互通式立交線形設計與行車安全性的關系研究

陳銀蘭

廈門城通工程設計有限公司（361000）

互通式立交線形設計與行車安全性的關系研究

陳銀蘭

廈門城通工程設計有限公司（361000）

通過對互通式立交線形設計中對行車安全性的影響分析，提出線形設計過程中影響行車安全的主要因素及提高安全性的措施,為立交設計初學者提供設計經驗，與同行進行技術經驗交流，希望能起到拋磚引玉的效果。

互通式立交；線形設計；行車安全性

0 引言

我國在道路交通安全上取得了一定成績,這與各主管部門的嚴格執法和管理是分不開的。但是預防交通安全事故是一項長期的工作,不能有半點的懈怠。如何盡可能地減少道路交通安全隱患,創建和諧社會，是擺在每個交通人面前的艱巨的任務。對道路設計者來說，分析不同因素對交通安全的影響，制定和采取相對安全的道路設計策略尤為重要。

雖然交通標志、標線、防撞護欄等道路交通安全設施的合理設計與實施是道路交通安全的第一道保障，但在設計階段其他預防交通安全隱患的設計因素也應引起足夠的重視，例如道路線形設計、路面抗滑設計、路面排水設計等。孰不知，道路線形設計如果沒有考慮行車安全性，就有可能成為交通安全隱患的根源。互通式立交是兩條或兩條以上長細帶狀道路的一個交通轉換節點，由主線、被交線及若干匝道組成，互交線形設計與道路線形設計相比又有著各自的特點。因此，對互通式立交線形設計與行車安全進行獨立的分析研究具有重要的意義。

1 互通式立交線形設計對行車安全性的影響

互通式立交線形設計是立交方案設計的基礎,最終的線形方案是整個立交的基本骨架。立交主線及匝道一般又設置有跨線橋等大型構造物。互通立交一般又是交通轉換的重要節點，工程一旦竣工通車就難以改建,甚至無法改建。互通式立交線形設計不僅對汽車行駛的安全、舒適、經濟以及通行能力等起著決定性的作用,而且對沿線影響區內的經濟開發、土地利用、環境保護以及周邊群眾生活都有較大的影響。互通式立交線形設計是保證交通安全的一個重要因素，應特別重視在立交設計階段有效地控制未來事故的發生。因此，互通式立交線形設計者應注重對行車安全性的研究分析，才能設計出安全、合理、舒適、經濟、美觀的立交工程[1]。

2 互通式立交線形設計過程中影響行車安全的主要因素

互通式立交線形設計是整個立交設計的重點，也是對道路安全影響較大的因素，因此在線形設計過程中，必須結合實際情況，充分考慮各影響因素對行車安全的影響,更好地保證設計項目的安全性。

2.1 設計車速與運行車速

設計車速又叫計算行車速度，是指在具有控制性的路段上（如急彎、陡坡等），具有中等駕駛水平的駕駛員，在天氣良好、低交通密度時，安全行駛所能維持的最大安全速度。設計車速是公路線形幾何設計的基本依據。

運行車速是指在特定路段長度上車輛實際行駛的速度。由于不同的車輛在行駛過程中可能采用不同的速度,因此通常采用第85個百分點上的車輛行駛速度作為運行速度。

運行速度與計算行車速度的區別在于前者是車輛的實際運行速度，后者為用來確定設計參數的規定車速。國外研究表明，當運行速度與計算行車速度之差在20 km/h以上時，就很容易發生交通事故。因此，線形設計要與實際行車速度相適應，才能提高立交工程的安全性[2]。

2.2 平曲線的半徑、超高、視距

主線和匝道平曲線的半徑、超高、視距與交通事故關系很大。車輛在曲線上行駛,受到離心力的作用容易向外側側滑和傾翻，降低了車輛的穩定性和安全度。車速越大,離心力越大,發生的事故也越嚴重。車輛在曲線上行駛時，受前方視距縮短的影響,不便發現前方的情況，尤其是在夜間行車，更難發現前方的情況，增加了發生事故的潛在危險。

2.3 豎曲線的半徑、視距

道路豎曲線半徑過小時，易造成駕駛員視野變小，行車視距變短，發生事故。小半徑豎曲線容易造成平縱曲線組合不合理而使視距連續，尤其當變為凸曲線時，會使駕駛員產生“懸空”的感覺，從而失去行駛方向，發生事故。

