高速公路平面设计中的横净距计算与运用.docx

高速公路平面设计中的横净距计算与运用麻辉东，张海忠（浙江省交通规划设计研究院 杭州市）摘 要： 视距是公路设计最基本的元素之 一，是驾驶员遇到紧急情况时采取措施的安全保障，而横净距是保证 行车视距的重要指标。 对圆曲线内侧行车道和中央分隔带外侧超车道的横净距与曲线半径的对应关系进行分析，并 介绍在杭长高速公路工程平面设计中的具体运用，供设计人员参考。关键词： 视距； 横净距； 中央分隔带； 计算； 平面设计； 运用行车视距是影响到公路行车安全的重要因素，在公路几何设计中必须考虑满足一定的视距要求。公路工 程 技 术 标 准（ ）和公 路 路 线设计规范（ ）考 虑 到 满 足 行 车 视 距的需要，而对公路几何设计提出一些具体指标参 数的要求。 基于高速公路，设置有中央分隔带，车辆 单向分道行驶，因此设计时仅需考虑满足同向车辆 的停车视距要求。汽车 在 同 一 车 道 遇 到障碍物必须及时停车 时，司机可能看 到 的 距 离，即 为“停 车 视 距”。 停 车 视距主要由两部分 组 成：（）驾驶 者反应时间行驶 的距离；（）制 动 距 离 （开 始 制 动 到 刹 车 停 止 所 行 驶的距离）。查阅公路工程技术标准（ ）和公路路线设 计 规 范（ ）可 以 得 知， 纵面设计的竖曲线极限最小半径是根据满足停车视 距计算得到，竖曲线半径取值只要满足规范即可保 证停车视距。 但是平面设计中的圆曲线最小半径只 是保证车辆本身行驶的安全性和舒适性，未考虑停 车视距的因素。 由于高速公路两侧及中央分隔带均 设置护栏，中央分隔带又设置有高于小车视线高度 的防眩设施，当圆曲线半径选用不当时，护栏等侧向 障碍物侵入视线将导致横净距不够，致使平曲线路 段视距不能满足停车视距的要求。根据对几条营运期 高速公 路 实地调查情况来 看，特别是对于小车司机而言，可能存在横净距不足的情况可分为两类：（）右侧护栏对于平面圆曲线内侧的行车道的影响；（）中央分隔带护栏和防眩设施 对于中央分隔带外侧的超车道的影响。 因此有必要 对这两类情况下横净距和满足停车视距的最小平曲 线半径进行分析，并提出当平曲线半径不满足停车 视距要求时所能采取的其他工程措施。横净距计算汽车在一条车道上的行驶轨迹与其视距线之间 的距离称为横净距，是验算平面行车视距的主要指 标，公路路 线 设 计 规 范（ ）条文说 明规定：“平曲线上的视距是否足够，应按汽车 沿曲线内侧行驶，假定驾 驶 员 视 线 高 出 路 面 （货车可取 ），距内侧路面未加宽前 车道处， 汽车轨迹与视距线之间的横净距 进行检查。”下面 针对横净距 和平面圆曲线半径 做一个 详 细 的分析计算。 圆曲线内侧行车道横净距 计算如图 所示，当高速公路的设计速度和路基标 准横断面明确后，圆曲线内侧行车道的横净距 计 算如下：（） （ ）（） （ ） （ ）（）收稿日期：公路 年 第 期注：为右侧硬路肩 宽 度； 为 行 车 道 宽 度； 为 左 侧 路 缘带宽度；为中央分隔 带 宽 度； 为侧向安全宽度； 为 至 行 车 道中心的半径； 为圆曲线半 径； 为视距线所对的圆心角；为 停车视距。注： 为行车道宽 度； 为左侧路缘带宽度； 为 中 央 分隔带宽度； 为侧向安全 宽 度； 为至行车道中心的半径； 为 圆曲线半径； 为视距线所对的圆心角；为停车视距。图圆曲线内侧行车道横净距计算示意图中央分隔带外侧超车道横净距计算示意由此可以得出满足圆曲线内侧行车道停车视距的圆曲线最小半径 的计算公式如下：求，这种情况下可通过计算已知曲线的横净距来确定所需加宽值。 中央分隔带外侧超车车道的横净距 计算公式如下： （ ）（）若已知的圆曲线半径 小于由公式（）计算得到的最小半径时，则该曲线不能满足停车视距的要 求。 这种情况下可通过计算已知曲线半径的横净距 来确定所需加宽值。 圆曲线内侧行车道的横净距 计算公式如下： （）（）槡工程运用实例浙江省杭州 长兴高速公路起点接杭州绕城公路西段，经余杭、安吉至长兴的泗安与申苏浙皖高速 公路相连。 其 中 杭 州 安 吉 县 安 城 段 设 计 速 度 为，起点 至 百 丈 特长隧道 进口段路基宽度 ，百丈特长隧道进口至项目终点路基宽度采用 ，均为双向四车道标准。该项目 之间为陡坡低山丘陵区，地 形陡峻，地形高差大，路线布置受地形影响大。 当地 形条件受限制不得已采用较小半径不满足停车视距 要求时，应通过对已知曲线的横净距计算确定所需 加宽值，并采取相应工程措施予以弥补。 （ ）（） 槡 中央分隔带外侧超车道横净距 计算如图 所示，当高速公路的设计速度和路基标 准横断面明确后，圆曲线内侧行车道的横净距 可 计算如下： （）根据图 可知： （ ）（） （ ） 平面圆曲线最小半径的计算根据本项目的路基标准断面，对平面满足停车 视距的最小圆曲线半径进行计算。 由于 路基 断面（图）比 路基断面（图）的中央分隔带宽 ，左侧硬路肩宽 ，因而更有利于行车视距。