摘 要：為了保證行車安全，通過對行車視距計算公式的研究，提出行車視距及橫淨距的計算方法;運用程序進行批量計算，輸出視距包絡線的DXF文件，為公路設計者提供更加可靠的視距設計參數。

關鍵詞：道路平曲線;行車軌迹;行車視距;最大橫淨距;DXF;

近年來随着公路裡程的不斷增加，我國公路總裡程已居世界第一，公路路網結構也日益完善，人民群衆的生活水平和質量逐漸提高。公路在給人民群衆出行提供方便的同時，也存在着一定的安全隐患，在車輛行駛過程中，保證司機有足夠的視距，可有效避免交通事故的發生。這就要求道路設計者在設計時，應對車輛的視距進行驗算，保證司機的行車視距，以便司機對前方路況有足夠的距離進行判斷，并采取相應的制動措施，保證車輛行駛安全。我國交通運輸部于2015年頒布《公路項目安全性評價規範》(以下簡稱“《評價規範》”)，其核心為評價公路及其設施和交通環境等對交通安全的影響，目的是通過評價提供有利于交通安全的條件，從而減少交通事故，規範中明确要求“高速公路、一級公路應對停車視距進行評價;二級公路、三級公路應對停車視距、會車視距和超車視距進行評價”[1]，可見視距驗算已經成為公路安全評價及設計的重要因素。機動車輛在曲線上行駛時，曲線内側行車視線可能被建築物、樹木、路塹邊坡等障礙物所阻擋而使行車視距受到影響[2]，因此設計者在道路設計時，需對道路平曲線的視距進行驗算，當視距不滿足要求時，應對視距所需橫淨距内的障礙物予以清理，滿足車輛視距要求，保證行車安全。

某省道改建工程位于丘陵地區，其設計速度為60km/h，公路等級為二級公路，路基寬度13.5m，路面寬度12m，路基标準橫斷面為0.75m土路肩 2.5m硬路肩 3.5×2m行車道 2.5m硬路肩 0.75m土路肩。該道路工程平面線形指标較好，其最小平曲線半徑為320m，緩和曲線長65m，平曲線長度為496.160m，轉角值77°11'55.7″。按《評價規範》要求，對本工程進行停車視距、會車視距及超車視距進行驗算并評價，以會車視距為例，為保證兩輛對向行駛的汽車能在同一車道上及時刹車，按規範要求本工程會車視距不應小于150m，即車輛的行車視距也不應小于150m，按上述要求對此平曲線内側行車視距進行驗算，計算視距區段内側橫淨距值，求得最大橫淨距，檢驗橫淨距範圍内是否存在障礙物，繪制視距包絡圖，為設計者提供設計依據。

根據《公路路線設計規範》(JTG D20—2017)第146頁條文說明“視點位置應取車道寬度的1/2處(即車道中心線)”及“目标(或障礙物)的位置應取路面兩側對應的車行道邊緣線”[3]要求，本工程行車道寬度為3.5m，故視點位置距道路中心線距離為1.75m，目标位置距道路中心線距離取3.5m，視點距離目标位置為1.75m。視點及目标位置确定後，依次計算車輛在直線、緩和曲線及圓曲線上的行駛軌迹，對行駛軌迹進行累加求得行車視距，當行車視距與會車視距一緻時，計算出與之對應的橫淨距，具體計算過程如下:

車輛在直線段時，假定道路中心線起點坐标為(X0,Y0)，直線段長度為L，則在直線上有任意一點P,P距直線起點距離為S1，則P點坐标為:

圖1 直線段計算示意圖 下載原圖

視點位置與道路中心線距離為1.75m，故與P點對應視點位置的坐标為:

目标位置與道路中心線距離為3.5m，故與P點對應車道邊緣線的坐标為:

圖2 緩和曲線段計算示意圖 下載原圖

假定緩和曲線上任意點Pa到ZH點長度為S2,LS為緩和曲線長度，β為緩和曲線上任意點Pa的切線與水平線夾角，R為圓曲線半徑，則P1點坐标:

視點位置與道路中心線距離為1.75m，故與Pa點對應視點位置的坐标為:

