公路两侧建筑红线控制区的界定.docx

公路两侧建筑红线控制区的界定王 成 钢(长沙理工大学 , 湖南 长沙 410076)摘 要 : 公路两侧建筑红线控制区宽度主要由行车视距 ( 即安全视距) 与道路弯度确定 。阐述了影响交通安全的安全视距与道路弯度的确定方法 , 对建筑红线控制区范围作了界定 , 计算了各技术等级公路两侧建筑红线控制区的限界 ,指出了我国现行建筑红线控制区界定的 问题 。关键词 : 建筑红线 ; 控制区 ; 界定中图分类号 : U491文献标识码 : A公路两侧建筑红线控制区是公路行政部门规定的公路两侧禁止修建永久性建筑的限界区域 。设置控制区一是为了维护公路产权与景观 ,二是为了保证公路交通安全 。当前建筑红线控制区违章建筑多 , 管理难度大 ,公路产权与景观受到损害 ,交通安全难以保障 。其中重要原因一是公路两侧的村民 、市民 、 地方政府公务人员对控制区及其范围不理解 ,二是现行控制范围过宽 。因此 ,有必要使所有相关人员了 解建筑红线控制区的界定方法 。公路两侧建筑红线控制区对交通安全的作用1公路两侧建筑红线控制区主要是保证公路交通安全 。建筑红线控制区见图 1 。图 1 公路建筑红线控制区公路交通安全系统见图 2 。交通环境是交通安全的重要影响因素 ,它同公路两侧建筑红线控制区 的状况直接相关 : 建筑物是人活动的场所 ,众多的人 、车在公路两侧出入 、穿行 ,增加了行人与车辆密 度 ,造成了非正常秩序 ; 违章建筑内的人们为方便自身生产与生活 ,必然出现占道现象 ,如占道经营 , 马路市场等 ,形成妨碍交通的人为障碍 ,往往成为交通事故多发地段 ; 违章建筑严重影响司机前后左 右的有效视距 。公路弯道内侧的建筑物会挡住司机视线 ,使有效视距低于或远远低于行车视距 ,障碍无图 2 公路交通安全系统收稿日期 :2002 - 12 - 30作者简介 :王成钢 (1944 ) ,男 ,长沙理工大学教授.第 4 期王成钢 : 公路两侧建筑红线控制区的界定65法及时发现 ,不能有效地采取制动绕避措施 ,酿成车祸 。因此 ,设置公路两侧建筑红线控制区十分必要 ,必须加强建筑红线控制区的管理 。2 确保交通安全的建筑红线控制区界定的影响因素及其确定2 . 1安全视距要确保交通安全 ,司机发现前面障碍物时的距离即安全视距必须大于至少等于行车视距 ,设置公路 两侧建筑红线控制区 ,从交通安全方面考虑就是为了防止弯道内侧建筑物挡住司机视线 。可见 ,公路设 计中的行车视距是两侧建筑红线控制区宽度界定的主要影响因素 。2 . 2弯道在道路平坦或者纵坡一定的情况下 ,影响有效视 距的因素是弯道与两侧建筑 ,二者结合造成对司机有 效视距的影响 ,见图 3 。没有弯道 ,道路是笔直的 ,两侧建筑并不会造成对 司机有效视距的影响 。道路有弯道 ,两侧没有建筑物 ,道路纵坡小 ,也能及时发现前方障碍物 。但是道路线图 3 弯道与两侧建筑对有效视距的影响路的走向受所处地段地物 、地貌 、土地利用等客观条件影响与限制 ,如城镇 ,水库 、电站 ,山脉 、河流 、湖泊 ,良田等必须绕开 ; 各条线路需要贯通 ,同站 、场 、港连接 。这样就不可避免地出现一些弯道 。另外 ,为了保证行车安全 ,道路必须存在一定弯度 ,因长期直线 行驶 ,方向没有任何变化 ,视神经与执掌方向盘的手不能有任何调节 ,就会出现一种思维与行为定势 ,致使视神经与手麻痹 ,给行车安全带来威胁 。根据心理学家的心理实验 ,人的感官与思维若在 20 s 以上 没有任何变化 ,就会开始迷糊 ; 在 3 min 以上就会开始睡眠 ; 在非睡眠状态下 2 h 以上没有变化就会处 于呆滞或混乱状态 ,出现精神失常1 。高速公路尽可能地克服了地形地貌与土地利用等对公路直度的 限制 ,但它必须保证安全行驶的最小弯度 。可见公路不可能也不应该完全是直线 ,弯道与弯度的存在是 必然的 。设置公路两侧建筑红线控制区主要就是为了克服两侧建筑物因弯道对司机有效视距的影响 。公路 两侧建筑红线控制区宽度的界定 ,主要影响因素就是行车视距与公路弯道 。2 . 