高速公路隧道出口與主線出口小凈距路段標志標線設計研究

牛敏強 周 波 李 堃

(廣東省南粵交通仁博高速公路管理中心 韶關 512638)

地形及設計條件受限的山區高速公路極易產生隧道出口與主線出口小凈距路段,已有研究及運營經驗表明[1-3],隧道出口和主線出口之間小凈距路段的事故發生率遠高于主線其他路段,近年來已然成為高速公路營運管理的安全痛點。因此，對隧道出口及主線出口之間小凈距路段的標志標線設計顯得極為必要。

目前,我國JTG D20-2017 《公路路線設計規范》[4](以下簡稱《規范》)只規定了“隧道出口與前方互通式立體交叉間的距離,應滿足設置出口預告標志的需要；條件受限制時,隧道出口至前方互通式立體交叉減速車道漸變段起點的距離不應小于1 000 m,否則應在隧道入口前或隧道內設置預告標志”。而JTG/T D21-2014《公路立體交叉設計細則》[5](以下簡稱《細則》)則規定“隧道出口段與前方主線出口的間距宜滿足設置全部指路標志的需要。當受現場條件限制時,間距可適當減少,但隧道與前方主線出口之間的凈距不宜小于表1的規定值,且應提前于隧道之前開始設置完善的出口預告等指路標志。

表1 隧道與前方主線出口之間的最小凈距

《規范》及《細則》雖然對凈距做出了規定,但并沒有說明凈距控制路段標志標線設計方法,這使得相關規范規定不能很好地指導設計人員實際應用。本文擬針對凈距條件,提出切實可行的標志標線設計對策。

1 小凈距路段安全影響因素研究

影響小凈距路段安全的因素主要包括交通流特性、駕駛員生、心理特性和行車環境3個方面。

1.1 交通流特性

交通流特性是影響小凈距路段安全的主要因素之一,交通量、運行速度、車頭時距、大車比例和交通管制均會對道路安全產生影響。

交通量通過影響交通流車頭時距、交通密度和駕駛員心理反應來影響車輛的實際運行速度,進而影響車輛變道過程中等待外側車道可插入間隙行駛距離和車輛變道距離,從而決定車輛從隧道出入口與主線出入口之間的最小凈距情況。

我國高速公路一般情況下采取客貨分離的組織方法,根據大車比例分為小型車車道和大型車車道。隨著主線交通流中大車比例的逐漸提高,由于大型車的動力及制動性能較小型車相差較大,車輛間相互干擾相應增大,道路通行能力和運行效率降低。

1.2 駕駛員生、心理特性

道路交通可以看做是一個人-車-路等因素組成的動態系統。研究表明,因駕駛員直接或間接導致的交通事故數占總事故數的98.46%[6],因此，在分析小凈距路段安全影響因素時,駕駛員生、心理特性不容忽視。

在通過隧道時，駕駛員的明暗適應是影響道路安全性的重要因素之一。駕駛員駕駛車輛在白天和夜間通過隧道的視覺環境變化不同,光照強度的急劇變化會使人的視覺產生強烈的不適感,已有研究成果表明,暗適應過程為4～9 s,明適應過程為1～3 s[7-8]。

駕駛員的行車舒適性對于保證駕駛員在小凈距路段的安全行駛具有重要作用。駕駛員的負面心理會降低駕駛員的行車舒適性,嚴重時還將干擾駕駛員的判斷和執行能力,造成行車操作失誤,引發安全事故。

1.3 行車環境

行車過程中的道路條件、交通狀況和氣候地理環境都會影響到車輛的出行安全。由于隧道出口與主線出口小凈距路段的特殊性,隧道長度、出入口道路標志標線和線形對行車安全尤為重要。

隧道長短及內部照明設置直接影響駕駛員生、心理感受和駕駛操作習慣。對于長度較長的隧道,由于洞內照明不足,隧道內外光照強度差值較大,易造成較為嚴重的視覺滯后現象,加之隧道內幽閉的黑暗空間增加了駕駛員的心理負擔,容易造成其心理緊張情緒,影響交通安全。

交通標志標線是駕駛員進行方向和目的地判斷的重要依據,對路段的安全影響至關重要。在小凈距路段,駕駛員如未能及時發現出口指路標志,提前換至外側車道,則極易錯過主線出口,影響車輛出行效率。

在彎坡組合線形較差的行車環境下，駕駛員難以控制行車速度,常常超速行駛,不良的線形條件在凈距不足路段,增大了行車安全風險。

2 凈距控制設計對策研究

結合《細則》要求及工程經驗,凈距控制路段標志標識總體設計要點見表2。

表2 隧道出口與主線出口之間凈距控制總體設計要點

2.1 凈距大于2 km

當隧道出口端與前方主線出口之間的凈距大于2 km時,標志預告條件充裕且車輛有足夠的距離駛出主線,可于隧道出口端之后設置完整的主線出口預告標志,主線出口預告標志設置示意見圖1。

