高速公路視距安全保障技術(shù)研究

歐思嘉

高速公路視距安全保障技術(shù)研究

歐思嘉

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507）

為掌握高速公路視距安全保障技術(shù)，闡述了二維視距及三維視距理論基礎(chǔ)，并分別介紹了二者的檢驗方法，依托某實際工程，以曲線段中央分隔帶外側(cè)超車道為例，介紹了其視距安全保障措施。結(jié)果表明，通過加寬中央分隔帶、外側(cè)護欄內(nèi)移、外側(cè)車道外移等手段可保證視距符合規(guī)范要求，提升了行車安全可靠性。

高速公路；視距；橫凈距；中央分隔帶

1 引言

山區(qū)高速公路作為高速公路的一種，其地形地質(zhì)條件較為復(fù)雜，設(shè)計過程中線形指標(biāo)較低，且存在大量的橋隧結(jié)構(gòu)，因而常常出現(xiàn)視距不良、縱坡長大等問題，因此山區(qū)高速公路交通事故發(fā)生頻率較高，保障山區(qū)高速公路行車安全勢在必行[1-2]。

視距是影響山區(qū)高速公路行駛安全的重要因素，當(dāng)駕駛員視線因地形條件及線形設(shè)計不合理受到限制時，無法分辨道路前方的真實情況，難以保證車輛的行駛安全[3]。現(xiàn)有路線設(shè)計規(guī)范中以設(shè)計速度為基礎(chǔ)評判平縱線形對視距的影響，然而，在實際行車時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計速度與實際行車速度不相符，造成實際的行車視距大于理論計算的視距；行車視距與實際三維空間視距差別較大[4]。本文從視距理論角度出發(fā)，結(jié)合實際工程，探究高速公路視距安全保障技術(shù)，以期為中國高速公路建設(shè)提供借鑒與指導(dǎo)。

2 視距理論研究

2.1 行車視距及檢驗

為保證駕駛員在行車過程中可及時發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處障礙物或危險，需要設(shè)置一定的安全視距，以便駕駛員及時采取制動或其他應(yīng)急措施?；趪鴥?nèi)外相關(guān)規(guī)范，一般將行車視距分為以下四類：①停車視距。自駕駛員發(fā)現(xiàn)前方障礙物或危險那一刻起直至駕駛員采取制動措施使車輛安全停止時，車輛移動的總距離稱之為停車視距，其主要分為反應(yīng)距離和剎車距離，具體如圖1所示。②會車視距。即車輛在雙向車道行駛時，當(dāng)兩對向車輛相互進入視線范圍內(nèi)直至采取制動措施車輛完全停止時所需要的最短距離稱之為會車視距。因此一般會車視距等于兩倍停車視距。③錯車視距。即車輛在未分車道的雙向車道上行駛時，當(dāng)兩對向車輛相互進入視線范圍內(nèi)直至采取制動措施，保證兩車輛安全錯車所需的最短距離稱之為錯車視距。④超車視距。車輛在未設(shè)隔離帶的雙向車道上行駛時，從后車計劃超車時刻起，直至超車完全結(jié)束，回到原車道所需的最短距離，具體如圖2所示。超車視距主要分為以下階段：駕駛員自準(zhǔn)備超車開始起至車輛駛離原車道所需的距離；對向車道上的車輛行駛距離；超車全過程結(jié)束后超車車輛與對象車輛的安全距離。

圖1 停車視距示意圖

為保證行車視距滿足安全需求，工程中長采用視距包絡(luò)圖法與最大橫凈距法對行車視距進行檢驗，二者核心為視距曲線，即駕駛員視線點軌跡線每間隔一段與視線相切的外邊緣線，視距曲線與視線點軌跡線形成的凈空區(qū)域需要保障。最大橫凈距主要檢查車輛在行駛路徑上某一點的視距，將其所需要的最大橫向凈距與道路實際所能提供的橫向凈距進行對比，當(dāng)計算橫向凈距小于實際橫向凈距時，車輛行車安全能夠得到保證；反之，駕駛員視線容易被障礙物遮擋，視線較差。

2.2 三維空間視距及檢驗

所謂三維空間視距即在公路三維線形中，車輛以一定速度行駛時，駕駛員沿公路眼延伸方向最后一個能看到的道路中線或邊緣線點，距離觀察點沿線方向的距離為三維視距。

傳統(tǒng)視距包絡(luò)圖法與最大橫凈距法僅能對二維的行車視距進行檢驗，為評價三維空間視距，科研工作者研究出以下兩種方法：①圖解法。其在道路線形中加入數(shù)學(xué)參數(shù)，利用向量函數(shù)表述一條完整的道路中線，與此同時結(jié)合行車道及道路兩側(cè)障礙物相應(yīng)的數(shù)學(xué)表示式，進一步對空間視距進行迭代計算，通過Matlab進行編程分析。②分析法。該方法在考慮道路橫斷面與縱斷面的基礎(chǔ)上計算平縱線形所能提供的視距值。其核心是檢查駕駛員是否被道路線形或障礙物遮擋，以便尋找駕駛員視線范圍中的最遠(yuǎn)可視點，通過道路參數(shù)表達式與路測特征值建立有限元模型計算三維空間視距，相比于圖解法更加適用于山區(qū)復(fù)雜地形條件下的視距檢驗。

