高速公路互通立交路線視距的探討

李文靖

(中交第一公路勘察設計研究院，陜西 西安 710065)

1 立體交叉線路的相關規(guī)定

對路線交叉進行設計的過程中，各項參數(shù)標準需要做出詳細的說明，主要包括：最大縱坡的長度、平曲線最小的半徑、豎曲線半徑、以及視距等。當車輛在高速公路行駛的過程中，在平面方向的行車視距與當前行車路線的平曲線半徑存在著直接性的關聯(lián)。之所以要詳細規(guī)定，主要是因為車輛在行駛的過程中，高速公路互通立交進行車輛行駛的過程中，行車視距會受到多方面因素的影響。在設計階段，視距不足造成隱患的路段主要有：平面暗彎處，縱斷面凸形豎曲線，互通立交匝道小半徑曲線的中分帶外側超車道；小半徑平縱曲線組合的匝道路段；下穿式立體交叉長大下坡坡底路段等。要想確保行車視距滿足各方面的客觀要求，一定要準確制定相關的影響參數(shù)，詳情見表1。

表1 不同類型車道的平曲線最小半徑相關規(guī)定

2 互通立交中行車視距指標取值

在高速公路中，根據(jù)分析行駛的車輛可以得知，主要的行駛車輛當包括2種類型：第一種是轎車，第二種是貨車。轎車和貨車具有較多的不同，差異性也比較明顯。與貨車相比較，轎車的機動性能更強，不僅如此，這兩種汽車在體量、行駛目的等方面也存在諸多的不同。所以，對高速公路的立體交叉環(huán)節(jié)進行設計的時候，不會將其設計成為單一的車道，要設計成為多車道。在諸多因素的影響下，轎車行駛于高速公路的時候，往往會選擇內(nèi)側車道，而外側車道主要服務于貨車。在這樣的情況下，對高速公路的互通立交進行設計中，需要將小客車作為重要的控制因素，因為小客車行駛的路線靠近公路內(nèi)側，特別在一些彎道中，路線設計會明顯影響視距，這就要進一步分析小客車行駛情況。

2.1 確定平曲線最小的半徑

當車輛在高速公路行駛的過程中，一旦行駛的路線屬于平曲線路段，那么，車輛的行車視距就會受到平曲線半徑的影響。隨著平曲線半徑的減小，車輛行車視距也會跟隨著變小，而行車風險會不斷提升。一旦平曲線半徑設計不當，會造成交通隱患。從該理論能夠準確計算出平曲線的最小半徑。詳情如表2所示，在該表中的相關標準與表1中所規(guī)定的標準相比，各個數(shù)值都十分接近，不過，對于主線設計速度，若低于80 km/h的極限值規(guī)定，則危險性較高。

表2 平曲線最小半徑

2.2 確定凸形豎曲線的最小半徑

當車輛行駛在凸形豎曲線道路中的時候，凸形豎曲線形狀會直接影響行車視距。如果設計的曲線半徑過小的情況下，在道路曲線曲率的影響下，行駛視線會減少，行車前方路段隆起部分將造成駕駛員的視線阻礙，進而會減少車輛的行車視距。駕駛員的反應時間往往會超過客觀需要的反應時間，由于駕駛員無法有效應對，進而會導致交通事故的出現(xiàn)。所以，要想全面保障道路的安全運行，設計人員在設計的時候，需要詳細針對凸形豎曲線的道路進行優(yōu)化設計，以此保證凸形豎曲線的半徑處于安全范圍。通常情況下，為了防止交通事故的出現(xiàn)，以停車視距的兩倍為安全標準，然后，再確定凸形豎曲線公路的最小半徑。不過，在設計階段，客觀影響因素相對較多，應該對凸形豎曲線路段的最小半徑做出明確規(guī)定，在這樣的情況下，計算標準要以1.5倍停車視距為準。例如，在某段凸形豎曲線路段中，在車輛的前方，物體高度為10 cm，假如視點的高度為120 cm，OA的長度就是半徑和視點高度的總和，OB長度就是半徑和前方物高度的總和，縱向視距的計算公式為S=axR，a的取值為arccos(OB/OA)，將其代入就可以計算出縱向的視距。

2.3 確定最大的坡度

在高速公路中，坡度直接影響車輛的行車視距，設計人員一定要重視道路的坡度，主要是因為坡度過大的情況下會給車輛的安全行駛安全帶來嚴重的威脅，特別是在北方地區(qū)，冬季的氣溫比較低，在下雪之后路面極滑，對于大坡度連續(xù)直行的公路而言，不管是上坡，又或者是下坡均會發(fā)生車輛打滑現(xiàn)象，在很大程度上增加了車輛連續(xù)追尾事件，交通事故時常發(fā)生。經(jīng)過大量的實踐研究可知：當行駛路段為連續(xù)上坡，如果坡度差大于3.5%，那么，約為70%的司機都會出現(xiàn)坡度錯覺，當行駛路段為連續(xù)下坡情況，如果坡度差達到了2.5%，那么，約為70%的司機都會出現(xiàn)坡度錯覺。然而，在具體設計的時候，豎曲線額的半徑應該大于表3中的半徑值時，這樣可以避免85%的駕駛員出現(xiàn)坡度錯覺。

