高速公路互通式立交與隧道入口最小間距研究

王少飛，李偉聰，陳學(xué)文，陳振河

(1．招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司 隧道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室，重慶 400067;2．國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心，重慶 400067;3．廣東廣珠西線高速公路有限公司，廣東 中山 528459)

高速公路互通式立交與隧道入口最小間距研究

王少飛1，2，李偉聰3，陳學(xué)文3，陳振河3

(1．招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司 隧道建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室，重慶 400067;2．國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心，重慶 400067;3．廣東廣珠西線高速公路有限公司，廣東 中山 528459)

針對當(dāng)前出現(xiàn)的高速公路互通立交與隧道入口間距較近的工程實際問題，從交通安全、駕駛員反應(yīng)時間和車輛操作時間需求等角度，提出條件受限情況下高速公路互通立交與隧道入口間距推薦值。在總結(jié)工程實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，從工程技術(shù)和安全管理方面提出安全保障對策。

公路隧道 互通式立交 交通安全 最小間距

受地形地貌和社會經(jīng)濟(jì)條件等客觀因素的限制，我國已建和在建高速公路中出現(xiàn)較多的互通式立交出入口與隧道洞口間距較近的工程實例。以國家高速公路珠江三角洲環(huán)線廣東省中山市沙溪至月環(huán)段為例，有3處路段的互通式立交與隧道洞口為小間距，其中最短的一處不足50 m［1］。當(dāng)互通式立交與隧道入口間距過小時，當(dāng)車輛剛剛駛出匝道即面臨隧道，受“黑洞效應(yīng)”或“黑框效應(yīng)”的影響，駕駛者容易產(chǎn)生緊張和焦躁情緒，出現(xiàn)在隧道入口前突然變換車道或緊急剎車等行為，嚴(yán)重影響高速公路主線交通正常運行［2-4］，嚴(yán)重時甚至?xí)谒淼廊肟谇耙l(fā)追尾、碰撞等交通事故。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，公路隧道入口前為交通事故多發(fā)路段［5］。2008年9月發(fā)生于浙江金麗溫高速公路俞莊隧道入口的特大交通事故就造成10人死亡、36人受傷［6］。我國《公路路線設(shè)計規(guī)范》(JTG D20—2006)［7］第 11.1.6指出，“互通式立體交叉與前方隧道進(jìn)口間的距離，應(yīng)滿足設(shè)置標(biāo)志和標(biāo)志以后對洞口判斷所需的距離”，但并未做出詳細(xì)的規(guī)定和要求，文獻(xiàn)［3-4］基于車道變換理論給出高速公路隧道出口與互通式立交最小間距的建議值。本文則從交通安全角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和相關(guān)工程經(jīng)驗，給出高速公路互通式立交與隧道入口最小間距建議值，并針對間距不足的情況提出針對性的安全保障措施。

1 高速公路互通式立交與隧道入口間距影響因素

影響互通式立交與公路隧道入口間距的因素主要有以下4個方面。

1.1 交通運行特性

交通運行特性是影響高速公路互通式立交與相鄰隧道間距的主要因素之一，合理的間距能使整條高速公路交通量和區(qū)域交通流量分配協(xié)調(diào)。交通運行特性與所在地區(qū)的人口、經(jīng)濟(jì)、交通需求和公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)等密切相關(guān)。

1.2 交通設(shè)施設(shè)置

互通式立交與隧道入口之間應(yīng)當(dāng)保證設(shè)置交通工程設(shè)施所需要的安全距離，以滿足《公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范》(JTG/T D71—2004)［8］等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，保證駕駛者得到相關(guān)交通信息后有足夠的時間做出反應(yīng)，確保車輛安全運行。

1.3 交織路段長度

互通式立交與隧道入口之間的路段存在交織運行的情況，這就要求交織區(qū)內(nèi)的車輛必須在長度的限制內(nèi)完成車道變換，交織長度對駕駛者完成所需的全部車道變換所需的時間和空間起著制約作用。

