互通立交區安全性評價研究

孫家鳳，周榮貴

（交通運輸部 公路科學研究院，北京 100088）

互通立交區安全性評價研究

孫家鳳，周榮貴

（交通運輸部 公路科學研究院，北京 100088）

互通式立交是高速公路重要構造物之一，也是路網中車流轉換的重要節點，在設計階段對互通立交方案進行安全性分析評價是保證后期運營安全的基礎。目前國內在進行互通立交安全性評價方面還存在一些不足，這里從互通立交設計中經常存在的問題出發，探討互通立交安全性評價工作應關注的重點和要點，以期對互通立交設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

在設計階段，即針對立交設計方案、匝道布置形式與設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，發現設計的安全缺陷，或提供改良措施的建議，使路線的整體設計具備更強的安全特性，目前在國內外的設計和管理人員中已經達成共識，并且越來越受到關注。

2004年，交通部頒布了我國第一部全國范圍內施行的公路安全評價的規范性文件，《公路項目安全性評價指南》。《公路項目安全性評價指南》（后簡稱《指南》）要求設計階段互通立交安全性評價的主要內容有：互通的位置、間距及形式評價；主線及匝道的速度協調性評價；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、車道數平衡、變速車道長度及分流鼻端設計參數評價；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計內容的評價。美國的JBonneson等以大量的事故數據為基礎，采用統計學的方法，綜合考慮從匝道和主線交通量、匝道類型、匝道幾何設計參數、變速車道的長度及立交地點與事故率的關系，并建立了互通立交匝道和變速車道事故預測模型，來評價互通立交的安全[1-2]。

這里主要結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驗，對互通立交安全性評價的要點進行總結分析，以期互通立交設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，互通式立交范圍內的主線平、縱面指標應高于主線正常路段標準。尤其是在主線的分、合流部位，高指標的路線設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。

《公路路線設計規范》[3]中規定，互通立交區主線的設計指標要高于一般路段。設計中常見的問題是設計者較多地注重了匝道的設計，而往往忽視了主線及被交路線線形指標是否滿足安全性要求。主要表現在：互通式立交范圍內的主線平曲線半徑、豎曲線半徑或縱坡中的某項指標僅滿足正常路段標準，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，平縱面指標偏低的情況比較常見。在評價中檢查主線指標是否滿足互通區的標準要求很重要，由于這些指標都與視距有著很大的聯系，因此在對互通立交主線進行安全評價的時候，視距應重點考慮。

（一）凸形豎曲線半徑的影響

互通立交區凸形豎曲線半徑不滿足視距要求是互通立交設計中容易出現的問題。當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）跨線橋對視距的影響

跨線橋對視距的影響主要出現在凹形變坡路段。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，當豎曲線半徑較小時，駕駛員的視線受阻嚴重，視距可能不滿足標準要求，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 跨線橋對視距的影響

（三）路側障礙物對視距的影響

互通立交區主線的平面線形為彎道時，彎道的內側如果有路塹邊坡建筑物、樹木、道路設施等，也應檢查路側凈空是否滿足視距要求，對影響視距要求的路側障礙予以清除。同時還應檢查彎道內側中央分隔帶防眩設施是否對視距造成影響，如果有影響應采取交通工程設施，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

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

（一）設計速度不匹配

高速公路上，駕駛員習慣高速行駛，當駛入匝道時，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。國內經常有主線設計速度100km/h，而匝道設計速度40km/h，速度差過大，造成運行速度的協調性差。匝道設計速度的選用原則，應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，就必須采取相應的交通工程措施如標志、標線等來糾正。

（二）匝道超高不宜過大

匝道的超高應與車輛在匝道上的行駛速度相適應，最大超高一般出現在環形匝道上。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%；北方積雪冰凍區匝道超高不得超過6%，合成坡度不得大于8%。

國內部分立交匝道超高設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律，沒能將車輛的實際運行速度作為匝道超高的設計速度，“欠超”的現象較為普遍；二是沒有考慮服務的主流車型，全部按小客車進行設計選取了10%的最大超高值，極易出現彎道大型貨車因貨物偏載而引起傾覆的事故發生。

（三）匝道出入口設計問題

據調查表明，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，車輛要進行合流或分流運動。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，有的車輛會強行進入高速公路，從而引起交通事故的連鎖反應。這一問題已經被越來越多的交通事故調查資料所證明。

從對分、合流點處的事故類型統計看，匝道出入口附近設計不合理，極易造成該區域成為事故頻發點，其主要問題有幾點：出口附近標志設置不清晰或信息過密，分合流點視距不足，匝道出口位置設置不明顯，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、互通立交區內的通行能力

互通立交區內通行能力不足也是導致事故多發的一個重要因素，這也是設計人員和安全評價人員容易忽略的地方。

（一）交織區通行能力

在主線與進出匝道間沒有考慮車輛的交織需求，設計合理的交織車道，左轉車流不得不在主線進行交織，嚴重影響了主線通行能力與服務水平，并對車輛安全構成了威脅，同樣問題在城市快速路的路段上也是屢見不鮮。另一問題是未進行交織區的通行能力與服務水平分析，其長度與交織車道數不能滿足交織需求，造成交織區車輛混亂。正是因為交織區容易出現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計中都取消了苜蓿葉型立交，或明確規定高速公路樞紐立交不應出現交織區。

（二）分、合流區與收費站的通行能力

在設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內左、右轉匝道間的合流與分流設計，車道數不匹配出現通行能力不足的問題。此外，收費站處的通行能力不足導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

規范規定，相鄰互通立交的間距不宜小于4 km，因路網結構或特殊情況限制，經論證相鄰互通立交的間距需適當減小時，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小于1 km。如果采用了小于1km的最小值，必須在交通標志、標線、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

《標準》對互通立交與服務區、停車區、公共汽車停靠站、隧道等其它重要設施的距離應滿足設置出口預告標志的需要。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

規范規定的長度應視為最小值，而且規范明確規定了對于上坡加速和下坡減速應該進行長度修正。但是在實際的設計中，設計人員往往簡單的采用最小值進行設計，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米之間出現很多不同的取值，并且變速車道與三角帶之間的關系也有些模糊，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）互通立交區標志、標線設計

對于大中城市邊緣的高速公路立交樞紐節點，司機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，樞紐立交標志的設置不應僅局限于一般高速公路出口標志的設置方法，更應該從司機實際的認知需要出發，一方面加強對前方公路情況的預告，使陌生司機對路況產生更為合理的預期；另一方面還要考慮不同駕駛者的需要，對標志信息進行甄選，實現信息傳遞的及時準確。在指路標志內容上，必需保持內容的連續一致性，以最大限度地避免因行駛錯誤而強行掉頭等導致的不安全事件。

五、結語

互通立交作為高速公路網絡的重要節點和轉換樞紐，其設計的安全性對提高整個公路項目的安全水平至關重要。在互通立交的安全性評價工作中，不能只注意單一指標的符合性檢查，應將整個互通立交乃至相鄰的構造物當作一個整體，從車輛速度的協調性、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計可能存在的問題，發現設計缺憾，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計院．JTGD20-2006公路路線設計規范[S]．北京：人民交通出版社，2006.

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

[5]楊智生．互通立交設計有關問題的思考 [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（技術應用版），2008 (11):155-166.

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

[7]李文權，王煒，鄧衛，等．高速公路加速車道上車輛的匯入模型 [J]．中國公路學報，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務費專項資金項目（2008-9013）；西部交通建設科技項目（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。