关于公路隧道视距曲线半径的探讨

1关于公路隧道视距曲线半径的探讨韩熠1王跟民2（1.陕西交通技术咨询有限公司，陕西西安710068；2.陕西省林业勘察设计院，陕西西安710082；）［摘要］本文概略分析了影响隧道视距的因素，计算了隧道横净距，建立了隧道视距曲线半径的概念，提出了隧道线形设计和改善交通安全的建议。［关键词］隧道横净距视距半径加宽1、视距影响因素及隧道建筑限界公路隧道几何设计、车辆几何尺寸、驾驶员、照明及自然环境、交通组成等因素，均影响隧道视距，几何设计主要包括隧道建筑限界、内轮廓、平纵线形、路拱等。为便于讨论，依据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）和《公路项目安全性评价指南》（JTGB05-2004）（分别简称《标准》、《规范》、《指南》），限定相关边界。高速公路和一级公路隧道建筑限界及横断面组成尺寸见表1，二级以下公路隧道建筑限界及横断面组成尺寸见表2。表1高速、一级公路隧道建筑限界横断面组成一览表（单位：米）序号设计速度（km/h）车道宽度W侧向宽度L最小检修道J建筑限界净空左侧LL右侧LR左侧右侧净宽净高11203.75×20.751.250.750.7511.005.0021003.75×20.501.000.750.7510.505.003803.75×20.500.750.750.7510.255.004603.75×20.500.750.750.759.755.00表2二级以下等级公路隧道建筑限界横断面组成一览表（单位：米）序号设计速度（km/h）车道宽度W侧向宽度L最小人行道J建筑限界净空左侧LL右侧LR左侧右侧净宽净高180二级3.75×20.750.750.750.7510.505.00260二级3.50×20.500.500.750.759.505.00340二级3.50×20.250.250.750.759.005.00440三级3.50×20.250.250.750.759.004.50530三级3.25×20.250.250.250.257.504.50620四级3.00×20.500.500.250.257.504.50二级公路设计速度为80和60公里/小时，隧道内人行道（兼检修道）最小宽度为1.0米，净宽分别为11米和10米，大于《标准》中最小规定值，本文采用《规范》规定值；四级公路，隧道建筑限界净宽为7.0米，小于《标准》规定最小值，本文采用《标准》7.5米的建筑限界。2、标准车型与视距计算车型分别选择小客车和货车，小客车宽度B为1.8米，货车宽度B为2.5米，驾驶员位于2车辆左侧0.5米处。前方障碍物高均为0.1米。停车视距以小客车为标准，目高为1.2米，自驾驶员发现障碍物起，至车辆在障碍物前安全停止，所需的最短行车距离即为小客车停车视距，简称停车视距。计算货车停车视距时，驾驶员目高为2.0米。若运行速度大小与设计速度相等，依据《标准》和《指南》规定，停车视距和货车停车视距规定见表3和表4所示。表3高速、一级公路停车视距及货车停车视距（单位：米）序号设计速度标准停车视距指南停车视距标准货车停车视距指南货车停车视距《标准》修正停车货车视距3％4％5%6%7％8％9％1120210280245417265273----2100160205180301190195200--38011014012520213013213613946075908512089919395表4二、三、四级公路停车视距及货车停车视距（单位：米）序号设计速度标准停车视距指南停车视距标准货车停车视距指南货车停车视距《标准》下坡修正停车货车视距3％4％5%6%7％8％9％1801101401252021301321361392607590851208991939534040--50--505050505043030--35--35353535353552020--20--20202020202020《指南》修正了货车停车视距，纵坡大于2％，半径小于400米路段，应核查修正。上坡路段可以减小货车停车视距，下坡路段必须增大货车停车视距。3、公路隧道横净距当检修道（人行道，下同）高度大于0.1米，或检修道高度影响视线时，横净距（m1）应计算到检修道边缘；当隧道内壁布设有关设施影响视线时，横净距(m2)应计算至建筑限界边缘处；当隧道内壁未布设隧道设施或不影响视线时，横净距(m3)可计算至隧道内轮廓处。无论车辆在那个车道行驶，均假定车辆行驶轨迹与车道中心线重合，并假定视高处建筑限界至内轮廓距离为0.25米。依行驶方向为准，左转弯曲线隧道应计算左车道横净距，右转弯曲线应计算右车道横净距。左车道横净距m＝(W/2－B)/2＋0.5＋L左[＋J左＋0.25]………………………3-1右车道横净距m＝(W/2＋B)/2－0.5＋L右[＋J右＋0.25]………………………3-2隧道提供的最大横净距计算结果见表5。左侧车道横净距小于右侧车道横净距，左转弯曲线隧道较右转弯曲线隧道不利于安全；左转弯隧道，为小客车提供的横净距大于为货车提供的横净距；右转弯曲线隧道，为小客车提供的横净距小于为货车提供的横净距。