2.4 縱坡

縱坡對交通安全的影響主要表現在：坡度比較大時，不僅造成車輛速度差異比較大，還往往造成汽車上坡熄火，或下坡剎車失靈，進而誘發事故；下坡路段，由于受重力影響，易造成車輛加速行駛。坡度過大，也增加了駕駛員的操作難度，一旦遇到有突發情況就可能釀成事故。此外，駕駛員經過上坡行駛后,在下坡行駛時，心里放松了警惕,易造成超速行駛，而導致事故。

2.5 線形組合

平縱指標均衡連續，有利于行車安全。線形的突變如大小半徑平曲線對接橫向超高的無預知變化等,都可能引發交通事故。

行車安全性的大小與不同線形之間的組合是否合理有密切關系。

2.6 局部構造物對視距的影響

立交匝道一般存在曲線半徑小、個別匝道還存在下穿主線或其他匝道等情況，司機視線有可能被護欄和其他橋梁的橋墩遮擋，縱斷面如果縱坡組合不當還有可能被上跨橋梁遮擋，造成視距不足,不便于發現前方的情況，增加了發生事故的潛在危險。

2.7 匝道分、合流鼻端線形及相鄰出入口的間距

匝道分、合流鼻端是各匝道之間或各匝道與立交主線、被交線之間連接的關鍵位置。由于各匝道之間線形指標不一，設計速度也不盡相同，主線、被交線與匝道的線形指標相差較大，容易造成司機車距誤判。

道分、合流鼻端之間路段的車流由于各自轉向需求存在車流交織現象，個別司機道路不熟在岔口轉向猶豫緩行、甚至停車待轉等，極易造成追尾事故。因此匝道分、合流段也是立交容易發生交通事故的多發地段[3]。

2.8 匝道加減速車道的線形及長度

一般情況下，互通立交主線、被交線設計時速要高于匝道。為行車安全防止追尾。必須設置加減速車道，可個別司機由于道路不熟，未能及時駛入減速車道，導致未完全減速到匝道設計速度就進入匝道而造成沖撞護欄或側翻。個別司機在加速車道上未能及時加速到主線（或被交線）的設計速度，就變道駛離加速車道，進入主線或被交線而造成追尾等交通安全事故。

3 互通式立交線設計過程中提高行車安全性的措施

3.1 合理選擇設計速度且線形指標的運用應與運行速度相適應

立交匝道的設計車速受到主線及被交線設計車速、交通量和互通立交等級，地形、環境條件的影響。設計車速應根據立交各轉向交通量預測結果及地形、環境條件綜合考慮后確定。一般交通量大，需要匝道的通行能力大，設計車速高，對匝道技術指標要求高，匝道類型應選擇定向或半定向匝道。交通量小或匝道布設受控制條件約束則需要匝道的通行能力較小，設計車速較低，對匝道技術指標要求低，匝道類型可選擇環形匝道或半定向匝道。

匝道線形指標的運用應與運行速度相適應，一般可按《公路項目安全評價指南》中的方法繪制運行速度圖來檢查線形指標。若出現線形指標與實際運行速度不相適應，應及時修改平縱面指標。若受用地、地形構造物等限制沒有條件修改線形指標，則應采取其他技術措施。如提高設計車速，增加斷面寬度，加強路側安全設計，采取強制減速標線、減速帶、顛簸路面等限制行駛速度等。

3.2 合理采用平曲線半徑、超高并進行視距檢查

立交線形設計過程中，主線及被交線平曲線應盡量采用大指標，以提高通行能力，增加視距。為各匝道出入的銜接預留較好的銜接條件，匝道線形設計應因地制宜合理選用平曲線半徑及緩和曲線長度進行線形設計，特別是轉彎半徑小，如喇叭形、苜蓿葉形立交的內環匝道。在這種情況下，必須要合理選用內環匝道的曲線半徑，并進行視距檢查。若視距不滿足要求，則應調整曲線半徑或采用卵形曲線來優化線形設計。應綜合考慮曲線半徑值、當地的氣候條件、路面結構形式，選用合適的超高值，并設置滿足超高漸變率要求的超高緩和段。還應注意在長直線、長下坡盡頭不宜設置較小半徑的平曲線。

3.3 合理采用豎曲線的半徑并進行視距檢查

在豎曲線設計時既要保證豎曲線有足夠大的半徑,還要保證有足夠的長度。在坡差很小時,計算得到的豎曲線長度很短,在這種曲線上行車會給駕駛員一種急促的感覺。按照安全操作的需要,豎曲線最小長度必須有3 s行程。

