互通立交區(qū)安全性評價研究

孫家鳳，周榮貴

（交通運輸部 公路科學(xué)研究院，北京 100088）

互通立交區(qū)安全性評價研究

孫家鳳，周榮貴

（交通運輸部 公路科學(xué)研究院，北京 100088）

互通式立交是高速公路重要構(gòu)造物之一，也是路網(wǎng)中車流轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點，在設(shè)計階段對互通立交方案進(jìn)行安全性分析評價是保證后期運營安全的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)在進(jìn)行互通立交安全性評價方面還存在一些不足，這里從互通立交設(shè)計中經(jīng)常存在的問題出發(fā)，探討互通立交安全性評價工作應(yīng)關(guān)注的重點和要點，以期對互通立交設(shè)計和評價工作有所幫助。

互通立交；匝道；安全性；匝道出人口；視距

在設(shè)計階段，即針對立交設(shè)計方案、匝道布置形式與設(shè)計要素的取值等開展專項的安全特性分析，評估其潛在的安全水準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計的安全缺陷，或提供改良措施的建議，使路線的整體設(shè)計具備更強的安全特性，目前在國內(nèi)外的設(shè)計和管理人員中已經(jīng)達(dá)成共識，并且越來越受到關(guān)注。

2004年，交通部頒布了我國第一部全國范圍內(nèi)施行的公路安全評價的規(guī)范性文件，《公路項目安全性評價指南》?！豆讽椖堪踩栽u價指南》（后簡稱《指南》）要求設(shè)計階段互通立交安全性評價的主要內(nèi)容有：互通的位置、間距及形式評價；主線及匝道的速度協(xié)調(diào)性評價；匝道線形及橫斷面類型評價；匝道出入口評價，包括相鄰出入口間距、車道數(shù)平衡、變速車道長度及分流鼻端設(shè)計參數(shù)評價；停車視距及分合流識別視距評價；主線和匝道路基路面及排水等設(shè)計內(nèi)容的評價。美國的JBonneson等以大量的事故數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用統(tǒng)計學(xué)的方法，綜合考慮從匝道和主線交通量、匝道類型、匝道幾何設(shè)計參數(shù)、變速車道的長度及立交地點與事故率的關(guān)系，并建立了互通立交匝道和變速車道事故預(yù)測模型，來評價互通立交的安全[1-2]。

這里主要結(jié)合近年來在公路項目安全性評價工作中遇到的問題和積累的經(jīng)驗，對互通立交安全性評價的要點進(jìn)行總結(jié)分析，以期互通立交設(shè)計和安全性評價工作能夠更深入和全面。

一、互通立交主線安全性評價要點

互通式立交包括主線和匝道兩部分，從彎道行車的舒適性、出口的安全性和行車方向的易辨別性考慮，互通式立交范圍內(nèi)的主線平、縱面指標(biāo)應(yīng)高于主線正常路段標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在主線的分、合流部位，高指標(biāo)的路線設(shè)計可以保證良好的視距及較緩的橫坡，防止主線與匝道的坡差過大帶來安全性的問題。

《公路路線設(shè)計規(guī)范》[3]中規(guī)定，互通立交區(qū)主線的設(shè)計指標(biāo)要高于一般路段。設(shè)計中常見的問題是設(shè)計者較多地注重了匝道的設(shè)計，而往往忽視了主線及被交路線線形指標(biāo)是否滿足安全性要求。主要表現(xiàn)在：互通式立交范圍內(nèi)的主線平曲線半徑、豎曲線半徑或縱坡中的某項指標(biāo)僅滿足正常路段標(biāo)準(zhǔn)，或僅大于極限值而小于一般值。特別是被交路是既有的高速公路，平縱面指標(biāo)偏低的情況比較常見。在評價中檢查主線指標(biāo)是否滿足互通區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)要求很重要，由于這些指標(biāo)都與視距有著很大的聯(lián)系，因此在對互通立交主線進(jìn)行安全評價的時候，視距應(yīng)重點考慮。