目标位置與道路中心線距離為3.5m，故與Pa點對應車行道邊緣線的坐标為:

圖3 圓曲線段計算示意圖(一) 下載原圖

圖4 圓曲線段計算示意圖(二) 下載原圖

假設圓曲線上任意點Pb到HY長度為S3,α為S3長度範圍所對應的圓心角角度，γ為HY點切線與水平線的夾角，則Pb點坐标:

視點位置與道路中心線距離為1.75m，故與Pb點對應視點位置的坐标為:

目标位置與道路中心線距離為3.5m，故與Pb對應車行道邊緣線的坐标為:

通過上述公式計算，可以求得道路中心線上直線段、緩和曲線及圓曲線段任意一點坐标，進而求得與之對應的視點位置及目标位置坐标，為行車視距及橫淨距提供計算依據。

車輛沿道路中心線在行車道内行駛，其行駛軌迹為連續均勻變化線形，假定車輛的行駛軌迹由無窮多微小線段組成，則任意位置線段長度

，将行駛軌迹長度累計相加，求得車輛的行車視距

，當行車視距Si與會車視距相等時，将此段視距Si的起點視點位置坐标與終點與其對應的車行道邊緣線坐标相連，可以得到與之對應的視距線，依次畫出此段平曲線的視距線，可以得到此段平曲線的視距包絡圖(圖5)。将視距線中心與此段道路設計線中心相連，連線則為此段視距線的橫淨距線Yi，當視距Si的中心位于平曲線曲中時，可以求得此段平曲線的最大橫淨距Ymax。

經計算，此段平曲線最大橫淨距Ymax為11.409m，變化趨勢為平曲線中間橫淨距值最大，然後向平曲線兩側逐漸減小，最終到直線段時橫淨距值為0，變化趨勢如橫淨距變化圖(圖6)所示。本工程半幅路基斷面形式為3.5m行車道 2.5m硬路肩 0.75m土路肩，其寬度之和為6.75m，最大橫淨距值扣除半幅路基後剩餘4.659m。根據現場調查，此平曲線内側存在2處障礙物距離路基邊緣較近，但其距離均大于4.659m，故此平曲線段會車視距滿足規範要求。若本工程路側障礙物較多或路基斷面形式為挖方時，則需按視距包絡圖逐一核實，之後對障礙物位于橫淨距内的進行清理，對路塹邊坡進行超挖處理，以确保行車視距滿足規範要求。

圖5 視距包絡圖 下載原圖

圖6 橫淨距變化圖 下載原圖

表1 DXF文件格式 下載原圖

在進行數據計算處理時，通過程序我們可以計算道路中心線、視點位置線、車行道邊緣線等位置坐标，然後繪制視距包絡線坐标及最大橫淨距并輸出至DXF文件，DXF具體格式如表1所示。輸出的DXF文件可通過CAD軟件進行參照及編輯，與道路設計軟件結合使用，使道路設計者對行車視距有更加形象的認識，為道路設計者提供設計依據支撐，以便提出更加有效的處理措施。

通過對道路中心線、視點位置及車行道邊緣線坐标公式的優化研究，得到車輛準确的行駛軌迹，進而求得車輛的行車視距，提出視距包絡線及橫淨距的計算方法。考慮到上述運算量較大，還提出通過程序進行處理的方法，運用計算程序進行批量運算，計算出更加準确的行車視距，繪制視距包絡圖，求得最大橫淨距值，輸出視距包絡圖的DXF文件，使設計者對行車視距有更加形象的認識，為公路設計及安全評價提供更加詳實精确的視距設計參數，從而使設計者提出更加完善的設計方案，提高公路服務水平，消除安全隐患，減少交通事故，确保車輛行車安全。

[1] 中華人民共和國交通運輸部．公路項目安全性評價規範:JTG B05—2015[S]．北京:人民交通出版社，2015.

[2] 中華人民共和國交通運輸部．公路路線設計規範:JTG D20—2017[S]．北京:人民交通出版社，2017.

[3] 張金水．道路勘測與設計[M]．上海:同濟大學出版社，2015.

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