多车道高速公路左侧硬路肩设置方案研究.pdf

第卷 第期广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报 年月 收 稿 日 期：作 者 简 介：印 冰，工 程 师，本 科，研 究 方 向 为 道 路 总 体、路 线 设 计文 章 编 号：（）多 车 道 高 速 公 路 左 侧 硬 路 肩 设 置 方 案 研 究印 冰（广 东 省 交 通 规 划 设 计 研 究 院 集 团 股 份 有 限 公 司，广 东 广 州）摘要：依 托 珠 三 角 地 区 某 高 速 公 路 改 扩 建 工 程，在 综 合 国 内 外 现 有 技 术 规 范、相 关 研 究 成 果 及 多 车 道 高 速公 路 实 践 经 验 的 基 础 上，进 行 了 多 车 道 高 速 公 路 左 侧 硬 路 肩 设 置 的 必 要 性 论 证。在 分 析 多 车 道 高 速 公 路 左 侧硬 路 肩 功 能 的 基 础 上，进 一 步 对 左 侧 硬 路 肩 宽 度 取 值 进 行 研 究，提 出 不 同 功 能 条 件 下 多 车 道 高 速 公 路 左 侧 硬路 肩 宽 度 的 取 值。关 键 词：多 车 道 高 速 公 路；左 侧 硬 路 肩；必 要 性；功 能；宽 度；交 通 安 全中 图 分 类 号：文 献 标 识 码：（，）：，：；随 着 中 国 经 济 的 发 展，各 大 城 市 群、经 济 带已 基 本 形 成，其 中 长 三 角 和 珠 三 角 尤 为 令 人 瞩目。社 会 经 济 的 发 展 使 得 交 通 量 迅 猛 增 长，我 国早 年 建 成 的 高 速 公 路 大 多 为 双 向 四 车 道，随 着 道路 沿 线 周 边 地 区 城 市 化 程 度 的 提 升，交 通 拥 堵 问题 日 益 明 显，国 内 高 速 公 路 改 扩 建 已 逐 渐 形 成 趋势。四 扩 八 车 道 或 者 六 扩 八 车 道 的 改 造 项 目 已 屡见 不 鲜，扩 建 十 车 道 也 有 相 关 案 例。然 而，在 高速 公 路 扩 建 为 多 车 道 的 问 题 上，左 侧 硬 路 肩 设 置的 必 要 性 以 及 宽 度 取 值 方 面 的 研 究 尚 未 形 成 系统、详 细 的 科 研 成 果，相 关 专 题 论 述 也 较 少。本文 依 托 珠 三 角 地 区 某 高 速 公 路 改 扩 建 项 目，综 合国 内 外 相 关 经 验 及 已 有 项 目 实 际 研 究 成 果，进 行左 侧 硬 路 肩 设 置 必 要 性 分 析 及 相 关 取 值 研 究。国 内 外 相 关 项 目 国 内 相 关 项 目目 前 国 内 已 建 十 车 道 的 高 速 主 要 有 水 官 高速、合 肥 绕 城 高 速、广 深 高 速 局 部 路 段，沪 武 高速（江 苏 沿 江 高 速 太 仓 北 至 董 浜 段）初 步 设 计 已获 交 通 运 输 部 批 复，其 道 路 断 面 为 设 置 左 侧 硬 路肩 的 双 向 十 车 道。水 官 高 速 改 扩 建 工 程 设 计 速 度 采 用 ，路 基 宽，中 分 带 ，左 侧 路 缘 带 ，车 道 ，右 侧 硬 路 肩，双 黄 线（内 侧 高 速 车 道 与 外 侧 辅 道 之 间 用 双 黄 线 进 行 区分）。客 货 比 为 ，客 车 占 大 多 数。其不 设 左 侧 硬 路 肩 的 主 要 原 因 为：会 增 加 项 目 造 广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报第卷价；可 能 引 发 由 于 驾 驶 员 利 用 左 侧 硬 路 肩 超 车而 导 致 的 交 通 事 故；水 官 高 速 公 路 内 侧 车 道 事故 率 低 于，且 故 障 车 发 生 在 内 侧 车 道 比 例 较小，因 此 左 侧 硬 路 肩 使 用 率 较 低。