基于停车视距的高速公路最小圆曲线半径研究

停车视距作为影响行车安全的重要因素,是公路设计中的强制性控制指标之一。曲线路段中央分隔带防眩设施和路侧护栏、边坡等均可能限制驾驶人的视线,导致停车视距不足。根据《路线规范》中现有高速公路横断面组成及其宽度,采用无人机采集了3条不同设计速度、不同横断面类型的高速公路不同车道内不同车型的横向位置视频,采用图像等比例的分析方法,提取了车辆横向位置数据后,采用统计分析的方法,得到了85%位的高速公路不同车道内不同车型驾驶人视点横向位置,进而确定了填方、挖方、隧道3种路段不同车型和偏向情况下的横净距。基于《路线规范》停车视距,考虑不同曲线偏向时视线受影响最不利车道与车型,根据曲线路段停车视距与横净距和圆曲线半径之间的几何关系,推导了曲线路段满足通车视距的最小圆曲线半径计算公式,并提出了填方、挖方、隧道,这3种路段曲线右偏与左偏两种情况下满足停车视距的圆曲线最小半径指标建议值。结果表明:对右偏圆曲线,《路线规范》中规定的圆曲线最小半径一般值能满足小客车的停车视距要求,也能满足曲线隧道内纵坡大于3%时货车停车视距,但不满足下坡或纵坡小于等于3%时货车停车视距;对左偏曲线,不满足小客车和大货车的停车视距,应取《路线规范》规定的圆曲线最小半径一般值的1.8～2.25倍。     

基于多因素的公路弯道停车视距计算模型研究

为了厘清弯道路段相关线形参数对停车视距的影响,在对弯道路段车辆行驶动力学分析的基础上,建立以制动初速度、平曲线半径、弯道超高、弯道纵坡及道路附着系数为自变量的弯道路段车辆制动模型;结合驾驶人和车辆的反应时间,根据运动学原理,构建弯道路段车辆安全停车视距修正模型,通过数值分析,提出弯道路段车辆停车视距计算方法,并将弯道路段车辆停车视距计算结果与《公路路线设计规范》规定值进行对比。结果表明,随着弯道纵坡坡度、超高的增大及弯道半径的减小,停车视距逐渐增加;模型计算值普遍大于规范规定值,特别是在高车速时二者的差别较大。     

隧道弯道停车视距检验与保证方法研究

车行桥梁与隧道的曲线路段受桥梁防撞墙、声屏障、防眩板或隧道侧壁与中隔墙等的影响,容易造成视距不良,带来行车安全隐患。从停车视距组成及其与最小横净距关系入手,分析了平面停车视距的检验方法以及在设计中的应用方法,并以某城市快速路隧道为例,对弯道路段最不利车道的停车视距进行了检验,提出了当平曲线半径低于保证停车视距的最小半径时,确保隧道曲线路段停车视距的设计措施。相关的结论可供类似工程参考和借鉴。     

高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究

为了研究高速公路停车视距不足路段交通运行仍然较为平稳的问题,提出多车道高速公路内外侧车道停车视距计算参数采用不同取值方法。当车辆在高速公路内侧车道驶入较小的圆曲线路段时,驾驶员处于有预期的高警惕性驾驶状态,如果前方发现障碍物所做出紧急制动停车决策的反应时间要短于其他车道上的车辆;基于汽车制动减速度与高速公路路面摩阻力系数计算方法的反应时间:有预期的高警惕性驾驶状态紧急制动反应时间可取1.5 s,计算得到的停车视距称为"紧急制动停车视距",适用于高速公路内侧车道;舒适制动反应时间取2.5 s,计算得到的停车视距称为"舒适制动停车视距",其值与规范值基本一致,适用于高速公路内侧车道除外的其他车道。结果表明:当设计速度为80 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径值与规范中圆曲线最小半径一般值基本一致,结合既有高速公路所谓停车视距不足路段交通运行平稳的调查,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理;当设计速度为100 km/h或120 km/h时,紧急制动停车视距所需要的圆曲线最小半径较规范中规定的圆曲线最小半径一般值大较多,不满足紧急制动停车视距要求的路段应采取限速等措施。     

高速公路连续长大下坡交通事故与线形特征分析

连续长大下坡路段安全问题突出,大型重载货车失控事故频现,在对连续长大下坡路段交通事故数据和道路设计指标调查的基础上,分析了连续长大下坡路段交通事故特性与车辆运行特性,分析了平曲线半径与事故率的关系,运用数理统计方法建立了平均纵坡与事故率的回归模型.分析结果表明,连续长大下坡路段的事故原因是不同车型间速度差过大,部分车头间距不满足80 km/h的停车视距要求,平曲线曲率越大、平均纵坡越大事故率越高.     