（一）凸形豎曲線半徑的影響

互通立交區(qū)凸形豎曲線半徑不滿足視距要求是互通立交設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題。當(dāng)互通立交出口位于凸形豎曲線頂部時，匝道出口位置不明顯（圖1），駕駛員在高速行駛過程中不易識別出口位置，加之出口漸變率過大，成為公路設(shè)計的隱性缺陷，為日后的交通運營留下了較大的安全隱患。

圖1 凸形豎曲線半徑較小，匝道出口位置不明顯

（二）跨線橋?qū)σ暰嗟挠绊?/p>

跨線橋?qū)σ暰嗟挠绊懼饕霈F(xiàn)在凹形變坡路段。汽車在行駛過程中，駕駛員的視線容易受到前方障礙物的阻礙。尤其是夜間，汽車的車燈照射范圍有限，在豎曲線的坡底處，當(dāng)豎曲線半徑較小時，駕駛員的視線受阻嚴(yán)重，視距可能不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，易造成交通事故（圖2）。因此，在評價中一定要重視在凹形豎曲線位置、且有跨線橋等障礙物的路段，凹形豎曲線半徑是否滿足視距要求。

圖2 跨線橋?qū)σ暰嗟挠绊?/p>

（三）路側(cè)障礙物對視距的影響

互通立交區(qū)主線的平面線形為彎道時，彎道的內(nèi)側(cè)如果有路塹邊坡建筑物、樹木、道路設(shè)施等，也應(yīng)檢查路側(cè)凈空是否滿足視距要求，對影響視距要求的路側(cè)障礙予以清除。同時還應(yīng)檢查彎道內(nèi)側(cè)中央分隔帶防眩設(shè)施是否對視距造成影響，如果有影響應(yīng)采取交通工程設(shè)施，以保證安全的行車視距要求。

二、互通立交匝道安全性評價要點

匝道設(shè)計中常見的問題是設(shè)計速度與主線設(shè)計速度的不匹配，匝道的曲率半徑、超高與匝道運行速度不一致的問題[4]。

（一）設(shè)計速度不匹配

高速公路上，駕駛員習(xí)慣高速行駛，當(dāng)駛?cè)朐训罆r，勢必要減速，如果速度變化劇烈，匝道上要求的速度較小，駕駛員來不及變化，易造成操作不及時而釀成事故。國內(nèi)經(jīng)常有主線設(shè)計速度100km/h，而匝道設(shè)計速度40km/h，速度差過大，造成運行速度的協(xié)調(diào)性差。匝道設(shè)計速度的選用原則，應(yīng)為駕駛提供充足的減速長度為宜，主線與匝道入口段的速度差不宜大于20km/h。在評價中，就應(yīng)注意主線速度和匝道速度的一致性，如果速度差過大，就必須采取相應(yīng)的交通工程措施如標(biāo)志、標(biāo)線等來糾正。

（二）匝道超高不宜過大

匝道的超高應(yīng)與車輛在匝道上的行駛速度相適應(yīng)，最大超高一般出現(xiàn)在環(huán)形匝道上。過大的超高給人一種不安全感，同時影響路容，而超高不足也會降低用路者得舒適性與安全性。一般情況下，南方地區(qū)匝道超高不宜超過8%，合成坡度不宜大于10.5%；北方積雪冰凍區(qū)匝道超高不得超過6%，合成坡度不得大于8%。

國內(nèi)部分立交匝道超高設(shè)置存在的主要問題有兩點，一是沒有考慮車輛在匝道行駛的變速規(guī)律，沒能將車輛的實際運行速度作為匝道超高的設(shè)計速度，“欠超”的現(xiàn)象較為普遍；二是沒有考慮服務(wù)的主流車型，全部按小客車進(jìn)行設(shè)計選取了10%的最大超高值，極易出現(xiàn)彎道大型貨車因貨物偏載而引起傾覆的事故發(fā)生。