1.4 駕駛操作行為

如果互通式立交與隧道入口間距過短，駕駛者要快速完成對交通信息的識辨和交通狀態(tài)的判斷，完成車輛跟馳與車道變換等行為［9］，這非常不利于駕駛者的操作，容易發(fā)生交通事故，尤其是在夜間。

2 高速公路互通式立交與隧道入口最小間距計算

一般而言，在互通式立交與隧道入口前合流不會存在較大的交通安全隱患，本文研究是基于最不利組合條件下高速公路互通式立交與隧道入口的最小凈距問題:即二者相隔很近，車輛從上一互通式立交匝道通過加速車道駛?cè)胫骶€行車道1后，注意到前方緊臨隧道。一般情況下，駕駛者有兩個選擇，一是減速駛?cè)胨淼?，二是不減速駛?cè)胨淼?，通常大部分駕駛者會選擇減速駛?cè)胨淼?。如圖1所示。

圖1 互通式立交與隧道入口間距示意

2.1 駕駛者調(diào)整車速所行駛的距離L1

駕駛者通過后視鏡觀察出現(xiàn)的間隙，并確認(rèn)其為可插入間隙，這段時間所行駛的距離，即車輛為變換車道而調(diào)整車速所行駛的距離。駕駛者反應(yīng)時間是從感知信號到采取行動所需要的時間，但在復(fù)雜的交通環(huán)境中，反應(yīng)時間會隨著客觀情況復(fù)雜程度的增加而增加，研究表明總的反應(yīng)時間約為0.5～4.0 s，本文取2.5 s［3］。在這一反應(yīng)時間內(nèi)所行駛的距離為

式中:L1為駕駛者調(diào)整車速所行駛的距離，m;V為主線車道的設(shè)計速度，km/h;t為駕駛者反應(yīng)時間，s。

由此可計算出不同設(shè)計速度條件下，駕駛者調(diào)整車速所行駛的距離L1，見表1。

表1 駕駛者調(diào)整車速所行駛的距離

2.2 交通工程設(shè)施與隧道入口的距離L2

長大公路隧道入口前通常要設(shè)置交通標(biāo)志、可變情報板、可變限速標(biāo)志、交通信號燈等交通工程設(shè)施，其與隧道入口之間的距離見表2。

表2 交通工程設(shè)施與隧道入口的距離

2.3 互通式立交與隧道入口最小間距L

在考慮隧道入口前變換至超車道(圖1中的行車道2)的前提下，互通式立交與兩車道隧道入口最小間距為駕駛者調(diào)整車速所行駛的距離和交通工程設(shè)施與隧道入口最小間距之和，即

由此可計算得出不同設(shè)計速度條件下，互通式立交與兩車道隧道入口最小間距L，見表3。

表3 互通式立交與兩車道隧道入口最小間距

在三車道、四車道高速公路隧道條件下，考慮駕駛者在隧道入口前至少有2次車道變換行為，則互通式立交與隧道入口最小間距L要增大，見表4。

表4 互通式立交與三、四車道隧道入口最小間距

3 高速公路互通式立交與隧道入口段的安保對策

在山區(qū)高速公路互通式立交的設(shè)計中，可能會出現(xiàn)立交與隧道之間的距離難以滿足交通安全要求的實際情況［1］，本文提出如下改善對策。

3.1 調(diào)整設(shè)計

有條件調(diào)整優(yōu)化設(shè)計方案時，應(yīng)對互通式立交位置進(jìn)行改移處理，確保互通式立交與隧道入口最小間距滿足表3或表4的要求。

3.2 工程措施

當(dāng)互通式立交與隧道入口最小間距不能滿足表3或表4的要求，但受地形地貌限制又難以改移立交位置時，應(yīng)采取科學(xué)有效的工程措施［10］。

1)高速公路隧道洞外道路正常路段橫斷面主要由超車道、行車道及緊急停車帶組成，而隧道受投資成本等限制，斷面寬度相對較窄，故隧道內(nèi)外斷面有明顯變化(如圖2所示)，應(yīng)改變隧道入口前正常路段一定距離內(nèi)的護(hù)欄位置，使道路斷面與隧道斷面平滑過渡(如圖3所示)，以減少隧道入口發(fā)生車輛碰撞洞門的事故。

