互通式立交線形設(shè)計(jì)與行車安全性的關(guān)系研究

陳銀蘭

廈門(mén)城通工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

互通式立交線形設(shè)計(jì)與行車安全性的關(guān)系研究

陳銀蘭

廈門(mén)城通工程設(shè)計(jì)有限公司（361000）

通過(guò)對(duì)互通式立交線形設(shè)計(jì)中對(duì)行車安全性的影響分析，提出線形設(shè)計(jì)過(guò)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(shè)計(jì)初學(xué)者提供設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，與同行進(jìn)行技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流，希望能起到拋磚引玉的效果。

互通式立交；線形設(shè)計(jì)；行車安全性

0 引言

我國(guó)在道路交通安全上取得了一定成績(jī),這與各主管部門(mén)的嚴(yán)格執(zhí)法和管理是分不開(kāi)的。但是預(yù)防交通安全事故是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作,不能有半點(diǎn)的懈怠。如何盡可能地減少道路交通安全隱患,創(chuàng)建和諧社會(huì)，是擺在每個(gè)交通人面前的艱巨的任務(wù)。對(duì)道路設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，分析不同因素對(duì)交通安全的影響，制定和采取相對(duì)安全的道路設(shè)計(jì)策略尤為重要。

雖然交通標(biāo)志、標(biāo)線、防撞護(hù)欄等道路交通安全設(shè)施的合理設(shè)計(jì)與實(shí)施是道路交通安全的第一道保障，但在設(shè)計(jì)階段其他預(yù)防交通安全隱患的設(shè)計(jì)因素也應(yīng)引起足夠的重視，例如道路線形設(shè)計(jì)、路面抗滑設(shè)計(jì)、路面排水設(shè)計(jì)等。孰不知，道路線形設(shè)計(jì)如果沒(méi)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(zhǎng)細(xì)帶狀道路的一個(gè)交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，由主線、被交線及若干匝道組成，互交線形設(shè)計(jì)與道路線形設(shè)計(jì)相比又有著各自的特點(diǎn)。因此，對(duì)互通式立交線形設(shè)計(jì)與行車安全進(jìn)行獨(dú)立的分析研究具有重要的意義。

1 互通式立交線形設(shè)計(jì)對(duì)行車安全性的影響

互通式立交線形設(shè)計(jì)是立交方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),最終的線形方案是整個(gè)立交的基本骨架。立交主線及匝道一般又設(shè)置有跨線橋等大型構(gòu)造物。互通立交一般又是交通轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點(diǎn)，工程一旦竣工通車就難以改建,甚至無(wú)法改建。互通式立交線形設(shè)計(jì)不僅對(duì)汽車行駛的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)以及通行能力等起著決定性的作用,而且對(duì)沿線影響區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)、土地利用、環(huán)境保護(hù)以及周邊群眾生活都有較大的影響。互通式立交線形設(shè)計(jì)是保證交通安全的一個(gè)重要因素，應(yīng)特別重視在立交設(shè)計(jì)階段有效地控制未來(lái)事故的發(fā)生。因此，互通式立交線形設(shè)計(jì)者應(yīng)注重對(duì)行車安全性的研究分析，才能設(shè)計(jì)出安全、合理、舒適、經(jīng)濟(jì)、美觀的立交工程[1]。

2 互通式立交線形設(shè)計(jì)過(guò)程中影響行車安全的主要因素

互通式立交線形設(shè)計(jì)是整個(gè)立交設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是對(duì)道路安全影響較大的因素，因此在線形設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須結(jié)合實(shí)際情況，充分考慮各影響因素對(duì)行車安全的影響,更好地保證設(shè)計(jì)項(xiàng)目的安全性。

2.1 設(shè)計(jì)車速與運(yùn)行車速

設(shè)計(jì)車速又叫計(jì)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(shí)，安全行駛所能維持的最大安全速度。設(shè)計(jì)車速是公路線形幾何設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。

運(yùn)行車速是指在特定路段長(zhǎng)度上車輛實(shí)際行駛的速度。由于不同的車輛在行駛過(guò)程中可能采用不同的速度,因此通常采用第85個(gè)百分點(diǎn)上的車輛行駛速度作為運(yùn)行速度。

運(yùn)行速度與計(jì)算行車速度的區(qū)別在于前者是車輛的實(shí)際運(yùn)行速度，后者為用來(lái)確定設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定車速。國(guó)外研究表明，當(dāng)運(yùn)行速度與計(jì)算行車速度之差在20 km/h以上時(shí)，就很容易發(fā)生交通事故。因此，線形設(shè)計(jì)要與實(shí)際行車速度相適應(yīng)，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(guān)系很大。車輛在曲線上行駛,受到離心力的作用容易向外側(cè)側(cè)滑和傾翻，降低了車輛的穩(wěn)定性和安全度。車速越大,離心力越大,發(fā)生的事故也越嚴(yán)重。車輛在曲線上行駛時(shí)，受前方視距縮短的影響,不便發(fā)現(xiàn)前方的情況，尤其是在夜間行車，更難發(fā)現(xiàn)前方的情況，增加了發(fā)生事故的潛在危險(xiǎn)。

