公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定.docx

公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定王 成 鋼(長沙理工大學 , 湖南 長沙 410076)摘 要 : 公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度主要由行車視距 ( 即安全視距) 與道路彎度確定 。闡述了影響交通安全的安全視距與道路彎度的確定方法 , 對建筑紅線控制區(qū)范圍作了界定 , 計算了各技術(shù)等級公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的限界 ,指出了我國現(xiàn)行建筑紅線控制區(qū)界定的 問題 。關(guān)鍵詞 : 建筑紅線 ; 控制區(qū) ; 界定中圖分類號 : U491文獻標識碼 : A公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)是公路行政部門規(guī)定的公路兩側(cè)禁止修建永久性建筑的限界區(qū)域 。設(shè)置控制區(qū)一是為了維護公路產(chǎn)權(quán)與景觀 ,二是為了保證公路交通安全 。當前建筑紅線控制區(qū)違章建筑多 , 管理難度大 ,公路產(chǎn)權(quán)與景觀受到損害 ,交通安全難以保障 。其中重要原因一是公路兩側(cè)的村民 、市民 、 地方政府公務(wù)人員對控制區(qū)及其范圍不理解 ,二是現(xiàn)行控制范圍過寬 。因此 ,有必要使所有相關(guān)人員了 解建筑紅線控制區(qū)的界定方法 。公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)對交通安全的作用1公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)主要是保證公路交通安全 。建筑紅線控制區(qū)見圖 1 。圖 1 公路建筑紅線控制區(qū)公路交通安全系統(tǒng)見圖 2 。交通環(huán)境是交通安全的重要影響因素 ,它同公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū) 的狀況直接相關(guān) : 建筑物是人活動的場所 ,眾多的人 、車在公路兩側(cè)出入 、穿行 ,增加了行人與車輛密 度 ,造成了非正常秩序 ; 違章建筑內(nèi)的人們?yōu)榉奖阕陨砩a(chǎn)與生活 ,必然出現(xiàn)占道現(xiàn)象 ,如占道經(jīng)營 , 馬路市場等 ,形成妨礙交通的人為障礙 ,往往成為交通事故多發(fā)地段 ; 違章建筑嚴重影響司機前后左 右的有效視距 。公路彎道內(nèi)側(cè)的建筑物會擋住司機視線 ,使有效視距低于或遠遠低于行車視距 ,障礙無圖 2 公路交通安全系統(tǒng)收稿日期 :2002 - 12 - 30作者簡介 :王成鋼 (1944 ) ,男 ,長沙理工大學教授.第 4 期王成鋼 : 公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定65法及時發(fā)現(xiàn) ,不能有效地采取制動繞避措施 ,釀成車禍 。因此 ,設(shè)置公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)十分必要 ,必須加強建筑紅線控制區(qū)的管理 。2 確保交通安全的建筑紅線控制區(qū)界定的影響因素及其確定2 . 1安全視距要確保交通安全 ,司機發(fā)現(xiàn)前面障礙物時的距離即安全視距必須大于至少等于行車視距 ,設(shè)置公路 兩側(cè)建筑紅線控制區(qū) ,從交通安全方面考慮就是為了防止彎道內(nèi)側(cè)建筑物擋住司機視線 ?？梢?,公路設(shè) 計中的行車視距是兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度界定的主要影響因素 。2 . 2彎道在道路平坦或者縱坡一定的情況下 ,影響有效視 距的因素是彎道與兩側(cè)建筑 ,二者結(jié)合造成對司機有 效視距的影響 ,見圖 3 。沒有彎道 ,道路是筆直的 ,兩側(cè)建筑并不會造成對 司機有效視距的影響 。