小半徑豎曲線設置的位置也必須考慮對交通安全的影響,除了考慮平縱線形結合外,一般不把小半徑豎曲線的始末點設在橋梁、匝道、隧道的起(末)點以利于行車安全。

曲線半徑應盡量符合規范要求，以確保視距不受影響。特別是匝道進出口段、下穿其他匝道或道路段，更應注意視距檢查。

3.4 合理采用縱坡

立交縱斷面線形設計過程中，匝道最大縱坡應滿足相關規范要求，盡量不要采用極限值。相鄰坡段的縱坡差盡量不要太大，特別是上坡下坡連接段時，更應注意確保縱斷面的視距滿足規范要。

3.5 合理進行平縱線形組合

在立交線形設計過程中應合理進行平縱線形組合，避免以下幾種不良的線形組合：

在長直線、長下坡盡頭設置較小半徑的平曲線；短直線介入兩同向曲線之間,形成斷背曲線,使駕駛員產生錯覺,把路線看成反向曲線；在直線路段出現較短的凹形豎曲線；在凸形豎曲線的頂部或凹形豎曲線底部插入急轉彎的平曲線；在一平曲線內設置反復凹凸縱斷面；在轉彎半徑較小的平曲線設置陡坡。

3.6 針對局部構造物對視距進行逐點排查

立交匝道在上下坡連接處的豎曲線上，白天視線暢通,而在夜間汽車車燈照射范圍受到阻礙,駕駛員的視線受到上跨天橋、路邊護欄、路塹邊坡或其他障礙物遮擋造成視線受阻,視距滿足不了要求，這時應該針對局部路段的視距進行逐點排查。若發現視距滿足不了要求，應及時修改平縱面線形。若沒有條件修改線形，則應采取其他技術措施。如清除相應障礙物、增設廣角鏡、調整橋墩設計位置、增加斷面寬度，加強路側安全設計，限制行駛速度等。

3.7 注意匝道分、合流鼻端線形設計及相鄰出入口間距控制

分、合流鼻端的線形設計應符合車道數平衡原則、行車一致性原則、形式多樣統一原則與環境協調的原則；分、合流鼻端的線形設計應與主線或被交線的線形指標相適應；分、合流鼻端的曲率半徑應滿足相關設計規范要求；分流鼻端應按規范確定鼻端半徑及設置主線、匝道偏置值，留足誤行回歸區，給行車輛提供在安全允許的情況及時糾錯的機會；分流鼻位于橋梁等構造物上時，自分流鼻處之后應預留安裝防撞墊等緩沖設施的位置；分流鼻的位置應避免設置在視距不良路段，如下穿構造物之后、小半徑平曲線之后、小半徑豎曲線之后等；各端部的間距應滿足規范要求,特別是主線雙車道出口至匝道上分流鼻端間的距離以取大一點為宜。

3.8 匝道加減速車道的線形設計及長度控制

加減速車道的線形應與主線線形相同；加減速車道長度及漸變段長度應符合相關設計規范要求；根據實際情況選擇直接式或平行式變速車道；下坡路段的減速車道和上坡路段的加速車道長度，應按相關規范要求予以修正；主線設計速度小于或等于100 km/h，且匝道的線形指標又不高時，宜采用高一個設計速度檔次的變速車道長度來進行變速車道線形設計；主線、匝道的預測交通量接近通行能力，或載重車和大型客車所占比例較高時宜增加變速車道長度。

4 結論

立交工程是高等級公路和交通繁重的城市道路不可缺少的組成部分。為了減緩交通擁擠阻塞情況，將來仍需建設大量立交工程。互通式立交線形設計是立交方案設計的基礎，在立交設計過程應注重互通式立交線形與行車安全性的關系，必須對各個設計元素綜合考慮，才能夠保證在設計過程中以實際行車安全角度出發，不斷地優化線形指標，降低不安全因素的影響，保證整個立交工程的安全高效使用。

[1]羅葉軍.公路線形對交通安全的影響分析[J].科技資訊，2010(7)：33-34.

[2]霍劍雄,陳軍.道路平面線形與交通安全的關系分析[J].黑龍江科技信息，2010(21)：54-56.

[3]JTG D20-2006,公路線形設計規范[S].北京：人民交通出版社,2006.