(yīng)的曲線段的隧道中墻、主線與匝道共用墻以及裝飾板的施工誤差只允許是負(fù)值。

該方案不影響主線和匝道的平面線形，僅通過(guò)調(diào)整局部結(jié)構(gòu)厚度、調(diào)整交通標(biāo)線來(lái)保證停車視距，影響最小，作為推薦方案。

3.3.3 其他措施

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，若方案2的措施能夠增加的橫凈距仍然不夠用，則可以通過(guò)壓縮中間管廊寬度、外移E匝道和B匝道的中線及隧道外壁等措施來(lái)滿足停車視距的要求。

4 應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1 關(guān)于視點(diǎn)軌跡線的位置

對(duì)于視點(diǎn)軌跡線的位置，國(guó)外一般都取內(nèi)側(cè)車道的中心線（如日本、美國(guó)）；我國(guó)公路中視距的距離“是指沿車道中心線量得的長(zhǎng)度”[5]。城市道路當(dāng)中，根據(jù)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—1990），視點(diǎn)軌跡線的位置即沿內(nèi)側(cè)車道行駛的曲線半徑Rs采用未加寬前路面內(nèi)緣半徑加1.5 m（1.5 m是司機(jī)位置至路面邊緣的距離）[2-3]。但該版規(guī)范已作廢，被《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37—2012）取代，新規(guī)范中并未對(duì)視點(diǎn)軌跡線的位置進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)此有兩種理解：一種認(rèn)為作為方法，在沒有明確其他說(shuō)法的情況下，應(yīng)該視為延用；另一種認(rèn)為應(yīng)與公路保持一致。兩者之中，建議取偏于安全的位置進(jìn)行驗(yàn)算。

4.2 關(guān)于城市快速路停車視距的規(guī)定值

不同設(shè)計(jì)速度的公路和城市道路的停車視距規(guī)范規(guī)定值見表1。需要特別注意的是，對(duì)于設(shè)計(jì)速度是60 km/h的城市快速路，《城市道路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 193—2012）和《城市快速路設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 129—2009）規(guī)定的停車視距值不同，分別為70 m和75 m。而兩者均為現(xiàn)行規(guī)范，對(duì)此建議執(zhí)行相對(duì)較高的標(biāo)準(zhǔn)，即采用75 m。

4.3 關(guān)于貨車停車視距

由于貨車的制動(dòng)距離增大[式（1）的第二項(xiàng)]，貨車的停車視距要高于客車，在下坡路段，隨著縱坡度的增大，貨車停車視距也增大。對(duì)此規(guī)范規(guī)定：“對(duì)于貨車比例較高的道路，應(yīng)驗(yàn)算貨車的停車視距”，“對(duì)以貨運(yùn)交通為主的道路，應(yīng)驗(yàn)算下坡段貨車的停車視距”[1]；“高速公路、一級(jí)公路以及大型車比例較高的二、三級(jí)公路，應(yīng)采用貨車停車視距對(duì)相關(guān)路段進(jìn)行檢驗(yàn)”[5]。對(duì)此，在進(jìn)行項(xiàng)目的功能定位、交通需求分析及預(yù)測(cè)時(shí)，需要著重關(guān)注未來(lái)項(xiàng)目的交通組成分析，關(guān)注貨車的比例。另外，對(duì)于單向三車道及三車道以上道路，常常對(duì)車道使用功能進(jìn)行劃分，貨車在外側(cè)車道行駛，在進(jìn)行視距驗(yàn)算時(shí)，要注意驗(yàn)算方法與車道功能劃分相協(xié)調(diào)。

表1 現(xiàn)行規(guī)范停車視距規(guī)定值 m

5 結(jié)語(yǔ)

除隧道中墻、側(cè)墻外，常見的影響停車視距的因素還包括橋梁和道路段的防撞護(hù)欄、防眩板、聲屏障，道路彎道內(nèi)側(cè)挖方邊坡、綠化植被，平面交叉口外側(cè)臨近的樹木與建筑、立體交叉出入口三角區(qū)位置的綠化植被等。鑒于停車視距對(duì)行車安全的重要影響，在道路總體設(shè)計(jì)階段，道路的平、縱、橫幾何設(shè)計(jì)應(yīng)與附屬工程、環(huán)保設(shè)施進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，鑒別潛在的視距不良路段，分析影響因素與主體工程之間的相互關(guān)系，設(shè)計(jì)階段的相互影響需在一體化的總體設(shè)計(jì)階段予以解決，且總體設(shè)計(jì)對(duì)后續(xù)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的相關(guān)專業(yè)做好資料互提和技術(shù)交底。對(duì)在施工階段需要予以配合的，要在相關(guān)施工技術(shù)要求中予以明確。