道路有彎道 ,兩側(cè)沒有建筑物 ,道路縱坡小 ,也能及時發(fā)現(xiàn)前方障礙物 。但是道路線圖 3 彎道與兩側(cè)建筑對有效視距的影響路的走向受所處地段地物 、地貌 、土地利用等客觀條件影響與限制 ,如城鎮(zhèn) ,水庫 、電站 ,山脈 、河流 、湖泊 ,良田等必須繞開 ; 各條線路需要貫通 ,同站 、場 、港連接 。這樣就不可避免地出現(xiàn)一些彎道 。另外 ,為了保證行車安全 ,道路必須存在一定彎度 ,因長期直線 行駛 ,方向沒有任何變化 ,視神經(jīng)與執(zhí)掌方向盤的手不能有任何調(diào)節(jié) ,就會出現(xiàn)一種思維與行為定勢 ,致使視神經(jīng)與手麻痹 ,給行車安全帶來威脅 。根據(jù)心理學家的心理實驗 ,人的感官與思維若在 20 s 以上 沒有任何變化 ,就會開始迷糊 ; 在 3 min 以上就會開始睡眠 ; 在非睡眠狀態(tài)下 2 h 以上沒有變化就會處 于呆滯或混亂狀態(tài) ,出現(xiàn)精神失常1 。高速公路盡可能地克服了地形地貌與土地利用等對公路直度的 限制 ,但它必須保證安全行駛的最小彎度 ?？梢姽凡豢赡芤膊粦?yīng)該完全是直線 ,彎道與彎度的存在是 必然的 。設(shè)置公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)主要就是為了克服兩側(cè)建筑物因彎道對司機有效視距的影響 。公路 兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度的界定 ,主要影響因素就是行車視距與公路彎道 。2 . 3 行車視距的確定行車視距是公路幾何設(shè)計的重要要素 ,其計算公式為 :k u2u t + 2 g ( + f i )L = S s + S z + S t =+ S t( 1)式中 : L 為行車視距 ; S s 為從發(fā)現(xiàn)目標到開始制動汽車行駛距離 ; S z 為從開始制動到車輛停止或繞避成功汽車行駛距離 ; S t 為停車間距 ,以避免撞尾為度 ,一般規(guī)定為 35 m ; u 為車速 ,m/ s ; t 為駕駛員反應(yīng)時間 ,s ; k 為制動使用系數(shù) ; g 為加速度 ,m/ s2 ; 0, c b ,即 sec A = c/ b 1 。方向變化為 5 % ,sec A = c/ b = 1 . 05 。據(jù)文獻 3 , 取 A = 418。為安全起見 , 可規(guī)定高速公路平均最小彎度為 5( 這里是指高速公路平均最小彎度 , 并不是偏角曲線設(shè)計標準) 。2 . 4 . 2其它公路平均彎度為 5的公路很直 , 只有通過最大 限度地克服地貌 、地形與土地利用的限制才能 達到 。如果要就近繞過一個障礙 ( 如山 、湖等) , 其繞行最小彎度如圖 5 所示 。圖中 , 箭頭 a 、b 、c 為運行線路及其方向 , 它們同障礙中心的距 離不同 ; 箭頭 y 、z 、s 、h 為繞行線路及其方向 ; 、1 表示繞行線路及其方向的角度 , 它們繞行 起點同障礙之間的距離不同 , 繞行角度不同 ,圖 5 繞行障礙角度圖示1 。從圖 5 可以看出 , 繞行角度同繞行起點與障礙中心之間的距離沒有關(guān)系 , 只要在運行中遭遇障礙 ,不管其運行線路所在方位是在障礙中心還是邊緣 , 其繞行角度大小不變 ; 但它同繞行起點與障礙之間的 距離卻有很大關(guān)系 , 距離越近 , 繞行角度越大 。圖 5 中 , 由于角 j = 90,其繞行角度必然大于 0小于 90。接近 90,為轉(zhuǎn)急彎 ,不利于交通安全 ;接近 0,不存在繞避 。因此 ,繞避角度一般界于 30與 60之間 ,多為 45左右 。 一級公路如直線長度為速度的 20 倍 ,速度為 100 km/ h ,直線最大長度為 (1 000 m 100/ 60 s 60)20 = 556 m 。556 m 內(nèi)的必要平均彎度為 5。45是 5的 9 倍 ,則 556 m 9 = 5 004 m ,這就是說 5 km以內(nèi)道路筆直 ,只要有一個沒有被克服的地貌地物障礙 ,其平均彎度就在必要彎度 5以上 。公路等級 越低 ,未被克服的地貌地物障礙越多 ,平均彎度也就越大 。因此 ,除高速公路以外其它各等級公路 ,其平 均彎度統(tǒng)統(tǒng)在 5以上 。