3 行车视距的确定行车视距是公路几何设计的重要要素 ,其计算公式为 :k u2u t + 2 g ( + f i )L = S s + S z + S t =+ S t( 1)式中 : L 为行车视距 ; S s 为从发现目标到开始制动汽车行驶距离 ; S z 为从开始制动到车辆停止或绕避成功汽车行驶距离 ; S t 为停车间距 ,以避免撞尾为度 ,一般规定为 35 m ; u 为车速 ,m/ s ; t 为驾驶员反应时间 ,s ; k 为制动使用系数 ; g 为加速度 ,m/ s2 ; 0, c b ,即 sec A = c/ b 1 。方向变化为 5 % ,sec A = c/ b = 1 . 05 。据文献 3 , 取 A = 418。为安全起见 , 可规定高速公路平均最小弯度为 5( 这里是指高速公路平均最小弯度 , 并不是偏角曲线设计标准) 。2 . 4 . 2其它公路平均弯度为 5的公路很直 , 只有通过最大 限度地克服地貌 、地形与土地利用的限制才能 达到 。如果要就近绕过一个障碍 ( 如山 、湖等) , 其绕行最小弯度如图 5 所示 。图中 , 箭头 a 、b 、c 为运行线路及其方向 , 它们同障碍中心的距 离不同 ; 箭头 y 、z 、s 、h 为绕行线路及其方向 ; 、1 表示绕行线路及其方向的角度 , 它们绕行 起点同障碍之间的距离不同 , 绕行角度不同 ,图 5 绕行障碍角度图示1 。从图 5 可以看出 , 绕行角度同绕行起点与障碍中心之间的距离没有关系 , 只要在运行中遭遇障碍 ,不管其运行线路所在方位是在障碍中心还是边缘 , 其绕行角度大小不变 ; 但它同绕行起点与障碍之间的 距离却有很大关系 , 距离越近 , 绕行角度越大 。图 5 中 , 由于角 j = 90,其绕行角度必然大于 0小于 90。接近 90,为转急弯 ,不利于交通安全 ;接近 0,不存在绕避 。因此 ,绕避角度一般界于 30与 60之间 ,多为 45左右 。 一级公路如直线长度为速度的 20 倍 ,速度为 100 km/ h ,直线最大长度为 (1 000 m 100/ 60 s 60)20 = 556 m 。556 m 内的必要平均弯度为 5。45是 5的 9 倍 ,则 556 m 9 = 5 004 m ,这就是说 5 km以内道路笔直 ,只要有一个没有被克服的地貌地物障碍 ,其平均弯度就在必要弯度 5以上 。公路等级 越低 ,未被克服的地貌地物障碍越多 ,平均弯度也就越大 。因此 ,除高速公路以外其它各等级公路 ,其平 均弯度统统在 5以上 。依据其速度比 ,我们分别将其允许的平均弯度定为 :一级三级 等外5+ (120 km/ 100 km) 1= 6 . 25+ (120 km/ 60 km) 1= 75+ (120 km/ 20 km) 1= 11二级四级5+ (120 km/ 80 km) 1= 6 . 55+ (120 km/ 40 km) 1= 8确保交通安全的公路两侧建筑红线控制区宽度计算3有效视距、弯度同道路障碍物的视角关系见图 6 。图中 , A 为视点 , B 为弯点 ( 设计圆曲线中点) , C为障碍物所在地 , A B 为从视点到弯点的距离 , B C 为弯点到障碍物所在地之间的距离 , B O 为弯点到从 视点同障碍物之间的视线所作的垂线 。如果公路两侧没有建筑挡住司机视线 , 那么道路障碍物司机就 可以通过 A C 视线直接看到 。可见 , 设置公路两侧建筑红线控制区 , 就是要给司机留出 A C 视线 。显 然 , B O 的长度就是 A C 视线存在的内侧建筑红线控制区的宽度 。但是 , B O 的长度并不是一个定数 , 它不仅受道路弯度的影响 , 而且同视点到弯点的距 离有关 。当道路弯度一定时 , 它随着视点到弯点的 距离变化而变化 , 见图 7 。要保证行车安全 , 视点同障碍物之间的距离决不能小于至少必须等于行车视距 。由于行车视距图 6 行车视距 、道路弯度同道路障碍物的视角关系第 4 期王成钢 : 公路两侧建筑红线控制区的界定67AB + B C 是一定的 , 必然是 A B 长 , B C短; A B 短 , B C 长 。A B 与 B C 的长短不 同 , B O 的长短也不同 , 而控制区的宽度 必须是 B O 的最大长度 。设 B O 为 Z , A B 为 x , B C 为 y , 则有 :max Z = f ( x , y)x + y = a ( a 为常数)x 0 , y 0( 2)图 7 弯点到视点同障碍物之间的视线所作的垂线长度变化计算该式 , 得 x = y , 即 A B = B C 时 , B O 最长 。