圖2 隧道入口處護(hù)欄改進(jìn)前的位置

圖3 隧道入口處護(hù)欄改進(jìn)后的位置

2)在隧道入口、互通式立交匝道加速車道處鋪設(shè)彩色防滑路面，以提高路面抗滑性并警示駕駛者安全行車。

3)在互通式立交匝道設(shè)置合流及限速標(biāo)志。

4)避免互通式立交范圍內(nèi)的綠化植被對行車視線的干擾。

5)隧道洞口側(cè)墻端面設(shè)置立面標(biāo)記，以清晰勾勒出隧道輪廓，如圖4所示。

6)設(shè)置視錯覺減速標(biāo)線，如圖5所示。強(qiáng)烈的視覺沖擊會使駕駛者減速慢行，確保行車安全。

7)完善互通式立交區(qū)照明設(shè)施，建議照明等級采用一級［11］，以提高行車視認(rèn)性。

圖4 隧道洞口立面標(biāo)記(二)

圖5 立體視錯覺減速標(biāo)線

3.3 管理措施

1)互通式立交至隧道入口段限速值為60～80 km/h，并增設(shè)測速裝置，以警示駕駛者按限速要求行車。

2)加強(qiáng)貨車超載超限運輸?shù)墓芾?，采用計重收費模式;加強(qiáng)交通安全宣傳教育力度，嚴(yán)禁車輛在互通式立交匝道違規(guī)停車上下客，對于違規(guī)車輛應(yīng)加大處罰力度。

4 結(jié)語

1)在高速公路主線設(shè)計速度分別為120，100，80和60 km/h時，互通式立交與兩車道隧道入口最小間距一般不宜小于340，290，220和200 m，與三、四車道隧道入口最小間距一般不宜小于420，360，270和235 m。

2)從工程措施和管理措施兩方面入手，提出高速公路互通式立交與隧道入口間距難以滿足交通安全時的綜合改善對策，以盡可能減少交通事故的發(fā)生，降低事故損失。

［1］招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司(國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心)．國家高速公路珠江三角洲環(huán)線廣東省中山市沙溪至月環(huán)段施工圖設(shè)計安全性評價咨詢報告［R］．重慶:招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，2011．

［2］郭敏，過秀成．隧道與互通立交銜接路段交通分析與對策研究［J］．華東公路，1996(1):57-60．

［3］趙一飛，陳敏，潘兵宏．隧道與互通式立交出口最小間距需求分析［J］．長安大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2011，31(3):68-71，89．

［4］廖軍洪，王芳，鄔洪波，等．高速公路互通立交與隧道最小間距研究［J］．公路，2012(1):1-7．

［5］俞渝萍，徐忠陽．隧道洞口交通安全影響因素分析與對策［J］．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006(4):104-108．

［6］王少飛，林志，陳建忠，等．山區(qū)高速公路隧道交通安全問題探討［J］．公路交通技術(shù)，2009(6):137-143．

［7］中華人民共和國交通部．JTG D20—2006 公路路線設(shè)計規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2006．

［8］中華人民共和國交通部．JTG/T D71—2004 公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2004．

［9］馮玉榮．高速公路互通式立交最小間距研究［D］．西安:長安大學(xué)，2009．

［10］王少飛，李偉聰，陳學(xué)文，等．廣珠西線高速公路(3期)隧道—互通式立交段交通安全評價［J］．公路交通技術(shù)，2011(6):117-120．

［11］中華人民共和國交通部．GB/T 24969—2010 公路照明技術(shù)條件［S］．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010．

U491

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．09．23

1003-1995(2013)09-0074-03

2012-10-19;

2013-05-22

“十一五”國家科技支撐計劃重大項目(2009BAG13A02);廣東省交通運輸廳重點工程科技項目(2010-06)

王少飛(1983— )，男，陜西富平人，助理研究員，碩士。

(責(zé)任審編 趙其文)