隧道與互通立交小間距路段的安全設(shè)計研究

文／山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司 葛蕓

關(guān)鍵字:互通立交；隧道；間距路段；安全設(shè)計

1 隧道與互通立交小間距概述

1.1 隧道出口與互通立交出口小間距

1.1.1 外側(cè)車道上行駛的車輛

在車輛行駛的過程中，在外側(cè)車道上行駛車輛的路線較為穩(wěn)定，不會出現(xiàn)變換車道的情況，所以，在對其安全距離進行設(shè)置時，其距離只需要達到明適應(yīng)過程和互通立交出口的要求。通過查找相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，駕駛者的明適應(yīng)距L1根據(jù)3s行程的標準制定，以此為駕駛者反應(yīng)的時間（其具體情況如下圖所示）。

表1 隧道洞口駛出后的明適應(yīng)距離

1.1.2 內(nèi)側(cè)車道上行駛的車輛

在內(nèi)側(cè)車道上的車輛經(jīng)過互通立交出口時，其駕駛者的反應(yīng)主要表現(xiàn)為以下幾點：第一點，出隧道后的明適應(yīng)過程；第二點，確認到互通立交出口的標識；第三點，尋找相鄰?fù)鈧?cè)車道能夠通過的空間；第四點，調(diào)節(jié)車輛的車速和行駛方向；第五點，確定相鄰?fù)鈧?cè)車道能夠通過的空間；第六點，轉(zhuǎn)變行駛方向，行駛到相鄰車道；第七點，轉(zhuǎn)換車道后，駕駛者會根據(jù)具體的路況調(diào)節(jié)車速，之后駛出互通立交出口。通常情況下，當車輛開出隧道洞口之后，其司機需要一定的時間才能適應(yīng)光亮的刺激，之后才能準確判斷出交通路標等信息。當其人員能夠適應(yīng)光亮環(huán)境一直到確定路牌信息之一時間距離L2的公式為：

其中v代表速度，單位是km/h；t代表的是時間，通常情況下為3.5秒；h代表高度，一般取值為1.2米；d一般代表距離，單位為m；α代表視線移動的度數(shù)，通常情況下為5度。駕駛者判斷相鄰車道的路況，等待能夠確保車輛通過的空間，這一時間距離L3的公式為：

其中，Q代表預(yù)測的公路直行交通量；t代表的是臨界空隙出現(xiàn)時間，通常情況下會取4秒；t0代表的是最小車頭時距，一般為1.2秒。駕駛者在調(diào)節(jié)車輛的車速和行駛方向時，一般會將速度調(diào)整為勻速，同時會將車輛的行駛方向調(diào)整到與出現(xiàn)可通過的空間相同，這一時間距離L4的公式為：

當其駕駛者確定相鄰?fù)鈧?cè)車道能夠通過的這一空間時，就會轉(zhuǎn)變車道，這一時間距離L5的公式為：

其中，t1表示調(diào)節(jié)車輛的車速和行駛方向所需要的時間，通常情況下會是2.5秒。當駕駛者確定相鄰?fù)鈧?cè)車道的空間能夠通過時，其就會轉(zhuǎn)變行駛方向，行駛到相鄰車道，這一時間距離L6的公式為：

其中，w代表車道的寬度，通常情況下，高速公路的數(shù)值為3.75米；γ代表橫移率，一般取值為1m/s。轉(zhuǎn)換車道后，駕駛者會根據(jù)具體的路況調(diào)節(jié)車速，之后駛出互通立交出口，在此過程中，這一時間距離L7為100米。另外，從隧道出口到互通立交出口路段，這一過程時間距離Lc的公式為：

綜上可知，要想確保內(nèi)側(cè)車道上的車輛能夠安全的駛出隧道，同時能夠保證駕駛者能夠讀取到正確的路牌信息，并能夠從互通立交出口駛出，這一過程所需要的最小間距如下表所示。

通過分析得到：在內(nèi)側(cè)車道行駛的車輛，其從互通立交出口駛出的最小間距要多于外側(cè)車道行駛的車輛。因此，為了能夠確保內(nèi)側(cè)車道行駛車輛的安全，在對其最小間距的設(shè)計時，一定要結(jié)合其車輛行駛的需要對其最小間距進行有效控制，以此確保車輛行駛的安全。若在具體的設(shè)計方案中，其相關(guān)人員制定的隧道和互通立交之間出口的間距不能達到表2中所對應(yīng)的最小間距，就被稱作為隧道和互通立交之間出口的小間距設(shè)計。