在三角形 A B C 中 , A B = B C , 为等腰三角形 , 顶角同第三边的垂线即角平分线 , 故 A B O =CB O 。在直角三角形 A OB 中 , A B = 1/ 2 行车视距 , A B O = 90- 弯度 。设行车视距为 L , 弯度为, B O 为 L K , 因A B / B O = t g A B O , 有 B O = A B / t g A B O , 故L / 2( 3)L K= t g ( 90- )B O 即 L K 为公路内侧安全视宽 。( 3) 式可称为“司机行车安全视宽定理”。若用 L C K表示公路两侧控制区宽度 , 则 := L K - ( L 1 + L 2 + L 3 )( 4)L C K式中 : L 1 为司机视点与弯道内侧边缘距离 ,司机台在左边 ,为汽车宽度 - 1 ,可按 1 . 5 m 计算 ; L 2 为路肩宽度 ; L 3 为边沟和边坡宽度 。因车辆总靠右行 ,可以只考虑右转 。左转弯还要减去左边车道宽度 ,自然小于此控制限界 。计算公 路两侧建筑红线控制区宽度必须确定相关参数 ,各技术等级公路相关各项指标见表 1 。表 1 各技术等级公路相关各项指标技术等级设计速度/ kmh - 1一般弯度/ 纵向容许坡度路肩宽度/ m边沟 、坡宽度/ m高速公路一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 等外公路10012080100608040603040305 . 06 . 26 . 57 . 08 . 011 . 03456781 . 51 . 51 . 01 . 00 . 50 . 52 . 52 . 01 . 51 . 00 . 50 . 0为了避免一些司机超速行驶造成交通事故 ,在设计行车视距时高速公路可按 150 km 、一级公路可按 120 km 计算 ,其它公路按设计最高时速计算 。重力附着系数依据不同车辆及其载重量而定 ,大货车 附着系数最大可取 0 . 5 ,小轿车最小可取 0 . 2 ,为了确保安全均按 0 . 2 计算 。滚动阻力系数依据道路平 滑度而定 ,各技术等级公路不同 ,一般为 0 . 010 . 03 ( 高等级公路取 0 . 01 ,二四级取 0 . 02 ,等外级取0 . 03) 。坡度系数依实际坡度大小 ,一般为 0 . 010 . 1 ,依次取 0 . 010 . 06 。汽车制动使用系数是行驶 力同制动力之比 ,各种不同性能与档次的汽车制动使用系数不同 ,从总体上看 ,制动力应大于或等于行 驶力 ,因此设定一般为 1 。司机发现前面障碍物到制动的反应时间为 1 . 2 s 。停车间距或绕避成功间距高速公路与一级公路规定为 5 m ,二四级公路规定为 4 m ,等外级公路规定为 3 m 。依据 (3) 式和各项参数 ,公路两侧建筑红线控制区宽度计算结果如下 。1) 高速公路 :经计算 , L K = 20 . 02 m ( 上坡) , L K = 21 . 78 m ( 下坡) 。为了确保行车安全 ,安全视宽 按下坡计算 ,并取 22 m ,则公路两侧控制区宽度为 :L C K= L K = L 1 - L 2 - L 3 = 22 m - 1 . 5 m - 1 . 5 m - 2 . 5 m = 16 . 5 m2) 一级公路 :经计算 , L K = 15 . 28 m (上坡) , L K = 17 . 85 m ( 下坡) 。同理 ,安全视宽按下坡计算 ,并取 18 m ,则公路两侧控制区宽度为 := 18 m - 1 . 5 m - 1 . 5 m - 2 . 0 m = 13 mL C K长沙交通学院学报第 19 卷683) 二级 、三级 、四级和等外级公路 :按以上方法计算 ,二级 、三级 、四级和等外级公路两侧控制区宽度分别为 6 . 5 m ,4 m ,2 m ,1 . 5 m 。公路两侧建筑红线控制区的综合界定4公路两侧建筑红线控制区的界定 ,主要是考虑交通安全 ,同时也要维护公路产权与景观 ,实行公路环境保护 。以确保交通安全的两侧红线控制限界为基础 ,便可比较科学地界定控制区限界 。 不同技术等级的公路各因素对其限界的影响作用不同 。