（三）匝道出入口設(shè)計問題

據(jù)調(diào)查表明，高速公路事故大都集中在匝道出入口附近。其主要原因就是，在變速車道路段內(nèi)，車輛要進(jìn)行合流或分流運動。車輛由于變速性能的差異，往往造成追尾事故，而且交通量大時，有的車輛會強行進(jìn)入高速公路，從而引起交通事故的連鎖反應(yīng)。這一問題已經(jīng)被越來越多的交通事故調(diào)查資料所證明。

從對分、合流點處的事故類型統(tǒng)計看，匝道出入口附近設(shè)計不合理，極易造成該區(qū)域成為事故頻發(fā)點，其主要問題有幾點：出口附近標(biāo)志設(shè)置不清晰或信息過密，分合流點視距不足，匝道出口位置設(shè)置不明顯，這都會造成車輛在出入口附近停留判斷、或錯過出口而緊急制動，或直行車輛誤入出口而返回[5]。

三、互通立交區(qū)內(nèi)的通行能力

互通立交區(qū)內(nèi)通行能力不足也是導(dǎo)致事故多發(fā)的一個重要因素，這也是設(shè)計人員和安全評價人員容易忽略的地方。

（一）交織區(qū)通行能力

在主線與進(jìn)出匝道間沒有考慮車輛的交織需求，設(shè)計合理的交織車道，左轉(zhuǎn)車流不得不在主線進(jìn)行交織，嚴(yán)重影響了主線通行能力與服務(wù)水平，并對車輛安全構(gòu)成了威脅，同樣問題在城市快速路的路段上也是屢見不鮮。另一問題是未進(jìn)行交織區(qū)的通行能力與服務(wù)水平分析，其長度與交織車道數(shù)不能滿足交織需求，造成交織區(qū)車輛混亂。正是因為交織區(qū)容易出現(xiàn)通行能力不足的問題，所以國外目前大部分國家高速公路樞紐立交設(shè)計中都取消了苜蓿葉型立交，或明確規(guī)定高速公路樞紐立交不應(yīng)出現(xiàn)交織區(qū)。

（二）分、合流區(qū)與收費站的通行能力

在設(shè)計中對于匝道與主線的分、合流點，由于比較重視車道平衡問題，故在匝道端部通行能力能滿足順暢分、合流的要求，但往往忽視了互通區(qū)內(nèi)左、右轉(zhuǎn)匝道間的合流與分流設(shè)計，車道數(shù)不匹配出現(xiàn)通行能力不足的問題。此外，收費站處的通行能力不足導(dǎo)致車輛排隊后擁的問題也比較常見[6]。

四、其它問題

（一）互通立交之間的間距

規(guī)范規(guī)定，相鄰互通立交的間距不宜小于4 km，因路網(wǎng)結(jié)構(gòu)或特殊情況限制，經(jīng)論證相鄰互通立交的間距需適當(dāng)減小時，加速車道漸變段終點至下一個互通立交減速車道漸變段起點間的距離不應(yīng)小于1 km。如果采用了小于1km的最小值，必須在交通標(biāo)志、標(biāo)線、速度管理措施上做到位，切實向駕駛員提供及時、清晰的信息，切實保證運行速度控制在安全范圍[7]。

（二）互通立交與收費站的間距

《標(biāo)準(zhǔn)》對互通立交與服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、公共汽車?？空?、隧道等其它重要設(shè)施的距離應(yīng)滿足設(shè)置出口預(yù)告標(biāo)志的需要。實際上，有的項目由于地形限制或其它原因所致，收費站與互通立交間距過近，這樣易造成出互通的車輛由于減速不充分而沖撞收費站，或因收費站擁堵排隊而影響互通立交車輛的順暢出入，從而造成撞車事故。

（三）加、減速車道長度

規(guī)范規(guī)定的長度應(yīng)視為最小值，而且規(guī)范明確規(guī)定了對于上坡加速和下坡減速應(yīng)該進(jìn)行長度修正。但是在實際的設(shè)計中，設(shè)計人員往往簡單的采用最小值進(jìn)行設(shè)計，而不考慮前后銜接線形的特點，加速車道的長度從181.5米到335米不等，減速車道的范圍也是在99米與218米之間出現(xiàn)很多不同的取值，并且變速車道與三角帶之間的關(guān)系也有些模糊，對漸變段的長度掌握不一致。這樣就極易造成因素減速車道不足而車輛減速不充分，沖撞三角段，或者加速車道不足而車輛加速不充分從而難以及時匯入主線車流中[8]。