山区高速公路螺旋展线隧道内平曲线最小半径

通过对汽车前灯散射角、隧道标准断面以及驾驶人在隧道中驾驶规律的研究,并考虑汽车左转与右转行驶的不同特点,计算出了不同设计速度下满足山区高速公路隧道内螺旋展线停车视距的圆曲线最小半径。结果表明：《公路路线设计规范》规定的圆曲线最小半径不能满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求;计算给出的最小半径不仅可以满足高速公路曲线隧道内停车视距的要求,而且可以保证隧道不加宽和超高不过大的要求,保持隧道内轮廓的统一,减少了设计和施工难度。     

高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距安全风险分析

由于规范规定的停车视距所需要的圆曲线最小半径,较规范规定的圆曲线一般最小半径大得多,使规范指标如何执行成为争议的焦点问题。根据高速公路内侧车道小客车停车视距合理取值的研究,认为高速公路内侧车道采用紧急制动停车视距较为合理,但紧急制动停车视距较规范值小,针对采用紧急制动停车视距究竟有没有安全风险或安全风险究竟多大这一问题,从高速公路内侧车道被占概率、停车视距不足时可能碰撞速度与风险,以及换道行为的可能性与换道概率等多角度进行了研究。研究表明:高速公路内侧车道被占可能性仅有3种,但概率都非常小;而且如果内侧车道仅被占半个车道时换道可能性较大,在2级服务水平时换道概率超过65%,最高达79.4%, 3级服务水平时换道概率在50%左右;根据紧急制动停车视距与规范值相比较分析,即使出现碰撞事故,但经计算可能的碰撞速度低于20 km/h,碰撞造成的可能风险与损失较小;根据紧急制动停车视距与汽车刹车试验得到的刹车距离进行比较,刹车距离明显短于紧急制动停车视距,安全富余度较大;根据路面横向力系数验算,圆曲线最小半径远小于规范规定的圆曲线最小半径一般值。本研究认为山区高速公路采用紧急制动停车视距是合理的,安全风险非常小。     

基于合流视距的公路主线入口路段竖曲线最小半径研究

针对目前关于入口路段主线竖曲线半径研究较少的现状,且在研究过程中不注重区分入、出口路段之间差别的问题,该文首先明确合流视距是入口路段主线竖曲线半径的主要影响因素,以合流视距为控制条件对入口路段的竖曲线半径展开研究。通过分析入口路段主线车辆的交通行为特征,结合驾驶员心、生理特点建立主线入口路段安全合流视距计算模型。视距模型中考虑了反应距离、车辆换道距离、减速距离3项指标,并以变道和减速行驶二者中的较小值作为控制依据计算满足减速需要的合流视距推荐值。分别考虑主线凸形竖曲线和凹形竖曲线两种不同的情况,分析凸形竖曲线变坡点顶部,以及凹形竖曲线夜间车前灯射距及主线上方跨线构造物对驾驶员视线的遮挡。根据立面几何关系分别建立满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线半径计算模型。将合流视距推荐值代入竖曲线半径计算模型中,得到满足合流视距的主线入口路段凸形、凹形竖曲线最小半径推荐值。结果表明：入口路段的要求低于出口路段,通过识别视距计算得到的竖曲线半径推荐值低于现行规范值。     

基于横净距计算视距条件的匝道最小圆曲线半径要求

为满足匝道曲线路段停车视距要求,采用二维停车视距计算方法(横净距法),在考虑匝道所有横断面和路基类型的情况下,分别计算了大小型车在不同设计条件下的横净距数值,以及满足不同设计速度停车视距要求的最小圆曲线半径值。结果表明:通常情况下,基于横净距计算对应最小圆曲线半径较规范规定值更为严格;大货车占比较高时,基于横净距计算对应最小圆曲线半径较以通行小型车为主的情况更为严格;在进行匝道圆曲线设计时,应在匝道圆曲线半径满足规范规定的情况下,可采用基于横净距计算对应的最小圆曲线半径值。     