依據(jù)其速度比 ,我們分別將其允許的平均彎度定為 :一級三級 等外5+ (120 km/ 100 km) 1= 6 . 25+ (120 km/ 60 km) 1= 75+ (120 km/ 20 km) 1= 11二級四級5+ (120 km/ 80 km) 1= 6 . 55+ (120 km/ 40 km) 1= 8確保交通安全的公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度計算3有效視距、彎度同道路障礙物的視角關(guān)系見圖 6 。圖中 , A 為視點 , B 為彎點 ( 設(shè)計圓曲線中點) , C為障礙物所在地 , A B 為從視點到彎點的距離 , B C 為彎點到障礙物所在地之間的距離 , B O 為彎點到從 視點同障礙物之間的視線所作的垂線 。如果公路兩側(cè)沒有建筑擋住司機視線 , 那么道路障礙物司機就 可以通過 A C 視線直接看到 ?？梢?, 設(shè)置公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū) , 就是要給司機留出 A C 視線 。顯 然 , B O 的長度就是 A C 視線存在的內(nèi)側(cè)建筑紅線控制區(qū)的寬度 。但是 , B O 的長度并不是一個定數(shù) , 它不僅受道路彎度的影響 , 而且同視點到彎點的距 離有關(guān) 。當?shù)缆窂澏纫欢〞r , 它隨著視點到彎點的 距離變化而變化 , 見圖 7 。要保證行車安全 , 視點同障礙物之間的距離決不能小于至少必須等于行車視距 。由于行車視距圖 6 行車視距 、道路彎度同道路障礙物的視角關(guān)系第 4 期王成鋼 : 公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定67AB + B C 是一定的 , 必然是 A B 長 , B C短; A B 短 , B C 長 。A B 與 B C 的長短不 同 , B O 的長短也不同 , 而控制區(qū)的寬度 必須是 B O 的最大長度 。設(shè) B O 為 Z , A B 為 x , B C 為 y , 則有 :max Z = f ( x , y)x + y = a ( a 為常數(shù))x 0 , y 0( 2)圖 7 彎點到視點同障礙物之間的視線所作的垂線長度變化計算該式 , 得 x = y , 即 A B = B C 時 , B O 最長 。在三角形 A B C 中 , A B = B C , 為等腰三角形 , 頂角同第三邊的垂線即角平分線 , 故 A B O =CB O 。在直角三角形 A OB 中 , A B = 1/ 2 行車視距 , A B O = 90- 彎度 。設(shè)行車視距為 L , 彎度為, B O 為 L K , 因A B / B O = t g A B O , 有 B O = A B / t g A B O , 故L / 2( 3)L K= t g ( 90- )B O 即 L K 為公路內(nèi)側(cè)安全視寬 。( 3) 式可稱為“司機行車安全視寬定理”。若用 L C K表示公路兩側(cè)控制區(qū)寬度 , 則 := L K - ( L 1 + L 2 + L 3 )( 4)L C K式中 : L 1 為司機視點與彎道內(nèi)側(cè)邊緣距離 ,司機臺在左邊 ,為汽車寬度 - 1 ,可按 1 . 5 m 計算 ; L 2 為路肩寬度 ; L 3 為邊溝和邊坡寬度 。因車輛總靠右行 ,可以只考慮右轉(zhuǎn) 。左轉(zhuǎn)彎還要減去左邊車道寬度 ,自然小于此控制限界 。計算公 路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度必須確定相關(guān)參數(shù) ,各技術(shù)等級公路相關(guān)各項指標見表 1 。表 1 各技術(shù)等級公路相關(guān)各項指標技術(shù)等級設(shè)計速度/ kmh - 1一般彎度/ 縱向容許坡度路肩寬度/ m邊溝 、坡寬度/ m高速公路一級公路 二級公路 三級公路 四級公路 等外公路10012080100608040603040305 . 06 . 26 . 57 . 08 . 011 . 03456781 . 51 . 51 . 01 . 00 . 50 . 52 . 52 . 