表3 坡度錯覺臨界豎曲線半徑值

3 高速公路互通立交視距設計中的注意事項

3.1 提升視距設計的靈活性

現(xiàn)階段，設計人員會普遍認為行車視距就是要與規(guī)范標準設計相適應，也就是說，要滿足安全的行車視距。對于設計值來說，不管是接近規(guī)范的極限值，又或者是超過了規(guī)范值，可以看作是行車視距滿足了規(guī)范要求。然而，在規(guī)范中所規(guī)定的指標數(shù)值確定主要是建立在理論分析基礎上，也是平面簡化計算結果。然而，在具體的工程進行設計的時候，行車視距往往是平、縱、橫組合而成的不規(guī)則的三維立體，存在很多因素的影響。如果對規(guī)范值進行直接套用，這樣在實際應用中就會發(fā)生較大的風險，不僅如此，行車視距也可能無法滿足客觀的需求。尤其對一些特殊路段，如主線下穿時，跨線橋橋孔布設不當，橋墩對識別視距可能造成影響；當主線上跨時，對于長度較短的右轉匝道，駕駛員的視線會被遮擋，不能分辨匝道的路線走向。因此，互通立交設計是非常復雜的系統(tǒng)設計工程，在實際設計中，應該滿足規(guī)范要求的同時，還要從工程實際情況出發(fā)，綜合考慮各方面影響因素，多方面考慮計算相關視距要求，保證視距設計滿足工程實際應用需求。

3.2 驗算分流識別視距

高速公路互通立交分流段易發(fā)生視距不良事故的路段主要有：當互通立交出口位于主線平曲線外側的后半段，受中分帶設施的遮擋不易識別出口標志；當互通立交出口位于主線平曲線內(nèi)側，受橋梁橋墩或路側護欄遮擋，不能及時識別出口位置，尤其車速較高時，易撞向固定物；當互通立交出口處在較小的凸形豎曲線變坡點后，受物高和視高影響，不能及時識別出口標志，易錯過出口。

對高速公路進行互通立交視距的設計來說，其主線行車視距應該超過常規(guī)的標準。運用汽車理論及人體工程學原理分析，駕駛員在互通立交出口視距應包括認讀距離、判斷距離、行動距離和安全距離，其中認讀時間一般為3 s，判斷時間為2.0～2.5 s，行動時間包括汽車反應時間，消除制動踏板的間隙等所需要的時間及制動力增長時間，安全距離通常為15～100 m。根據(jù)經(jīng)驗分析，通常對于分流識別視距，在設計的時候需要以車輛10～13 s的行車為標準。因此，對于不同分析方法，對分流處識別視距存在一定的差異。

在高速公路的互通立出口處，應該對分流識別距離做出合理判斷，按照相關規(guī)范的要求進行設計。但是，在不同的規(guī)范下，計算方式存在很大的差異性。假如設計的主線行車速度為120 km/h，在《公路路線設計規(guī)范》中，將識別視距做出了明確規(guī)定，即：要滿足350～460 m。不過，根據(jù)《公路立體交叉設計細則》的相關規(guī)定進行計算，計算出的識別視距則為333～433 m。可見，對視距進行具體設計的過程中，應該充分考慮不同的規(guī)范計算方式存在的差異性，進而選擇合理的指標。

3.3 驗算匯流識別視距

高速公路互通立交合流區(qū)的事故主要有：主線外側車輛速度較高，與匯入車輛發(fā)生碰撞事故；在對入口識別時，對主線車輛的反應存在時差，一般在接近合流端的時候才會減速、變換車道，與后方車輛或內(nèi)側車輛發(fā)生事故；主線交通流較大，匝道待匯入車輛難以匯入，強制匯入時發(fā)生碰撞事故。

在高速公路互通立交匯流區(qū)，主線車輛駕駛行為分為兩種，一種是減速通過，避免與匝道車輛發(fā)生碰撞，一種是向主線內(nèi)側車道變道，行駛到對自己干擾較小的車道行駛。同時，匝道上的車輛在加速車道上尋求合適插入間隙匯入主線， 需要在匝道

上有足夠的距離來辨別主線車輛的安全視距。因此，在高速公路中，對互通立交分流進行設計時，因為駕駛行為不同就會使識別視距產(chǎn)生諸多的差異性，而這種差異性會出現(xiàn)在交通路線的匯流中。要想?yún)R流全過程具有良好的安全性，應該全面保障對匯流區(qū)域的三角區(qū)的視野，主線應該以100 m以上為標準，匝道應該以60 m以上為標準，不過，這些要求還應該根據(jù)實際情況出發(fā)合理設計。

4 結 語

綜上所述，在高速公路中，對互通立交進行設計的時候，行車視距一直是設計難點，因為匯車道和分車道存在大角度的交叉，這樣會使行車視距不足，無法保證車輛的安全行駛，還會影響高速公路的通行效率。所以，行車視距應該綜合考量，重點路段要重點設計，保證公路互通立交要滿足視距的客觀需求，為車輛安全行駛奠定良好的基礎。