基于可靠度的公路隧道进出口段行车安全分析

为了提高隧道进出口路段的行车安全水平，以现行公路工程结构可靠度设计统一标准为依据，对隧道进出口路段失效概率进行了定义。以车辆轨迹偏移量和驾驶人视距作为约束条件，建立隧道进出口路段的功能函数并推导可靠性模型，提出了隧道进出口路段可靠性计算模型的求解方法，并对隧道进出口段的停车视距模型进行修正。以贵州某隧道为例，计算了隧道进出口处的行车失效概率，并对各影响因素的敏感性进行分析。结果表明：可靠性指标可以定量反映隧道进出口处的线形一致性和视距安全性，保证线形指标不仅满足规范设计，而且能明确反映道路交通安全水平；敏感性分析反映了各因素对行车安全性的影响程度，其中运行速度和曲线半径对隧道进出口段的失效概率影响最大，为隧道前期路线设计和后期运营限速提供参考。     

基于法国规范的道路平面停车视距计算及研究

平面停车视距作为一项重要的平面设计指标,在法国标准下体现得更加复杂,设计精准度要求高,设计时容易忽略。为探究法国标准下道路平面停车视距的一般规律,消除设计时的易错点,文中以喀麦隆雅温得至杜阿拉高速公路项目为依托,采用法国规范中平面视距的计算方法,计算典型段落的停车视距真实值,并与法国规范的要求值进行对比分析,提出设计参考及建议。结果表明,平曲线半径R及行驶车辆观察点与曲线内侧遮挡物的距离e1、被观察点与曲线内侧遮挡物的距离e2,是影响平面视距的主要因素,设计时应严格控制。     

基于交通流理论的山岭隧道接近段停车视距修正计算

速度是停车视距中最重要的计算参数,而现有停车视距模型的修正计算中较少考虑山岭隧道交通环境对车辆行驶速度的影响。为研究山岭隧道接近段速度流量特性,选取重庆具有代表性的4条山岭隧道开展交通观测现场实验。利用山岭隧道接近段车速和车流量数据,分析车流量和速度的时空特性分布规律与统计学关系,建立山岭隧道接近段车速和流量关系模型的函数表达式,推导基于流量与速度特性的山岭隧道接近段停车视距公式,并与相关标准和规范的取值进行比较,揭示其变化规律。结果表明,山岭隧道接近段车速呈现先减小后增加的变化规律;车流量与车辆行驶速度显著相关,经拟合得到拟合判定系数R2=0.9的速度流量模型;相同速度下,修正后停车视距计算值约为规范计算值的1.07~1.21倍;修正值与规范值的差值随车速增大而增大,修正后的停车视距长度至少可满足70%驾驶员的需求。在相应规范的基础上,考虑交通量对停车视距中速度的影响,提高山岭隧道接近段行车安全水平。      

隧道进出口线形协调性研究

分析平曲线、竖曲线、平纵曲线组合及横断面对隧道安全的影响,对隧道进出口线形协调性进行研究,并提出：隧道进出口应尽量设在直线段上或圆曲线段上,避免设在缓和曲线上;对于洞口处的纵坡,除应采用较大的竖曲线半径外,隧道洞口的变坡点应距洞门有一定的距离;隧道洞口段的平纵面线形组合须避免在进、出洞口的洞外段、洞内段设置较长、较大的下坡,且在洞口处均需设置小半径的平曲线进、出洞;隧道洞内外的路面宽度应逐渐过渡,且长大隧道内应设置紧急停车带。     