沪 武 高 速（江 苏 沿 江 高 速 太 仓 北 至 董 浜 段）设 计 断 面 为 双 向 十 车 道，路 基 宽 ，设 置 左 侧 硬 路 肩，属 于 国 内 首 创。该 项 目 在 进 行技 术 标 准 论 证 时 主 要 考 虑 路 段 过 境 车 辆 占 比 较大，大 部 分 车 辆 直 行 向 上 海（占），沿 线 制约 条 件 较 少，经 论 证 采 用 设 置 左 侧 硬 路 肩 的 整 体式 十 车 道 高 速 公 路 技 术 标 准，标 准 断 面 宽 度 ，见 图。该 项 目 设 置 左 侧 硬 路 肩 的 理 由主 要 有：可 解 决 左 侧 停 车 问 题，从 经 济 学 的 角度 分 析，其 安 全 收 益 要 远 远 大 于 它 的 投 资 成 本；基 于 实 地 观 测、试 验 场 测 试 与 驾 驶 模 拟 仿 真，增 设 左 侧 路 肩 对 运 行 速 度 与 心 理 及 生 理 的 积 极 影响 显 著；从 扩 建 的 保 通 角 度 考 虑，断 面能 保 证 扩 建 期 间 的 双 向 六 车 道 通 行。图江 苏 沿 江 高 速 太 仓 北 至 董 浜 段 标 准 横 断 面 目 前，莞 深 高 速 公 路 也 在 进 行 其 改 扩 建 工 程可 行 性 研 究 的 编 制，对 于 是 否 设 置 左 侧 硬 路 肩，其 结 论 与 江 苏 沿 江 高 速 太 仓 北 至 董 浜 段 是 截 然 相反 的。根 据 其 对 设 置 左 侧 硬 路 肩 的 成 本 分 析 和 效益 分 析 可 知，设 置 左 侧 硬 路 肩 成 本 为亿 元 以上，远 大 于 其 带 来 的 交 通 安 全 上 的 经 济 效 益。上 述 示 例 表 明，目 前 国 内 关 于 左 侧 硬 路 肩 的设 置 不 同 项 目 的 观 点 尚 不 一 致。国 外 相 关 项 目（）美 国：对 于 六 车 道 及 以 上 的 高 速 公 路 左 侧硬 路 肩 宽 度 有 不 少 于 的 规 定，而 在 载 重 汽 车 设计 小 时 交 通 量 超 过辆 时，最 好 为。通过 对 美 国 多 条 十 车 道 及 以 上 高 速 公 路 硬 路 肩 设 置宽 度 进 行 汇 总 分 析（见 表），发 现 美 国 多 车 道（十 车 道 及 以 上）高 速 公 路 基 本 都 设 置 了 左 侧 硬路 肩，宽 度 一 般 取 值 为 、。（）日 本：对 高 速 公 路 右 路 肩（相 当 于 我 国的 左 路 肩）虽 有 宽 度 要 求，但 其 功 能 只 是 为 了 提供 侧 向 安 全 余 宽，其 取 值 范 围 为 ，主 要 受 制 于 日 本 土 地 资 源 有 限 的 现 实 情 况，具 体路 肩 设 置 宽 度 见 表。由 于 我 国 与 日 本 国 情 迥异，故 其 技 术 标 准 对 我 国 的 参 考 价 值 较 低。表美 国 多 车 道 高 速 公 路 硬 路 肩 宽 度 汇 总 表道 路 名 称区 段车 道 数路 肩 宽 度 左右 高 速 公 路北 加 州 至 南 加 州 高 速 公 路休 斯 顿 洛 杉 矶 高 速 公 路兰 辛 市 高 速 公 路洛 杉 矶 圣 地 亚 哥 盐 湖 城 高 速 公 路亚 特 兰 大 高 速 公 路加 州 段（部 分）西 雅 图 高 速 公 路 路 易 斯 维 尔 高 速 公 路亚 特 兰 大 高 速 公 路纽 约纽 瓦 克迈 阿 密 高 速 公 路巴 尔 的 摩 高 速 公 路圣 地 亚 哥 高 速 公 路 旧 金 山奥 克 兰 高 速 公 路哈 特 福 特米 德 尔 顿 高 速 公 路芝 加 哥 高 速 公 路底 特 律 第期印 冰：多 车 道 高 速 公 路 左 侧 硬 路 肩 设 置 方 案 研 究 表硬 路 肩 宽 度 取 值 规 定单 位：公 路分 级设 计规 格 左 侧 路 肩 路 基、中 小 桥长 大 桥 右 侧 路 肩 路 基、中 小 桥长 大 桥路 肩隧 道第种 第级 第种 第级 第种 第级 第种 左 侧 硬 路 肩 的 作 用 及 必 要 性 分 析我 国 四 车 道 高 速 公 路 一 般 将 外 侧 车 道 作 为 行车 道，内 侧 车 道 作 为 超 车 道；当 道 路 车 道 数 较多 时，为 降 低 道 路 总 体 平 均 延 误 值，提 高 行 驶 速度，大 多 采 用 内 外 幅 分 隔 的 交 通 组 织 模 式。