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近年來,公路改造項(xiàng)目越來越多,為節(jié)約工程造價,充分利用現(xiàn)狀道路資源,減少征地拆遷等,平面半徑采用《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2017)(以下簡稱《規(guī)范》)的一般最小半徑和極限最小半徑,彎道內(nèi)側(cè)由于設(shè)置了硬路肩、土路肩、邊溝和碎落臺,彎道內(nèi)側(cè)橫凈距一般能滿足規(guī)范要求,而中央分隔帶外側(cè)車道由于護(hù)欄和防眩設(shè)施的阻擋,停車視距一般不滿足規(guī)范要求。文章以蘭溪市330國道改建工程為例,分析中央分隔帶曲線外側(cè)車道停車視距和橫凈距,并針對停車視距的不足提出解決方案。
此項(xiàng)目為330國道蘭溪永昌至建德交界段改建工程,主線按照雙向四車道一級干線公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度為100km/h,路基寬度為26m。項(xiàng)目終點(diǎn)段位于諸葛鎮(zhèn),部分為利用游埠連接線進(jìn)行改建,部分為新建段。為充分利用現(xiàn)狀道路資源、避讓兩側(cè)房屋的拆遷,局部圓曲線半徑不滿足中央分隔帶停車視距要求,需采取一定工程措施改善停車視距。
停車視距是指同一車道上,駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方障礙物后,采取制動措施使汽車在障礙物前停下來所需要的最短距離,包括反應(yīng)距離、制動距離和5~10m安全距離。
《規(guī)范》中橫凈距是行駛軌跡與其視距曲線之間的距離,是驗(yàn)算平面行車視距的主要指標(biāo),《規(guī)范》條文7.9.6規(guī)定:“公路視距檢驗(yàn)時,視點(diǎn)位置應(yīng)取車道寬度的1/2處(即車道中心線),小客車視點(diǎn)高度取高出路面1.2m位置(貨車是取2.0m);目標(biāo)(或障礙物)應(yīng)取路面兩側(cè)對應(yīng)的車道邊緣線的位置,停車視距的物高是取高出路面0.1m。”確定橫凈距主要有兩種方法,一種是繪制視距包絡(luò)圖;另外一種是根據(jù)簡化公式進(jìn)行計(jì)算。簡化公式法計(jì)算圓曲線最大橫凈距時,需根據(jù)是否設(shè)置回旋線和視距S和圓曲線長之間的關(guān)系確定。下面僅就圓曲線長大于停車視距且不設(shè)置回旋線的情況進(jìn)行公式推導(dǎo)。
中央分隔帶曲線外側(cè)行車道橫凈距計(jì)算圖見圖1。根據(jù)圖1所示位置關(guān)系,視點(diǎn)位于車道寬度1/2位置處,物點(diǎn)位于車道邊緣處。運(yùn)用三角函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)主要步驟如下:
圖1 中央分隔帶曲線外側(cè)行車道橫凈距計(jì)算圖
由以上3個公式推導(dǎo)出橫凈距h的計(jì)算公式如下:
式中:h為所需最小橫凈距,m;RS為視線位置處曲線半徑,m;Wd為曲線外側(cè)車道寬度,m;α為視距線對應(yīng)的圓心角,°,;S為停車視距,m。
根據(jù)橫凈距、停車視距和車道寬度反推出對應(yīng)的RS,而最小圓曲線半徑R=RS-1/2車道寬度Wd-左側(cè)路緣帶S1-1/2中央分隔帶寬度M。最小圓曲線半徑計(jì)算結(jié)果見表1,小于該圓曲線半徑均需增加橫凈距,以滿足停車視距的要求。
表1 滿足停車視距的最小圓曲線半徑
根據(jù)公式(1)計(jì)算的橫凈距h≤側(cè)向余寬C+左側(cè)路緣帶寬S1+1/2車道寬Wd,則停車視距滿足要求,否則停車視距不滿足要求。
330國道改建工程設(shè)計(jì)速度為100km/h,停車視距為160m,在JD1和JD4圓曲線半徑均小于1757.91m,需采取措施增加橫凈距,增加的橫凈距見表2。