（四）互通立交區(qū)標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)計

對于大中城市邊緣的高速公路立交樞紐節(jié)點，司機(jī)在該處的路徑選擇具有非唯一性和不確定性。在這種情況下，樞紐立交標(biāo)志的設(shè)置不應(yīng)僅局限于一般高速公路出口標(biāo)志的設(shè)置方法，更應(yīng)該從司機(jī)實際的認(rèn)知需要出發(fā)，一方面加強對前方公路情況的預(yù)告，使陌生司機(jī)對路況產(chǎn)生更為合理的預(yù)期；另一方面還要考慮不同駕駛者的需要，對標(biāo)志信息進(jìn)行甄選，實現(xiàn)信息傳遞的及時準(zhǔn)確。在指路標(biāo)志內(nèi)容上，必需保持內(nèi)容的連續(xù)一致性，以最大限度地避免因行駛錯誤而強行掉頭等導(dǎo)致的不安全事件。

五、結(jié)語

互通立交作為高速公路網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點和轉(zhuǎn)換樞紐，其設(shè)計的安全性對提高整個公路項目的安全水平至關(guān)重要。在互通立交的安全性評價工作中，不能只注意單一指標(biāo)的符合性檢查，應(yīng)將整個互通立交乃至相鄰的構(gòu)造物當(dāng)作一個整體，從車輛速度的協(xié)調(diào)性、駕駛員駕駛的舒適性和安全性的角度，全面核查互通立交設(shè)計可能存在的問題，發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺憾，提出糾正措施。

[1]DominiqueLord，J Bonneson．CalibrationofPredictiveModels for Estimating the Safety of Ramp Design Configurations[J]．Texas Transportation Institute，2004.

[2]J Bonneson,K Zimmerman,K Fitzpatrick.Roadway Safety Design Synthesis[J]．Texas Transportation Institute，2005.

[3]中交第一公路勘察設(shè)計院．JTGD20-2006公路路線設(shè)計規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2006.

[4]交通部公路司．新理念公路設(shè)計指南 [M]．北京：人民交通出版社，2005.

[5]楊智生．互通立交設(shè)計有關(guān)問題的思考 [J]．公路，2005（12）：80-85．

[6]王曉華，朱兆芳，曾偉，等．天津市快速路互通立交通行能力計算模型研究 [J]．公路交通科技（技術(shù)應(yīng)用版），2008 (11):155-166.

[8]李元軍.淺談影響互通立交安全性的設(shè)計因素[J]．山西交通科技，2009（6）:20-30.

[7]李文權(quán)，王煒，鄧衛(wèi)，等．高速公路加速車道上車輛的匯入模型 [J]．中國公路學(xué)報，2002，15（2）：95-98．

Safety Evaluation in Interchange Area

SUN Jia-feng,ZHOU Rong-gui
(Research Institute of Highway the Ministry of Communications,Beijing 100088,China)

Interchange is one of the most important structures in the highway system;it is also the significant node of traffic conversion in the road network.In the design stage,analyzing and evaluating the safety of the interchange program is the foundation to ensure the security of later operation.At present,there are some deficiencies in interchange safety evaluation in China.Starting from the problems that frequently appear in the process of interchange design,this paper discusses the key points that that we should pay close attention to in interchange safety evaluation, thus making contributions to the design and evaluation of the interchange.

interchange;ramp;security;entrance and exit of the ramp;horizon

U418.9

A

1674-7356（2011）02-0074-04

2010-09-10

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目（2008-9013）；西部交通建設(shè)科技項目（2008 318 223 12-5）

孫家鳳(1973-)，女，河南南陽人。副研究員，研究方向：路線與交通安全。