在 此种 交 通 组 织 模 式 下，综 合 考 虑 扩 建 保 通 需 求 等 因素，左 侧 硬 路 肩 主 要 功 能 为：提 供 较 为 富 裕 的侧 向 余 宽，提 高 安 全 性；为 内 侧 车 道 故 障 车 辆就 近 提 供 紧 急 停 靠 点；为 左 侧 停 靠 车 辆 提 供 安全 汇 流 的 加 速 空 间；满 足 应 急 救 援 的 空 间 需要；改 扩 建 施 工 时 发 挥 保 通 功 能。相 关 研 究 表 明，多 车 道 高 速 公 路 车 型 车 速 分布 更 稳 定，于 安 全 有 利；但 仍 然 存 在 变 换 车 道的 情 况，如 在 互 通 出 入 口 附 近、超 车、故 障 车 辆需 要 停 车 等。随 着 车 道 数 增 加，车 辆 从 路 幅 内 侧横 移 至 路 幅 外 侧 时 必 须 横 跨 更 多 的 车 道，所 花 的时 间 远 大 于 四 车 道 高 速 公 路。据 相 关 研 究，变 换单 个 车 道 所 需 的 时 间 为 左 右；当 研 究 对象 为 单 向 五 车 道 时，最 左 侧 车 辆 从 突 发 紧 急 状 况起 开 始 横 移 至 右 侧 硬 路 肩 所 费 时 间 将 高 达。由 于 故 障 车 辆 速 度 下 降，很 有 可 能 在 漫 长 的 横 移过 程 中 熄 火，危 害 十 分 严 重。若 综 合 考 虑 可 插 入间 隙 和 等 待 时 间 等，多 车 道 高 速 内 侧 车 道 横 移 至右 侧 硬 路 肩 所 需 的 时 间 及 距 离 将 大 幅 增 加。以 单向 五 车 道、车 速 的 高 速 公 路 为 例，车辆 横 移 距 离 需 要，交 通 事 故 发 生 的 可 能性 将 极 大 增 加。综 上 所 述，多 车 道 高 速 公 路 设 置 左 侧 硬 路 肩是 必 要 的，左 侧 硬 路 肩 可 供 内 侧 车 道 事 故 车 辆 紧急 停 靠，减 少 故 障 车 辆 变 道 引 起 的 二 次 事 故 风险，有 利 于 提 升 交 通 安 全 水 平 和 车 通 行 效 率。左 侧 硬 路 肩 取 值 分 析 满 足 侧 向 安 全 余 宽高 速 车 辆 在 行 驶 过 程 中 受 驾 驶 人 操 作、路 况、震 动 及 风 力 等 各 种 因 素 影 响，不 可 避 免 会 产 生 左右 摆 动 的 现 象，侧 向 安 全 余 宽 预 留 一 定 的 安 全 距离 能 够 有 效 保 障 高 速 行 驶 车 辆 的 安 全 驾 驶。根 据相 关 规 范规 定，不 同 车 速 的 侧 向 余 宽 见 表。表侧 向 余 宽 标 准 值运 行 速 度（）车 道 侧 向 安 全 余 宽（左 侧）满 足 事 故 车 辆 临 时 停 靠根 据 目 前 多 车 道 高 速 公 路 交 通 组 织 管 理 模式，内 侧 车 道 一 般 仅 限 小 客 车 通 行，故 公 路 规 范要 求 的 左 侧 硬 路 肩 宽 度 取 值能 满 足 小 客车 停 靠 要 求，但 并 未 考 虑 停 靠 车 辆 对 邻 近 车 道 运行 的 影 响。基 于 珠 三 角 某 高 速 公 路 改 扩 建 工 程 实测 车 道 级 高 精 度 轨 迹 数 据，考 虑 故 障 小 客 车 紧 急停 车、对 邻 近 车 道 运 行 影 响、侧 向 安 全 距 离、通行 效 率 等。建 立 车 间 净 距、侧 向 边 距 统 计 分 布 模型，见 图。