圖2 超車視距示意圖

3 工程實例

3.1 工程概況

某高速公路全長47.48 km，起止樁號為k20+000～k49+480，設(shè)計時速100 km/h，其中中央分隔帶寬度為1.5 m，左側(cè)路緣帶寬度為0.25 m，二者均不符合要求，可能對視距造成不良影響，因此研究決定采取以下措施保證視距安全。

3.2 曲線段中央分隔帶外側(cè)超車道視距保障措施

3.2.1 加寬中央分隔帶

一般選取在彎道內(nèi)側(cè)進行加寬，在緩和曲線上完成加寬值的過渡，最大加寬值應(yīng)當(dāng)參考基于三維視距檢查中設(shè)計橫凈距與計算橫凈距的差值，原有中央分隔帶防護措施及植被不變。

3.2.2 外側(cè)防護欄內(nèi)移或更換防眩暈設(shè)施

當(dāng)三維視距檢查中設(shè)計橫凈距與計算橫凈距的差值過大時，可調(diào)整中央分隔帶中植被種類及高度，如果必要，可適當(dāng)減小防護欄之間的寬度，將分隔帶外側(cè)護欄向曲線內(nèi)側(cè)移動以增加超車車道的橫凈距。如果分隔帶寬度較窄無法移動外側(cè)護欄時，可采用防眩柵代替植被。

3.2.3 中央分隔帶外側(cè)車道外移

為獲得較大的橫凈距，上述兩種方法通過改變中央分隔帶的寬度而改變車道位置同樣可實現(xiàn)。如果中央分隔帶外側(cè)車道附近的地形空間滿足要求時，可適當(dāng)減小外側(cè)車道半徑，內(nèi)側(cè)分隔帶及車道位置不變，此時橫凈距增大。特別需要注意，當(dāng)外側(cè)車道半徑較小，盲目降低其半徑可能導(dǎo)致線形指標(biāo)不符合規(guī)范要求，需酌情處理。

3.2.4 中央分隔帶外側(cè)車道內(nèi)移增大半徑

為保證行車視距符合要求，當(dāng)外側(cè)車道曲線半徑較小時，可通過分隔帶外側(cè)車道內(nèi)移的方式減小分隔帶寬度，以增大外側(cè)車道半徑從而獲得較好的視距，雖然該方法使所提供的橫凈距不變，但是外側(cè)車道所需的橫凈距減小。

3.2.5 設(shè)置凹形中央分隔帶

傳統(tǒng)中央分隔帶在豎直方向高于路面結(jié)構(gòu)，可稱之為凸形中央分隔帶，如果車輛所需橫凈距較大，上述方法無法滿足時，可將中央分隔帶改換為凹形分隔帶。

3.2.6 設(shè)置水泥混凝土防護欄

如果路線線形及路基寬度無法改變時，可采用防暈板+水泥混凝土防護欄的形式，該方法在增大橫凈距的同時可減少后期對傳統(tǒng)中央分隔帶植被的養(yǎng)護。但特別需要注意的是，該防護欄屬于剛性防護欄，交通事故中對駕駛員的損傷較大，需要酌情選擇。

4 結(jié)語

行車視距設(shè)置的合理與否直接影響駕駛的安全性，特別是山區(qū)高速公路，其復(fù)雜的地形條件給行車視距的設(shè)置帶來了困難與挑戰(zhàn)，為此，首先闡述了二維視距及三維視距理論基礎(chǔ)，并分別介紹了二者的檢驗方法，依托某實際工程，以曲線段中央分隔帶外側(cè)超車道為例，介紹了其視距安全保障措施。研究結(jié)果表明，通過加寬中央分隔帶、外側(cè)護欄內(nèi)移、外側(cè)車道外移等手段可保障視距符合規(guī)范要求，提升行車安全可靠性。

［1］翟藝陽.公路視距安全評價技術(shù)研究［D］.西安：長安大學(xué)，2008.

［2］張娟.基于三維動態(tài)視距的公路交通安全評價方法研究［D］.北京：北京交通大學(xué)，2009.

［3］梁海文.公路三維視距不良路段的識別和安全保障技術(shù)研究［J］.智能城市，2017，3（1）：141.

［4］匡攀，桂嵐.溆懷高速公路視距安全評價與處置技術(shù)［J］.湖南交通科技，2017，43（1）：20-24.

U492.8

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.042

2095－6835（2019）13－0101－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