因此，以路基宽 度 的 整 体 式 断 面 为 例 进 行 计 算即可。（）由此可以得出满足中央分隔带外侧超车道停车视距的圆曲线最小半径 的计算公式如下： （ ）（）若已知的圆曲线半径 小于由公式（）计算得到的最小半径时，则该曲线不能满足停车视距的要 年第 期麻辉东张海忠：高速公路平面设计中的横净距计算与运用而对于分离式路基断面 （图 ），其 左 侧 硬 路 肩宽度 与整体式路基断面的左侧路缘带 和侧向 余宽 之和 相 等，因 此 两 者 的 横 净 距 相 同，对 应 的满足停车视距要求的最小圆曲线半径值可根据其设计线的位置计算得到。图分离式路基断面示意公路 年 第 期杭长高速公路的分离式路基断面的设计线位于两车道的中心位置，圆曲线半径值计算公式如下：根据公式（），可计算得到相应的分离式路基平曲线最小半径： （） 式中： 为 分 离 式 路 基 的 圆 曲 线 半 径； 为 至已知半径的横净距计算一般情况下，平面设计应以满足通过上述计算 得到的中央分隔带外侧超车道停车视距的最小半径 进行控制。 针对杭长高速公路，整体式路基段的平 面圆曲线半径 取 值 宜 大 于 ，而 分 离 式 路 基 段的平面圆曲线半径取值宜大于 。当地形条件复杂、工程艰巨无法满足上述要求时，平面设计应以满足曲线内侧行车道停车视距的 最小半径控制。 针对杭长高速公路，整体式路基段 的平面圆曲线 半 径 取 值 宜 大 于 ，分 离 式 路 基段的平面圆曲线半径取值宜大于 。杭长高速公路整体式路基段地形条件较好，因此在平面定线阶段均按照满足中央分隔带外侧超车 道停车视距的最小半径值 进行控制。 全线 圆曲线最小半径为 的 。而分离式路基段地形条件复杂，若增大半径则工程难度和工程量增加过大，因此不得已采用较小 的圆曲线半径。经核查：不满足曲线内侧行车道停车 视 距要求的为右线 右 偏 曲 线 ；不满足中央分隔带外侧超车道停车视 距要求的为右线 左偏曲线 、左线 右偏曲线 和右线 左偏 曲线 。下面根据计算公式（）和公式（），对上述已知 半径计算其满足停车视距所需的最小横净距，从而得到与实际横净距的差值，以指导施工采用的工程 弥补措施（表）。行车道 中 心 的 半 径；距； 为横净距。为 行 车 道 宽 度； 为 停 车 视（）圆曲线内侧行车道。对于杭长高 速 公 路 的 路 基 宽 度，曲 线 内 侧行车道的横净距可由公式（）计算得到： 根据公式（），可计算得到满足圆曲线内侧行车道停车视距要求的整体式路基平曲线最小半径： （ ） 根据公式（），可计算得到相应的分离式路基平曲线最小半径： （）中央分隔带外侧超车道。对于杭长高 速 公 路 的 路 基 宽 度，中 央 分 隔带外侧超车道的横净距可由公式（）计算得到： 根据公式（），可计算出满足中央分隔带外侧超车道停车视距的整体式路基平曲线最小半径： （ ） 表横净距计算工程措施对于不能满足停车视距的路段，首先应考虑通 过增大平曲线半径来满足视距要求。 若受地形地貌条件制约，平曲线半径无法增大时应根据具体情况进行分析，一般可采取以下措施予以弥补。（）调整障碍物位置增大视距。交点曲线半径 至车道中心半径 实际横净距所需横净距横净距差值备注圆曲线内侧行车道中央分隔带外侧 超车道 年 第 期麻辉东 张海忠：高速公路平面设计中的横净距计算与运用该方式主要是通过主动调整障碍物位置使横净距加大到实际所需的计算值，从而达到增大视距的 要求。若整体式路基中央分隔带引起视距不足时，可 调整护栏形式采用新泽西护栏，并取消绿化采用防 眩板，或增加中央分隔带宽度并使护栏往曲线内侧 方向适当挪移或增加左侧路缘带宽度。若分离式路基超车道受左侧护栏影响视距不足 时，可加宽左侧硬路肩或土路肩使护栏外移。若曲线内侧护栏引起视距不足时，则可加宽右 侧硬路肩或者土路肩使护栏外移，挖方路段可取消 护栏。（）调整行车道位置增大视距。当加宽路基宽度有困难时，可考虑通过调整标 线布设使中央分隔带外侧车道往曲线外侧移动，增 加左侧硬路 肩 宽 度 而 减 少 相 应部分右侧硬路肩宽 度，以达到满足视距要求。 由于该方式圆曲线路段 路基宽度保持不变但曲线外侧硬路肩变窄，建议一 般情况下尽量少用。（）通过限速减小视距值。在不得以的情况下，可在不满足停车视距的路 段，提前设置限速标志将速度降至满足停车视距的 范围内并加强视线诱导。杭长高速公路设计过程中，对右线、左线、右线 不 能 满 足 视 距 的 路 段，通 过 在 缓 和曲线内设置加宽过渡段加宽左侧硬路肩。 鉴于该 加宽部分仅 供 视 距 所 需，加 宽 渐 变 率 可 适 当 放 宽。 杭长高速公路设计以不大于 控制。 曲线通过横净距验算能满足停车视距的 要求；分离式路基右线 的曲线内侧车道至护 栏位置，虽然计算横净距值不足 ，但该路段 位于 的下 坡 路 段，右 侧 护 栏 可 作 为 不 构 成 阻碍视线的因素，认为能满足停车视距的要求。结语高速公路平面设计时应根据地形地质等条件， 在工程量