基 于 此 模 型，硬 路 肩 宽 度 车 辆总 宽（车 间 净 距侧 向 边 距），数 据 统 计 分 析见 表，左 侧 硬 路 肩 宽 度 值 应。图理 论 计 算 模 型表模 型 参 数 分 析 值参 数数 值车 间 净 距 停 靠 车 辆 总 宽 值 左 侧 向 边 距 左 侧 硬 路 肩 计 算 值 左 侧 硬 路 肩 建 议 值 左 侧 硬 路 肩 满 足 安 全 出 入内 侧 快 车 道 车 速 较 高，左 侧 硬 路 肩 停 靠 小 客车 须 平 稳 加 速 至 一 定 行 驶 速 度 后，才 能 安 全 汇 入 广 东 交 通 职 业 技 术 学 院 学 报第卷内 侧 快 车 道；当 采 用 左 侧 硬 路 肩 时，从 图可 看 出，小 客 车 左、右 侧 侧 向 余 宽 平 均 间 距；能 达 到 一 定 行 驶 速 度，但 驾 驶 压 迫 感 较 强。图 左 侧 硬 路 肩 工 况 下 车 辆 余 宽 示 意 图当 采 用 左 侧 硬 路 肩 时，小 客 车 侧 向 安全 余 宽 较 大，驾 驶 自 由 度 相 对 较 大，能 够 达 到 内侧 车 道 的 期 望 速 度。因 此，考 虑 左 侧 硬 路 肩 停 靠小 客 车 安 全 汇 入 内 侧 快 车 道 时，建 议 左 侧 硬 路 肩宽 度 最 小 值 为，一 般 值 为 。满 足 应 急 救 援高 速 公 路 一 般 交 通 事 故 的 救 援 车 辆 宽 度 为 ，突 发 大 型 交 通 事 故 救 援 吊 车 最 大 宽 度 为 ；仅 考 虑 救 援 车 辆 停 靠、不 考 虑 其 行 驶 移 动速 度 时，左 侧 硬 路 肩 宽 度 基 本 满 足 救 援 车 辆停 靠 要 求，但 会 对 邻 近 车 道 运 行 速 度 产 生 影 响。当 交 通 事 故 发 生 时，常 需 出 动 消 防 车 等 大 型 特 种车 辆；采 用 左 侧 硬 路 肩 作 为 抢 险 通 道 时，其 宽 度取 值 宜 参 照 车 道 行 驶 宽 度 进 行 取 值。不 同 车 速 下车 道 宽 度 规 定 见 表。考 虑 一 般 救 援 车 辆 行 驶 时，左 侧 硬 路 肩 宽 度 不 宜 小 于 。表不 同 车 速 下 的 车 道 宽 度设 计 速 度（）车 道 宽 度 设 计 速 度（）车 道 宽 度 保 通 效 益一 般 来 讲，改 扩 建 的 高 速 公 路 交 通 流 量 很大，施 工 期 间 的 保 通 功 能 对 于 运 营 效 益 影 响 巨大。以 珠 三 角 地 区 某 高 速 公 路 扩 建 工 程 为 例，该高 速 连 接 穗、莞、深 三 市，双 向 六 车 道，标 准 宽度 （见 图）。根 据年 数 据，全 线 平均 交 通 量 万（），交 通 流 量 巨 大，目前 正 在 进 行 扩 建 十 车 道 方 案 设 计。图某 高 速 公 路 现 状 横 断 面 图 基 于 该 高 速 车 流 量 巨 大 的 实 际 情 况，考 虑 设置 左 侧 硬 路 肩 对 保 障 施 工 期 间 车 流 顺 利 出 行 会 产生 积 极 的 影 响，针 对 整 体 式 十 车 道 断 面 拟 提 出 设置 和 不 设 置 左 侧 硬 路 肩 两 种 断 面 方 案，以 作 进 一步 比 选，分 别 为 不 设 左 侧 硬 路 肩 断 面 和 设置 左 侧 硬 路 肩 断 面。如 图所 示，设 置 左 侧 硬 路 肩 可 满 足 扩建 施 工 时 的 六 车 道 保 通 要 求；不 设 左 侧 硬 路 肩，路 基 宽 度 可 设 置 为，但 扩 建 施 工 时 仅 满 足 五车 道 保 通 要 求 或 是 车 道 压 缩 至 才 能 满 足 六车 道 保 通，且 通 行 效 率 及 安 全 性 能 将 大 打 折 扣。