01 . 51 . 00 . 50 . 0為了避免一些司機超速行駛造成交通事故 ,在設(shè)計行車視距時高速公路可按 150 km 、一級公路可按 120 km 計算 ,其它公路按設(shè)計最高時速計算 。重力附著系數(shù)依據(jù)不同車輛及其載重量而定 ,大貨車 附著系數(shù)最大可取 0 . 5 ,小轎車最小可取 0 . 2 ,為了確保安全均按 0 . 2 計算 。滾動阻力系數(shù)依據(jù)道路平 滑度而定 ,各技術(shù)等級公路不同 ,一般為 0 . 010 . 03 ( 高等級公路取 0 . 01 ,二四級取 0 . 02 ,等外級取0 . 03) 。坡度系數(shù)依實際坡度大小 ,一般為 0 . 010 . 1 ,依次取 0 . 010 . 06 。汽車制動使用系數(shù)是行駛 力同制動力之比 ,各種不同性能與檔次的汽車制動使用系數(shù)不同 ,從總體上看 ,制動力應(yīng)大于或等于行 駛力 ,因此設(shè)定一般為 1 。司機發(fā)現(xiàn)前面障礙物到制動的反應(yīng)時間為 1 . 2 s 。停車間距或繞避成功間距高速公路與一級公路規(guī)定為 5 m ,二四級公路規(guī)定為 4 m ,等外級公路規(guī)定為 3 m 。依據(jù) (3) 式和各項參數(shù) ,公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度計算結(jié)果如下 。1) 高速公路 :經(jīng)計算 , L K = 20 . 02 m ( 上坡) , L K = 21 . 78 m ( 下坡) 。為了確保行車安全 ,安全視寬 按下坡計算 ,并取 22 m ,則公路兩側(cè)控制區(qū)寬度為 :L C K= L K = L 1 - L 2 - L 3 = 22 m - 1 . 5 m - 1 . 5 m - 2 . 5 m = 16 . 5 m2) 一級公路 :經(jīng)計算 , L K = 15 . 28 m (上坡) , L K = 17 . 85 m ( 下坡) 。同理 ,安全視寬按下坡計算 ,并取 18 m ,則公路兩側(cè)控制區(qū)寬度為 := 18 m - 1 . 5 m - 1 . 5 m - 2 . 0 m = 13 mL C K長沙交通學院學報第 19 卷683) 二級 、三級 、四級和等外級公路 :按以上方法計算 ,二級 、三級 、四級和等外級公路兩側(cè)控制區(qū)寬度分別為 6 . 5 m ,4 m ,2 m ,1 . 5 m 。公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的綜合界定4公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定 ,主要是考慮交通安全 ,同時也要維護公路產(chǎn)權(quán)與景觀 ,實行公路環(huán)境保護 。以確保交通安全的兩側(cè)紅線控制限界為基礎(chǔ) ,便可比較科學地界定控制區(qū)限界 。 不同技術(shù)等級的公路各因素對其限界的影響作用不同 。高等級公路建設(shè)檔次高 ,質(zhì)量好 ,不僅有護欄 ,而且有護坡與邊溝 ,不易被破壞 ,且道路全封閉 、全立交 ,不能給公路兩側(cè)的單位和居民帶來直接經(jīng) 濟利益 ,他們不可能在附近修建永久性建筑 ,因此高等級公路的兩側(cè)紅線控制區(qū)限界劃定主要依據(jù)交通 安全因素 ,國道按 1 . 2 、省道按 1 . 1 調(diào)整 。二 、三 、四級公路是非封閉與立交的多類運輸工具通行的普通公路 ,各種人 、畜 、車輛出入容易 ,并且建筑質(zhì)量遠比不上高等級公路 ,比較容易被損壞 ,僅以交通安全因 素來劃定建筑紅線控制區(qū)不足以維護公路產(chǎn)權(quán) 、景觀與防止環(huán)境污染 ,應(yīng)在以確保交通安全確定的紅線控制范圍基礎(chǔ)上作較大調(diào)整 ,國道按 1 . 4 、省道按 1 . 3 調(diào)整 。等外級公路多為無路面公路 ,其行駛速度 慢 、行車視距短 、安全視寬很窄 ,它只是作為簡易公路暫時存在 ,公路產(chǎn)權(quán)與公路景觀保護要求也較低 , 因而不作調(diào)整 。不同行政等級的公路各因素對其限界的影響也不同 。