3表5公路隧道提供的最大横净距（单位：m）设计速度m1m2m3左侧车道右侧车道左侧车道右侧车道左侧车道右侧车道小车货车小车货车小车货车小车货车小车货车小车货车1202.2251.8753.5253.8752.9752.6254.2754.6253.2252.8754.5254.8751001.9751.6253.2753.6252.7252.3754.0254.3752.9752.6254.2754.625801.9751.6253.0253.3752.7252.3753.7754.1252.9752.6254.0254.375601.9751.6253.0253.3752.7252.3753.7754.1252.9752.6254.0254.37580二2.2251.8753.0253.3753.2252.8754.0254.3753.4753.1254.2754.62560二1.8501.5002.6503.0002.8502.5003.6504.0003.1002.7503.9004.25040二1.6001.2502.4002.7502.3502.0003.1503.5002.6002.2503.4003.75040三1.6001.2502.4002.7502.3502.0003.1503.5002.6002.2503.4003.75030三1.4751.1252.2752.6251.7251.3752.5252.8751.9751.6252.7753.12520四1.6001.2502.4002.7501.8501.5002.6503.0002.1001.7502.9003.2504、隧道视距平曲线半径假定曲线隧道位于同一曲率半径的圆曲线上，曲率半径与视距、横净距的关系式为：RSRm2cos1……………………………4-1式中：m—实际横净距，米；R—计算车道中线处的曲线半径，米；s—（货车）停车视距，米。依据cosα＝1－α2/2！＋α4/4！－……+(-1)nα2n/(2n)!，由公式4-1推导简化公式得4-2，可直接计算平曲线半径。两公式计算很相近，后者比前者一般大0.3～0.5米，误差可以忽略。………………………………………4-2隧道提供横净距越小，要求平曲线半径越大，比照路线规范，视距采用《标准》规定视距，可将检修道（m1）对应的曲率半径R1定义为隧道安全视距半径，将建筑限界(m2)对应曲率半径R2定义为隧道一般视距半径，将隧道内轮廓(m3)对应的曲率半径R3定义为隧道最小视距半径。高速公路、一级公路为分离式单向行驶，只需考虑制动停车视距。双向行驶的二、三、四级公路，隧道路段一般禁止超车，也只考虑停车视距。表6显示货车视距半径一般大于小客车视距半径，拟定隧道曲线半径时，应采用货车视距曲线半径，但应区分左、右转弯曲线。同时考虑《指南》视距要求，确定隧道线形时，应参照表7拟定平面参数。mSR824表6公路隧道视距平曲线半径计算值（单位：米）设计速度安全视距半径R1一般视距半径R2最小视距半径R3左侧车道右侧车道左侧车道右侧车道左侧车道右侧车道小车货车小车货车小车货车小车货车小车货车小车货车12024784002156419361853285812891622170926101218153910016202492977111711741705795926107615437498768076612025005795558224014735087443764466035655623226825838018621923634417520680二680104250057946967937644643562535442260二38060226530124736119322622732818021340二1252508311485156638977139598340三1252508311485156638977139598330三7613649586511145535794414920四314021182733191724291715表7公路隧道视距平曲线半径建议值（单位：m）设计速度安全视距半径R1一般视距半径R2最小视距半径R3左偏曲线右偏曲线左偏曲线右偏曲线左偏曲线右偏曲线标准指南标准指南标准指南标准指南标准指南标准指南1204005116001940561028608285162547052615756515454460100249569751120312517104770930259015454315880245080120531455851515825215047512407501945450117060560111027053538576022544035069021041580二104558568545063042560二60530536523033021540二255120160951458540三255120160951458530三14060115551005520四4520352035205、隧道断面加宽隧道平曲线半径小于最小视距半径R3时，应采取措施加大隧道横净距。若线形改善困难时，应加大隧道断面尺寸或调整断面布设。若按《规范》设置了超高值不大于4%的平曲线，右转弯隧道横净距均满足视距要求，左转弯隧道应加大左侧横净距，加宽参考值见表8所示。表中0.55和1.65分别为80和100公里/小时的最大加宽值。5表8曲线隧道横净距加宽参考表（单位：米）设计速度00.250.50.75（0.55）1.001.251.51.75（1.65）1202615240022252070193518201715162010015451410130012001120104598095080750680625620--------60350--------------6、纵坡路段视距平曲线半径前面计算的平曲线视距半径，应为路线纵坡小于2%的视距平曲线半径。当行驶方向为上坡时，有助于车辆制动，当行驶方向为下坡时，加大了制动距离。《标准》修正了3％、4％、5％、6％的下坡路段货车停车视距，《指南》修正了2％、4％、6％的上、下坡货车停车视距。暂且只讨论高速公路和一级公路，且线性增加不同坡度修正值，不考虑路线上坡影响。下坡路段货车停车视距修正值见表9所示。依据《标准》和《指南》修正视距计算出的视距半径见表10和表11所示。表9纵坡路段货车停车视距修正值（单位：米）设计速度平坡路段2％3％4％5％6％标准指南标准指南标准指南标准指南标准指南标准指南12024541712662085281011001803015461059157120112801252023305397461164148160851202174226268361045表10《标准》纵坡修正后的视距半径表设计