干线公路空间视距优化研究

论文总字数：27539字

摘 要

近年来，随着交通事业的迅速发展，公路功能不应局限于交通功能，交通安全也应受到足够的重视。道路安全与道路条件紧密相关，改善道路条件，尤其是道路几何条件，使道路满足驾驶员的心生理动态需求以及车辆的运动特性势在必行。本文以工程实际数据为基础，分别从二维与三维的角度分析干线公路视距与安全的关系，借鉴数学几何的思维，对干线公路中央分隔带外侧超车道空间视距进行优化研究。

首先，本文对公路视距现有的计算和检查方法进行归纳分析，并在此基础上结合人的视觉特征和干线公路横断面特征，构建干线公路空间视距模型，指导干线公路路线设计及优化。

其次，挑选中央分隔带外侧超车道作为研究路段，重点分析此处的横净距要求，并将优化计算后的横净距与规范标准断面提供的横净距进行对比，探讨现有规范标准的合理性。

最后，通过对比干线公路弯道处双向事故资料，发现弯道外侧车道的事故数多于弯道内侧，证明了本论文研究的必要性。同时，针对典型干线公路的指标选取对上述研究成果进行验证，并提出相应的优化改善措施。

关键词：干线公路；三维视距；中央分隔带；车道视距

OPTIMIZATION AND RESEARCH OF

TRUNK ROAD THREE-DIMENSIONAL HORIZON

Abstract

In recent years, with the rapid development of transportation infrastructure,the function of road not just limited to traffic,traffic safety has achieved more and more people's attention. Road safety operation is closely related to road conditions.To improve road conditions especially road geometry to make the road meet the driver's mental and physical dynamic demand and the vehicle’s motion characteristics is imperative. This paper analyzes the relationship of trunk road horizon and security and trunk road transect and driving characteristics.Being based on a large number of projects data and according to various mathematical tools and methodologies ,study presents optimization of the traffic safety of three-dimensional horizon outside median divider in trunk road lane.

First, summarized and analyzed the existing highway sight distance calculation and inspection methods, and combined with the human visual characteristics and trunk road on the basis of cross-sectional characteristics to construct trunk road horizon space theory to guide Trunk road route design.

Secondly, select passing lanes outside median divider in trunk road to do research.Here focuses on cross-clearance requirements, and will compared cross-clearance standards section provided with cross-clearance after optimization ,and then discuss the existing standards in rationality.

Thirdly,by comparing the trunk road accident data in uplink and downlink ,we find that the number of accidents outside of the curve more than the inside lane of the curve. It proves the necessity of this thesis. Meanwhile,the research results were verified on the selection of indicator of typical trunk roads.And propose appropriate optimization improvements.

Keywords: Trunk roads, Three-dimensional sight distance, Central median, Overtaking lane horizon, Green retreat

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2国内研究现状 1

1.2.1二维视距研究 2

1.2.2三维视距研究 2

1.3国外研究现状 3

1.3.1二维视距研究 3

1.3.2三维视距研究 3

1.4研究主要内容 4

1.5研究技术路线 5

1.6本章小结 5

第二章 一般路段三维视距研究 6

2.1三维视距模型 6

2.2需求停车视距SSD_req计算模型 8

2.3可用停车视距SSD_avail计算模型 8

2.3.1计算参数的坐标表示 8

2.3.2算法原理 9

2.3.3可用停车视距计算步骤 11

2.4停车视距检验流程 11

2.5本章小结 12

第三章 中央分隔带弯道外侧超车道视距研究 13

3.1横净距分析 13

3.1.1视点位置 13

3.1.2标准断面横净距 14

3.1.3所需横净距 15

3.1.4平曲线半径分析 16

3.1.5结论 17

3.2停车视距保证措施 17

3.2.1中央分隔带处置措施 17

3.2.2平曲线半径处置措施 18

3.2.3道路设施处置措施 19

3.2.4路面处置措施 20

3.3 本章小结 20

第四章 工程案例分析 22

4.1工程现状分析 22

4.2优化措施分析 22

4.2.1加宽中央分隔带 22

4.2.2改变中分带外侧护栏和绿化栽植的位置 22

4.2.3采用水泥混凝土墙式护栏或防眩网 22

4.2.4设置交通安全设施 23

4.3 本章小结 23

第五章 主要结论与研究展望 24

5.1论文结论 24

5.2论文展望 24

致谢 26

参考文献（References） 27

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

为了保证公路的行车安全，通常采用视距作为公路工程建设中的强制性指标。视距是道路安全评价的一项重要设计指标，因此,公路沿线的每一路段都应能提供足够的视距,保证每条车道上的驾驶员都能及时到感知前方潜伏的危险,并能迅速反应快速驶过或安全停车,以确保驾驶员人身安全。《公路路线设计规范》中要求：各等级公路的每条车道均应保证达到安全停车所需的停车视距的要求。但目前关于停车视距的研究方法大多是通过单独分析平曲线和竖曲线来检验视距是否满足安全停车要求，即仅从二维角度考虑视距，综合考虑公路平纵横三方面来进行视距检验是十分必要的。

此外，具有中央分隔带的干线公路弯道外侧超车道的视距也需进行深入研究，并结合工程具体实际情况，提出可行的优化方案。具有中央分隔带的干线公路的圆曲线路段上，由于在弯道内侧依次设置了碎落台、边沟、土路肩和硬路肩等设施，公路内侧车道至少能提供4.0m的横向净距，净空区域内一般不会有障碍物侵入而阻隔视线，相应设计行车速度下的停车视距通常能满足规范标准规定的要求。而设计者往往忽视了中央分隔带弯道外侧超车道上，净空区域极易有防撞护栏、防眩板或绿化等设施侵入，视线被阻挡而导致视距不良，带来潜在的安全隐患。例如，高速公路视距台的高度在90cm到110cm之间，中央分隔带护栏的高度在70cm到80cm之间。虽然护栏高度低于视距台的规定值，但是超车道距离护栏较近，容易造成“一叶障目”的效果。特别是在凸形竖曲线上，位于中央分隔带外侧的护栏及其他垂直安装的设施很容易遮挡驾驶员的视线，影响停车视距。

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