公路行政等級同技術(shù)等級不完全對應(yīng) ,國道 并非全為高等級 ,省道 、縣鄉(xiāng)道也并非二 、三 、四級和等外級 。國道線路長 ,公路產(chǎn)權(quán)與公路景觀保護顯得尤為重要 ,紅線控制范圍應(yīng)視同高等級公路對待 ,省道和縣鄉(xiāng)道應(yīng)依次降低 。 根據(jù)以上分析 ,我們對各等級公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度作出調(diào)整 ,見表 2 。表 2 各等級公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)寬度m綜合要求技術(shù)等級安全要求備注國道省道縣鄉(xiāng)道高速公路一級公路 二級公路 三級公路 四級公路 等外公路無縣鄉(xiāng)道無縣鄉(xiāng)道 無縣鄉(xiāng)道16 . 513 . 06 . 54 . 02 . 01 . 520189618 . 017 . 08 . 55 . 03 . 05 . 03 . 01 . 5無國道無國 、省道建筑紅線控制區(qū)劃定建議51) 建筑紅線控制區(qū)的劃定不能一律化 。在公路技術(shù)等級一定的前提下 ,公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的寬度主要取決于道路彎度 。我們依據(jù)其速度確定的各技術(shù)等級道路彎度是平均彎度 ,并不是實際的 道路設(shè)計曲線 ,這樣 ,有的路段彎度可能較大 ,特別是非高等級公路與等外級公路如此 。彎度越大 ,安全 視寬越大 ,兩側(cè)的紅線控制區(qū)就應(yīng)越寬 。以二級公路為例 ,若彎度為 45,從交通安全考慮則建筑紅線 控制寬度在 40 m 左右 ,要求半速行駛 ,也應(yīng)在 10 m 以上 ; 若為 90,不考慮司機減速 ,則在 80 m 以上 , 要求半速行駛 ,也應(yīng)在 22 m 以上 。因此 ,對于彎度較大的彎道路段 ,應(yīng)該留出較大的建筑紅線控制寬 度 ,直至超過綜合要求的平均寬度 。當前 ,我國各技術(shù)等級公路建筑控制限界范圍 ,基本全線整齊劃一 ,沒有區(qū)分不同路段的直道與彎 道以及彎道彎度的大小 。這不符合交通安全要求 ,也給其管理帶來了難度 。2) 公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的范圍不必過寬 。從交通安全考慮 ,四級以上一般彎度的公路其紅線控制寬度只有 2 . 016 . 5 m 。綜合各種因素考慮 ,也只有 320 m 。控制這一寬度 ,不僅能確保交通安 全 ,也能維護公路產(chǎn)權(quán)不受侵害 ,還能具有一定的公路景觀 。我國現(xiàn)行劃定的紅線控制寬度 ,四級以上第 4 期王成鋼 : 公路兩側(cè)建筑紅線控制區(qū)的界定69公路為 550 m ,高出 0 . 671 . 50 倍 ,這沒有必要 ,也大大增加了管理難度 ,建議區(qū)別不同情況作適當調(diào)整 。高速公路是全封閉全立交 ,其兩側(cè)的單位和居民不能直接享受高速公路帶來的經(jīng)濟利益 ,在其兩 側(cè)修建永久性建筑并沒有積極性 ,一般是避而遠之 ;在新建高速公路時 ,對于一些大 、中型建筑 ,只要在 距邊溝或護坡腳 20 m 以外 ,可以讓其保留 ;對于名勝古跡 ,更應(yīng)該加以保護 。這樣可以大大降低高速公 路建設(shè)成本 。對于一級公路基本上可以參照高速公路進行 ,然它并非全封閉 、全立交 ,非封閉路段的兩側(cè)建筑紅線控制管理應(yīng)比高速公路嚴格 。有人認為 ,劃定越寬越利于交通安全和維護公路產(chǎn)權(quán)與景觀 ,還是現(xiàn)行規(guī)定寬度為好 。實際上 ,劃定過寬 ,浪費了土地資源 ,增加了管理難度 ,反而適得其反 。3) 從建筑紅線控制區(qū)的作用系統(tǒng)出發(fā)科學劃定 。確保交通安全 ,維護公路產(chǎn)權(quán)與景觀是公路兩側(cè) 建筑紅線控制區(qū)的三大作用 ,紅線控制限界的劃定要從這三方面系統(tǒng)考慮 。確保交通安全是第一位的 , 以此為標準劃定的寬度足以維護公路產(chǎn)權(quán)與景觀的 ,可以不再加寬 ;不足以維護的才適當加寬 。為了維護公路景觀 ,避