2.3 豎曲線的半徑、視距

道路豎曲線半徑過(guò)小時(shí)，易造成駕駛員視野變小，行車視距變短，發(fā)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(xù)，尤其當(dāng)變?yōu)橥骨€時(shí)，會(huì)使駕駛員產(chǎn)生“懸空”的感覺(jué)，從而失去行駛方向，發(fā)生事故。

2.4 縱坡

縱坡對(duì)交通安全的影響主要表現(xiàn)在：坡度比較大時(shí)，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(jìn)而誘發(fā)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(guò)大，也增加了駕駛員的操作難度，一旦遇到有突發(fā)情況就可能釀成事故。此外，駕駛員經(jīng)過(guò)上坡行駛后,在下坡行駛時(shí)，心里放松了警惕,易造成超速行駛，而導(dǎo)致事故。

2.5 線形組合

平縱指標(biāo)均衡連續(xù)，有利于行車安全。線形的突變?nèi)绱笮“霃狡角€對(duì)接橫向超高的無(wú)預(yù)知變化等,都可能引發(fā)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(guān)系。

2.6 局部構(gòu)造物對(duì)視距的影響

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

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(guān)鍵位置。由于各匝道之間線形指標(biāo)不一，設(shè)計(jì)速度也不盡相同，主線、被交線與匝道的線形指標(biāo)相差較大，容易造成司機(jī)車距誤判。

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

2.8 匝道加減速車道的線形及長(zhǎng)度

一般情況下，互通立交主線、被交線設(shè)計(jì)時(shí)速要高于匝道。為行車安全防止追尾。必須設(shè)置加減速車道，可個(gè)別司機(jī)由于道路不熟，未能及時(shí)駛?cè)霚p速車道，導(dǎo)致未完全減速到匝道設(shè)計(jì)速度就進(jìn)入匝道而造成沖撞護(hù)欄或側(cè)翻。個(gè)別司機(jī)在加速車道上未能及時(shí)加速到主線（或被交線）的設(shè)計(jì)速度，就變道駛離加速車道，進(jìn)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(shè)計(jì)過(guò)程中提高行車安全性的措施

3.1 合理選擇設(shè)計(jì)速度且線形指標(biāo)的運(yùn)用應(yīng)與運(yùn)行速度相適應(yīng)

立交匝道的設(shè)計(jì)車速受到主線及被交線設(shè)計(jì)車速、交通量和互通立交等級(jí)，地形、環(huán)境條件的影響。設(shè)計(jì)車速應(yīng)根據(jù)立交各轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)結(jié)果及地形、環(huán)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(shè)計(jì)車速高，對(duì)匝道技術(shù)指標(biāo)要求高，匝道類型應(yīng)選擇定向或半定向匝道。交通量小或匝道布設(shè)受控制條件約束則需要匝道的通行能力較小，設(shè)計(jì)車速較低，對(duì)匝道技術(shù)指標(biāo)要求低，匝道類型可選擇環(huán)形匝道或半定向匝道。

匝道線形指標(biāo)的運(yùn)用應(yīng)與運(yùn)行速度相適應(yīng)，一般可按《公路項(xiàng)目安全評(píng)價(jià)指南》中的方法繪制運(yùn)行速度圖來(lái)檢查線形指標(biāo)。若出現(xiàn)線形指標(biāo)與實(shí)際運(yùn)行速度不相適應(yīng)，應(yīng)及時(shí)修改平縱面指標(biāo)。若受用地、地形構(gòu)造物等限制沒(méi)有條件修改線形指標(biāo)，則應(yīng)采取其他技術(shù)措施。如提高設(shè)計(jì)車速，增加斷面寬度，加強(qiáng)路側(cè)安全設(shè)計(jì)，采取強(qiáng)制減速標(biāo)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(jìn)行視距檢查

立交線形設(shè)計(jì)過(guò)程中，主線及被交線平曲線應(yīng)盡量采用大指標(biāo)，以提高通行能力，增加視距。為各匝道出入的銜接預(yù)留較好的銜接條件，匝道線形設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜合理選用平曲線半徑及緩和曲線長(zhǎng)度進(jìn)行線形設(shè)計(jì)，特別是轉(zhuǎn)彎半徑小，如喇叭形、苜蓿葉形立交的內(nèi)環(huán)匝道。在這種情況下，必須要合理選用內(nèi)環(huán)匝道的曲線半徑，并進(jìn)行視距檢查。若視距不滿足要求，則應(yīng)調(diào)整曲線半徑或采用卵形曲線來(lái)優(yōu)化線形設(shè)計(jì)。應(yīng)綜合考慮曲線半徑值、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、路面結(jié)構(gòu)形式，選用合適的超高值，并設(shè)置滿足超高漸變率要求的超高緩和段。還應(yīng)注意在長(zhǎng)直線、長(zhǎng)下坡盡頭不宜設(shè)置較小半徑的平曲線。