表2 車輛從互通立交出口駛出的最小間距

1.2 互通立交入口與隧道入口小間距

當車輛穿過隧道之后，駕駛者才會出現(xiàn)“黑洞效應(yīng)”，由此可見，互通立交與隧道入口這一路段是比較安全的。要想對互通立交和隧道的入口路段進行探討，為了能夠確保最終結(jié)果的現(xiàn)實意義，應(yīng)該對其最不利的組合條件進行分析，也就是當互通立交入口和隧道入口距離較近時。如果車輛在互通立交入口匝道的加速第一點，車道進入主線行車道后，看到前方有隧道，這時駕駛者可以選擇一下幾點措施：一立刻減慢車速，以較慢的速度進入隧道；二駕駛者以正常速度進入隧道。經(jīng)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)實生活中，有85%以上的司機都會選擇減速進入隧道[1]。另外，其車輛的行駛過程主要分為以下幾種，首先，駕駛者會根據(jù)路況的具體情況，選擇合適的駕駛速度；其次，駕駛?cè)藛T會觀察和識別隧道入口路段的交通設(shè)施和其具體信息，如下圖所示。

圖2 互通立交入口行駛至隧道入口駕駛?cè)朔磻?yīng)過程

從車輛駛進主線，一直到司機發(fā)現(xiàn)隧道對其速度進行調(diào)整，這一過程時間距離L11的公式為：

其中，t2為司機調(diào)節(jié)車速所需要的時間，一般情況下，其t2的數(shù)值為2.5秒。在較長的隧道入口處，都會有相應(yīng)的交通標識、可變限速標識等交通警示牌，其與隧道入口的間距L12的具體數(shù)值入下圖所示。

表3 交通路牌與隧道入口的間距

車輛從互通立交到隧道的入口，這一過程時間距離Lr的公式為:

有上述公式可知，為了能夠保障車輛在行駛過程中的安全，應(yīng)根據(jù)其具體速度設(shè)置其間距，雙車道高速公路上互通立交與隧道的入口最小間距如下表所示。

若在具體的設(shè)計方案中，其相關(guān)人員制定的互通立交與隧道入口的間距不能達到表4中所對應(yīng)的最小間距，就被稱作為通立交與隧道的入口最小間距設(shè)計。

表4 互通立交與隧道的入口最小間距

2 隧道與互通立交小間距路段安全設(shè)計措施

2.1 隧道出口與互通立交出口小間距路段

通常情況下，為了能夠保障駕駛?cè)藛T能夠了解現(xiàn)在距離互通立交出口的長度，在其之中就會設(shè)立2km、1km、500m的出口預(yù)告路牌。如果隧道和互通式立交的出口距離較近，不能合理的設(shè)置交通指示牌時，應(yīng)該在進入隧道之前對其路牌進行設(shè)置，以此提醒司機前方隧道和互通式立交的出口距離較近，需要引起注意。其次，在隧道入口處設(shè)立相應(yīng)的交通誘導(dǎo)路牌，把將要開出互通立交駛的車輛引進外側(cè)車道，同時還要將外側(cè)車道用明顯的白實線分開，并將震蕩標線運用到隧道內(nèi)，以此確保車輛的安全行駛，并能夠準確的從互通立交出口駛出主線。另外，制定出相應(yīng)的速度管控策略，把主線隧道出口和到互通式立交出口的這段距離，設(shè)置成限速路段，同時安裝上相應(yīng)的設(shè)備，對其形式速度進行抓拍，以此縮短車輛在主線上行駛的距離。然后，強化對隧道照度的檢測，讓其能夠根據(jù)實際亮度的需要自動調(diào)節(jié)隧道環(huán)境的照度強弱，同時做好隧道檢修道邊緣的視線誘導(dǎo)，以此降低司機對光度適應(yīng)的時間。最后，如果匝道出口具有雙車道功能，應(yīng)該適當?shù)脑O(shè)置相應(yīng)距離的輔助車道，以便確保車道數(shù)量的相對平均。另一方面，為了在最大程度上保障在進過口匝道時的行駛安全，需要對其漸變段進行相應(yīng)的安全設(shè)計，就是在部分路段拓展隧道的寬度，增加其內(nèi)部的車道，以此減少車輛行駛過程中的擁擠性，此外，設(shè)置相應(yīng)長度的過渡段，并在空間較大的區(qū)域安裝自發(fā)光的交通標志，以此把車輛引導(dǎo)到其他車道上行駛。

2.2 互通立交入口與隧道入口小間距路段

關(guān)于此段小間距路段的設(shè)計，以互通入口匝道的末尾作為起點，將主線兩側(cè)的車道進行分隔，一般情況下會使用白色實振動標線，并且在此過程中設(shè)立禁止變換車道的指示牌。另外，還要在其漸變段末端一直到隧道入口的這段距離，為了提升路面的摩擦力，可以鋪設(shè)彩色防滑路面，同時還能警醒駕駛者需要安全駕駛，以此降低安全事故發(fā)生的幾率。此外，增強隧道里面的亮度，以此降低駕駛者對黑暗的適應(yīng)時間。不斷優(yōu)化和改進互通立交部位的照明措施，以此提高其該段路程的視認性。如果匝道出口具有雙車道功能，應(yīng)該適當?shù)脑O(shè)置相應(yīng)距離的輔助車道，以便確保車道數(shù)量的相對平均，同時，為了能夠確保車輛在入口匝道漸變路段行駛的安全性，應(yīng)對其增加一些特殊的設(shè)計，以此提高其安全設(shè)計方案的科學(xué)性。