由 于 本 项 目 计 划 工 期年，从 经 济 性 考 量，设 置 左 侧 硬 路 肩 约 增 加亿 元，远 低 于 断 面 施 工 期 间 保 五 车 道 导 致 的 交 通 流 失 收 入 损 失 亿 元，故 左 侧 硬 路 肩 的 设 置 与 否 及 其 宽 度 取值 必 须 结 合 施 工 保 通 要 求 综 合 考 虑。不 同 功 能 条 件 下 左 侧 硬 路 肩 宽 度 取 值 分 析基 于 以 上 论 述，提 出 不 同 功 能 条 件 下 左 侧 硬（下 转 第页）第期谢 从 莉：固 体 废 料 磷 石 膏 路 面 基 层 综 合 利 用 试 验 研 究 姜 晓 亭四 川 省 固 体 废 物 污 染 防 治 形 势 与 对 策 环境 保 护，（）：高 永 峰，刘 继 恺，唐 运 来，等不 同 磷 石 膏 添 加 量 对 玉 米幼 苗 生 长 和 镉 积 累 的 影 响 安 徽 农 业 科 学，（）：王 圳，张 均，陈 芳，等贵 州 省 磷 矿 固 体 废 弃 物 治 理 现 状与 建 议 矿 产 综 合 利 用，（）：王 转磷 石 膏 在 公 路 路 基 中 的 应 用 探 讨 中 国 建 材科 技，（）：刘 志 浩水 泥 磷 石 膏 稳 定 材 料 在 公 路 工 程 中 的 应 用交 通 世 界，（）：檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵（上 接 第页）图某 高 速 公 路 扩 建车 道 保 通 断 面 图路 肩 宽 度 取 值，见 表。表不 同 功 能 条 件 下 左 侧 硬 路 肩 宽 度 取 值功 能一 般 最 小宽 度 适 用 情 况结 构 支 撑、满 足侧 向 安 全 余 宽 一 般 情 况基 本 满 足 小 客 车临 时 停 靠 基 本 满 足 小 客 车 的 停 靠 需 求，对邻 近 车 道 有 影 响满 足 小 客 车 临 时停 靠、安 全 出 入、维 养、救 援 车 辆停 靠 小 客 车 停 靠 对 临 近 车 道 影 响 较小、能 够 达 到 一 定 速 度 恢 复 行驶；满 足 养 护 车 辆 慢 速 行 驶满 足 安 全 出 入、紧 急 救 援 需 求 满 足 故 障 车 辆 恢 复 行 驶 汇 入 内 侧快 车 道、一 般 救 援 车 辆 行 驶结 语从 国 外 已 建 多 车 道 高 速 公 路 来 看，大 部 分 高速 公 路 均 设 置 左 侧 硬 路 肩，美 国 尤 其 如 此，其 作用 是 应 急 救 援、临 时 停 靠 等。根 据 上 文 分 析，左侧 硬 路 肩 在 扩 建 保 通、维 持 车 辆 运 营 收 益 方 面 也起 着 重 要 作 用，经 济 效 益 可 观。因 此，从 多 车 道高 速 公 路 实 践 经 验 角 度 讲，左 侧 硬 路 肩 设 施 是 有必 要 的。根 据 珠 三 角 某 高 速 公 路 扩 建 研 究 数 据，多 车 道 高 速 公 路 左 侧 硬 路 肩 取 值 宜 为，能 够满 足 大 部 分 功 能 需 求。但 由 于 各 项 目 情 况 差 异 较大，左 侧 硬 路 肩 宽 度 的 取 值 应 根 据 实 际 进 行 选取，高 速 公 路 改 扩 建 为 多 车 道 时，需 进 行 详 细 的专 题 研 究，在 安 全、适 用、经 济 等 方 面 找 到 平衡 点。参 考 文 献：，张 虢 宁，党 海 龙，康 星 亮论 多 车 道 高 速 公 路 路 基 左 侧硬 路 肩 设 置 的 必 要 性 公 路 与 汽 运，（）：曾 志 刚高 速 公 路 硬 路 肩 的 功 能 与 宽 度 值 研 究 西安：长 安 大 学，张 银城 市 道 路 车 道 变 换 微 观 模 型 及 仿 真 研 究 哈尔 滨：哈 尔 滨 工 业 大 学，钟 连 德，侯 德 藻，武 珂 缦高 速 公 路 左 侧 路 肩 设 置 必 要性 研 究 公 路，（）：中 交 公 路 勘 察 设 计 研 究 院公 路 路 线 设 计 规 范：，北 京：人 民 交 通 出 版 社，