表2 兩處圓曲線需增加的橫凈距
(1)調(diào)整中央分隔帶外側(cè)護(hù)欄位置。該項(xiàng)目中央分隔帶寬度為2m,護(hù)欄采用波形護(hù)欄Gr-Am-4E,根據(jù)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T D81—2017)(以下簡稱《細(xì)則》)中央分隔帶護(hù)欄一側(cè)所需最小寬度為(1.558/2)m,可以增加橫凈距的寬度僅為0.221m,不能滿足該項(xiàng)目要求。該方法一般適用于中央分隔帶較寬、橫凈距差值較小的路段。
(2)護(hù)欄調(diào)整為整體式混凝土護(hù)欄。中央分隔帶護(hù)欄調(diào)整為整體式混凝土護(hù)欄,根據(jù)《細(xì)則》中表6.2.3,一級公路中央分隔帶寬度小于2.5m并采用整體式護(hù)欄形式時,護(hù)欄等級為SAm級,擋墻寬60.6cm,可以提供的橫凈距為2-0.606-0.25×2=0.894m。該項(xiàng)目所需的橫凈距均大于0.894m,該方法不適宜該項(xiàng)目。
(3)加寬曲線內(nèi)側(cè)車道,中央分隔帶往曲線內(nèi)側(cè)偏移。該方法使曲線內(nèi)側(cè)車道行車軌跡發(fā)生變化,平曲線半徑增加,曲線外側(cè)行車道行車軌跡不變,橫凈距加寬值加寬到左側(cè)路緣帶上。該方法對平曲線半徑有利,但是道路中心線有一定偏移,中央分隔帶邊線有變化,超高旋轉(zhuǎn)軸也隨著變化,施工較難控制。該方法適用于平曲線轉(zhuǎn)角小于20°,對曲線半徑較敏感路段。
(4)加寬中央分隔帶內(nèi)側(cè),同時內(nèi)移曲線外側(cè)護(hù)欄。對中央分隔帶內(nèi)側(cè)進(jìn)行加寬,內(nèi)側(cè)車道往內(nèi)側(cè)偏移,加寬值為橫凈距差值,曲線外側(cè)護(hù)欄同時需要往內(nèi)側(cè)偏移,護(hù)欄外側(cè)綠化需做成下凹式或齊平式,以保證駕駛員發(fā)現(xiàn)0.1m障礙物視線范圍內(nèi)均無阻擋。該方案與加寬曲線內(nèi)側(cè)車道,中央分隔帶往曲線內(nèi)側(cè)偏移的方案類似,區(qū)別是內(nèi)側(cè)中央分隔帶邊線有變化,外側(cè)中央分隔帶邊線無變化,但道路中心線仍然存在偏移,施工便利性差,且該方案不適用橋梁路段。
(5)加寬硬路肩,車道整體往外側(cè)偏移。當(dāng)平曲線外側(cè)有條件時,加寬硬路肩,使曲線外側(cè)行車道往外偏移,內(nèi)側(cè)車道和中央分隔帶位置不變,曲線外側(cè)行車道行車軌跡發(fā)生變化,平曲線半徑減小。通過交通標(biāo)線調(diào)整車道位置,橫凈距加寬值加寬到左側(cè)路緣帶上。該方案適用于轉(zhuǎn)角較大(≥20°)的情況,否則會對曲線外側(cè)車道曲線半徑產(chǎn)生較大不利影響。
該項(xiàng)目在JD1和JD4兩處轉(zhuǎn)角分別為150°和134°,JD1平曲線段約100m范圍位于菱形互通范圍,若采用加寬曲線內(nèi)側(cè)車道,中央分隔帶往曲線內(nèi)側(cè)偏移的方法,道路中心線有偏移,互通區(qū)域設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,施工也不易控制。JD2范圍有1×20m預(yù)應(yīng)力矮T梁,右角90°,橋梁位于圓曲線全加寬范圍,加寬值為1.587m。
結(jié)合該項(xiàng)目特點(diǎn)和增加橫凈距方法的適用性,最終采用加寬硬路肩,車道整體往外側(cè)偏移改善停車視距的方案,在緩和曲線范圍進(jìn)行加寬過渡。
在高等級公路設(shè)計(jì)中,應(yīng)特別重視停車視距,有條件路段盡可能加大圓曲線半徑,滿足停車視距的要求。若為節(jié)約工程造價采用了小半徑圓曲線,需采取工程措施增加橫凈距,提高公路運(yùn)營的安全性。文章橫凈距計(jì)算公式做了部分假設(shè),還需進(jìn)一步優(yōu)化。