基于反应时间的公路隧道接近段停车视距研究

反应时间是停车视距的1个重要影响因素，现有的停车视距模型较少考虑公路隧道洞外环境对驾驶员反应时间的影响。为研究公路隧道接近段的反应时间分布特性，选取25名驾驶人开展在公路隧道洞外不同距洞口距离、测试时刻和植被面积占比等条件下的室内仿真试验。利用公路隧道反应时间测量试验平台采集驾驶人的反应时间，应用重复测量方差分析对数据进行差异性显著检验，构建测试时刻、距洞口距离和反应时间关系度量模型，并在此基础上修正现有停车视距模型并进行验证。结果表明:①不同测点（距洞口距离）对应的反应时间存在总体显著性差异，反应时间随距洞口距离的减小呈先减小后增大的趋势，其中距离洞口40~60 m时反应时间达到最小；②不同植被面积占比对应的反应时间没有总体显著差异；③不同测试时刻对应的反应时间存在总体显著性差异，且测试时刻与测点间没有交互作用，反应时间随测试时刻增加呈先减小后增加的趋势，在16:00反应时间达到最小；④基于反应时间建立的新停车视距模型的校正系数为0.62，其计算值小于规范计算值，二者差值随设计速度的增加而增大；⑤经过新隧道实测值的验证，模型的预测值和实测值无显著差异，说明模型具有较好的预测能力。      

高速公路中央分隔带横净距问题及对策

结合我国相关公路路线设计规范以及湖南省高速公路设计与管理实践,对高速公路中央分隔带弯道路段横净距进行计算分析,结果表明,若按照现有路线设计规范进行最小平曲线设计,高速公路局部弯道路段中央分隔带横净距不足以满足停车视距。然后,针对这一问题,综合考虑经济可行性和技术可行性,笔者提出了若干工程对策,为高速公路中央分隔带设计和运营管理提供参考。     

高等级公路线形连续性分析与评价

针对公路线形连续是保证汽车安全行驶的基本要求,结合某高速公路事故多发地段,提出了运行速度与设计速度合理匹配的路线设计理念,分析了高等级公路保证线形连续的条件,讨论了该高速公路事故多发地段(黑点路段)发生事故的原因。结果表明,确定公路几何线形参数必须做到运行速度与设计速度的匹配设计,一方面可保证路线所有相关要素如视距、超高、纵坡、竖曲线半径等指标与设计速度的合理搭配;另一方面,也考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求,更能体现“以人为本”的交通理念。最后提出了满足道路交通安全需要的合理化建议。     

基于隧道轴线控制的通用型管片主要构造参数设定研究

为适应复杂条件下盾构隧道管片构造设计要求，首先介绍一种通用环管片错缝拼装的预排版计算方法，然后详细分析管片构造的主要几何参数与隧道最小拼装曲线半径的关系，提出满足线路曲线半径拼装要求的管片主要几何参数组合，并基于某地铁区间的设计线路，比较不同管片楔形量对拼装误差的影响，得出管片楔形量过大会导致直线段或者较缓的曲线段拼装误差过大的结果，继而算出基于线路的最大、最小楔形量，提出管片楔形量建议值计算方法，并与3条地铁线路的管片选型进行对比验证。研究成果可为实际工程的管片选型及构造设计提供合理建议。     

山区长大纵坡段某隧道出口避险车道设计方案研究

以高海拔长大纵坡段某隧道出口避险车道为工程依托,通过对避险车道不同形式的分析,根据设计细则的避险车道长度计算公式,对不同纵坡条件下,不同材料、不同初速度驶入避险车道的车辆进行了计算,得出了满足安全性要求的避险车道最小长度,为合理长度提供了依据。根据实际情况,对两个方案主要技术经济指标进行对比后,选择上坡式避车道为工程实施方案。     

高速公路圆曲线外侧超车道停车视距分析

该文分析了停车视距计算参数的取值,并计算了高速公路圆曲线外侧超车道在不同设计速度下能够提供的横净距。通过示例分别计算了三种不同参数取值下的停车视距和横净距。     

盾构隧道始发与到达段环间纵向压力空间分布规律研究

现场实测数据表明，盾构隧道始发与到达段各断面纵向压力较小，可能导致环缝漏水。为解决此问题，通过求解描述隧道变形特征的微分方程，获得隧道始发与到达段纵向力的分布规律；并以此为依据，提出纵向拉结构件的设计方法。研究结果表明： 1)在不采用拉结措施的情况下，进出洞口附近纵向力最小，接近于0； 2)距离洞口越远的断面，其纵向力越大； 3)采用纵向拉结措施可以有效地增大始发与到达段断面纵向力。在对纵向拉结构件进行设计时，其最小横截面积由隧道刚度和环缝止水垫闭合压力决定，其最小长度由隧道和地层之间的切向黏结刚度决定。