3.3 合理采用豎曲線的半徑并進(jìn)行視距檢查

在豎曲線設(shè)計(jì)時(shí)既要保證豎曲線有足夠大的半徑,還要保證有足夠的長(zhǎng)度。在坡差很小時(shí),計(jì)算得到的豎曲線長(zhǎng)度很短,在這種曲線上行車會(huì)給駕駛員一種急促的感覺(jué)。按照安全操作的需要,豎曲線最小長(zhǎng)度必須有3 s行程。

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

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

3.4 合理采用縱坡

立交縱斷面線形設(shè)計(jì)過(guò)程中，匝道最大縱坡應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)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(shí)，更應(yīng)注意確保縱斷面的視距滿足規(guī)范要。

3.5 合理進(jìn)行平縱線形組合

在立交線形設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)合理進(jìn)行平縱線形組合，避免以下幾種不良的線形組合：

在長(zhǎng)直線、長(zhǎng)下坡盡頭設(shè)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(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),把路線看成反向曲線；在直線路段出現(xiàn)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(zhuǎn)彎的平曲線；在一平曲線內(nèi)設(shè)置反復(fù)凹凸縱斷面；在轉(zhuǎn)彎半徑較小的平曲線設(shè)置陡坡。

3.6 針對(duì)局部構(gòu)造物對(duì)視距進(jìn)行逐點(diǎn)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(hù)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(shí)應(yīng)該針對(duì)局部路段的視距進(jìn)行逐點(diǎn)排查。若發(fā)現(xiàn)視距滿足不了要求，應(yīng)及時(shí)修改平縱面線形。若沒(méi)有條件修改線形，則應(yīng)采取其他技術(shù)措施。如清除相應(yīng)障礙物、增設(shè)廣角鏡、調(diào)整橋墩設(shè)計(jì)位置、增加斷面寬度，加強(qiáng)路側(cè)安全設(shè)計(jì)，限制行駛速度等。

3.7 注意匝道分、合流鼻端線形設(shè)計(jì)及相鄰出入口間距控制

分、合流鼻端的線形設(shè)計(jì)應(yīng)符合車道數(shù)平衡原則、行車一致性原則、形式多樣統(tǒng)一原則與環(huán)境協(xié)調(diào)的原則；分、合流鼻端的線形設(shè)計(jì)應(yīng)與主線或被交線的線形指標(biāo)相適應(yīng)；分、合流鼻端的曲率半徑應(yīng)滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求；分流鼻端應(yīng)按規(guī)范確定鼻端半徑及設(shè)置主線、匝道偏置值，留足誤行回歸區(qū)，給行車輛提供在安全允許的情況及時(shí)糾錯(cuò)的機(jī)會(huì)；分流鼻位于橋梁等構(gòu)造物上時(shí)，自分流鼻處之后應(yīng)預(yù)留安裝防撞墊等緩沖設(shè)施的位置；分流鼻的位置應(yīng)避免設(shè)置在視距不良路段，如下穿構(gòu)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(yīng)滿足規(guī)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(diǎn)為宜。

3.8 匝道加減速車道的線形設(shè)計(jì)及長(zhǎng)度控制

加減速車道的線形應(yīng)與主線線形相同；加減速車道長(zhǎng)度及漸變段長(zhǎng)度應(yīng)符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求；根據(jù)實(shí)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(zhǎng)度，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求予以修正；主線設(shè)計(jì)速度小于或等于100 km/h，且匝道的線形指標(biāo)又不高時(shí)，宜采用高一個(gè)設(shè)計(jì)速度檔次的變速車道長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行變速車道線形設(shè)計(jì)；主線、匝道的預(yù)測(cè)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(shí)宜增加變速車道長(zhǎng)度。

4 結(jié)論

立交工程是高等級(jí)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(lái)仍需建設(shè)大量立交工程。互通式立交線形設(shè)計(jì)是立交方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在立交設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)注重互通式立交線形與行車安全性的關(guān)系，必須對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)元素綜合考慮，才能夠保證在設(shè)計(jì)過(guò)程中以實(shí)際行車安全角度出發(fā)，不斷地優(yōu)化線形指標(biāo)，降低不安全因素的影響，保證整個(gè)立交工程的安全高效使用。

[1]羅葉軍.公路線形對(duì)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(guān)系分析[J].黑龍江科技信息，2010(21)：54-56.

[3]JTG D20-2006,公路線形設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社,2006.