高等级公路建设档次高 ,质量好 ,不仅有护栏 ,而且有护坡与边沟 ,不易被破坏 ,且道路全封闭 、全立交 ,不能给公路两侧的单位和居民带来直接经 济利益 ,他们不可能在附近修建永久性建筑 ,因此高等级公路的两侧红线控制区限界划定主要依据交通 安全因素 ,国道按 1 . 2 、省道按 1 . 1 调整 。二 、三 、四级公路是非封闭与立交的多类运输工具通行的普通公路 ,各种人 、畜 、车辆出入容易 ,并且建筑质量远比不上高等级公路 ,比较容易被损坏 ,仅以交通安全因 素来划定建筑红线控制区不足以维护公路产权 、景观与防止环境污染 ,应在以确保交通安全确定的红线控制范围基础上作较大调整 ,国道按 1 . 4 、省道按 1 . 3 调整 。等外级公路多为无路面公路 ,其行驶速度 慢 、行车视距短 、安全视宽很窄 ,它只是作为简易公路暂时存在 ,公路产权与公路景观保护要求也较低 , 因而不作调整 。不同行政等级的公路各因素对其限界的影响也不同 。公路行政等级同技术等级不完全对应 ,国道 并非全为高等级 ,省道 、县乡道也并非二 、三 、四级和等外级 。国道线路长 ,公路产权与公路景观保护显得尤为重要 ,红线控制范围应视同高等级公路对待 ,省道和县乡道应依次降低 。 根据以上分析 ,我们对各等级公路两侧建筑红线控制区宽度作出调整 ,见表 2 。表 2 各等级公路两侧建筑红线控制区宽度m综合要求技术等级安全要求备注国道省道县乡道高速公路一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 等外公路无县乡道无县乡道 无县乡道16 . 513 . 06 . 54 . 02 . 01 . 520189618 . 017 . 08 . 55 . 03 . 05 . 03 . 01 . 5无国道无国 、省道建筑红线控制区划定建议51) 建筑红线控制区的划定不能一律化 。在公路技术等级一定的前提下 ,公路两侧建筑红线控制区的宽度主要取决于道路弯度 。我们依据其速度确定的各技术等级道路弯度是平均弯度 ,并不是实际的 道路设计曲线 ,这样 ,有的路段弯度可能较大 ,特别是非高等级公路与等外级公路如此 。弯度越大 ,安全 视宽越大 ,两侧的红线控制区就应越宽 。以二级公路为例 ,若弯度为 45,从交通安全考虑则建筑红线 控制宽度在 40 m 左右 ,要求半速行驶 ,也应在 10 m 以上 ; 若为 90,不考虑司机减速 ,则在 80 m 以上 , 要求半速行驶 ,也应在 22 m 以上 。因此 ,对于弯度较大的弯道路段 ,应该留出较大的建筑红线控制宽 度 ,直至超过综合要求的平均宽度 。当前 ,我国各技术等级公路建筑控制限界范围 ,基本全线整齐划一 ,没有区分不同路段的直道与弯 道以及弯道弯度的大小 。这不符合交通安全要求 ,也给其管理带来了难度 。2) 公路两侧建筑红线控制区的范围不必过宽 。从交通安全考虑 ,四级以上一般弯度的公路其红线控制宽度只有 2 . 016 . 5 m 。综合各种因素考虑 ,也只有 320 m 。控制这一宽度 ,不仅能确保交通安 全 ,也能维护公路产权不受侵害 ,还能具有一定的公路景观 。我国现行划定的红线控制宽度 ,四级以上第 4 期王成钢 : 公路两侧建筑红线控制区的界定69公路为 550 m ,高出 0 . 671 . 50 倍 ,这没有必要 ,也大大增加了管理难度 ,建议区别不同情况作适当调整 。高速公路是全封闭全立交 ,其两侧的单位和居民不能直接享受高速公路带来的经济利益 ,在其两 侧修建永久性建筑并没有积极性 ,一般是避而远之 ;在新建高速公路时 ,对于一些大 、中型建筑 ,只要在 距边沟或护坡脚 20 m 以外 ,可以让其保留 ;对于名胜古迹 ,更应该加以保护 。这样可以大大降低高速公 路建设成本 。对于一级公路基本上可以参照高速公路进行 ,然它并非全封闭 、全立交 ,非封闭路段的两侧建筑红线控制管理应比高速公路严格 。有人认为 ,划定越宽越利于交通安全和维护公路产权与景观 ,还是现行规定宽度为好 。实际上 ,划定过宽 ,浪费了土地资源 ,增加了管理难度 ,反而适得其反 。3) 从建筑红线控制区的作用系统出发科学划定 。确保交通安全 ,维护公路产权与景观是公路两侧 建筑红线控制区的三大作用 ,红线控制限界的划定要从这三方面系统考虑 。确保交通安全是第一位的 , 以此为标准划定的宽度足以维护公路产权与景观的 ,可以不再加宽 ;不足以维护的才适当加宽 。为了维护公路景观 ,避