圖1 主線出口預告標志設置示意圖(隧道出口與主線出口距離大于2 km)

1) 距離主線出口基準點(指出口減速車道漸變段起點,下同)前2 km、1 km、500 m和0 m處,應分別設置2 km、1 km、500 m出口預告標志和出口預告標志。且500 m處出口預告標志應采用門架式結構,給出直行信息及出口信息。出口預告系列標志版面排版示意圖見圖2。

圖2 出口預告系列標志版面排版示意圖

2) 在距離主線出口基準點前300，200和100 m處,應分別設置出口300，200和100 m距離預告標志,出口300，200，100 m距離預告標志排版示意圖見圖3。

圖3 出口300，200，100 m距離預告標志排版示意圖

3) 在駛出主線的匝道三角地帶端部應設置出口標志或地點、方向標志,出口標志版面排列示意圖見圖4。

圖4 出口標志版面排列示意圖

4) 在主線出口前適當位置的路面上施劃“××出口”及導向箭頭等文字標記。

5) 對于其他高速公路標志標線,如限速標志、特殊路段預告標志、道路交通信息和救援電話等,應遵從相關標準規范要求進行設置,做到標準化和規范化。

2.2 凈距小于2 km但大于推薦值

當隧道出口端與前方主線出口之間的凈距小于2 km,但大于《細則》的推薦值時,應結合隧道出口與前方主線出口之間的凈距和隧道長度,提前于出隧道前設置主線出口預告標志。

1) 對于隧道入口與主線出口距離大于2 km的長隧道或特長隧道,宜根據隧道長度,在隧道入口前加設一塊主線出口預告標志,設置位置距主線出口距離取整。如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。其余標志按照2.1方案要求進行控制設計,主線出口預告標志設置示意圖見圖5和圖6。

圖5 主線出口預告標志設置示意圖

圖6 主線出口預告標志設置示意圖

2) 對于隧道入口與主線出口距離小于2 km的短隧道,直接按2.1方案要求進行標志標線設計。

①隧道出口距主線出口距離大于1 km。宜在隧道內選擇適當位置再次設置主線出口預告標志,如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。以避免駕駛員錯過2 km預告標志后,在隧道內可再次獲取出口預告信息,安全駛出主線，見圖7。

圖7 主線出口預告標志設置示意圖

②隧道出口距主線出口距離小于1 km。主線出口預告標志設置示意圖見圖8。

圖8 主線出口預告標志設置示意圖

3) 設置于隧道內的出口預告標志,宜采用反光標志或自發光LED屏,設置于隧道緊急停車帶迎車面的頂部或隧道頂部,且滿足JTG D70-2014《公路隧道設計規范》[9]中的要求。

4) 隧道限速標志宜設置在隧道入口前100～200 m處,隧道信息標志、隧道開燈標志、隧道限高標志、隧道限寬標志和隧道限速標志等指示標志應滿足JTG D70-2014 《公路隧道設計規范》中的要求。

2.3 凈距小于推薦值但大于低一級設計速度推薦值

當隧道出口段與前方主線出口之間的凈距小于該設計速度下《細則》的推薦值,但大于低一級設計速度推薦值時,可通過采取降速措施,降低隧道路段和隧道至主線出口之間路段的運行速度,并采用低一級設計速度的凈距標準進行標志標線設計。

1) 降低速度后的主線出口預告標志,按照2.1方案中“隧道出口與主線出口距離小于1 km”的對應設計速度設計。無論隧道長短,宜保證隧道入口前、隧道中和隧道出口與主線出口之間均有至少1塊主線出口預告標志。當為長隧道或特長隧道時,可在隧道內設置部分或全部出口預告標志。

2) 在減速路段開始前和隧道中,應設置限速標志；在減速路段結束后應設置解除限速標志。

3) 在隧道入口減速路段和隧道中,宜設置測速裝置或速度反饋標志,并可在隧道入口前后路段設置減速標線。

4) 在隧道出口前至隧道出口路段,可鋪設防滑路面并設置減速標線。

5) 必要時,減速路段可包含互通式立體交叉或服務區全范圍。

6) 主線減速路段與前后路段的運行速度差不應超過20 km/h。

2.4 凈距小于低一級設計速度推薦值但大于6 s行程

當隧道出口端與前方主線出口之間的凈距小于《細則》低一級設計速度的推薦值,車輛如果再降低一級運行速度,不僅將大大影響高速公路整體運行效率,而且會造成路段前后運行速度協調性較差,交通事故頻發,不利于行車安全[10-11]。此時,隧道出口至前方主線出口之間距離已不能滿足完整判讀標志反應距離和車輛變換車道所需要的距離,但滿足駕駛員的明適應距離和確認安全距離所需時間,即不小于6 s行程。因而,可通過設置交通指示標志,誘導車輛在隧道入口前即完成變道,使車輛駛出隧道后,能夠有明適應距離和確認安全距離駛離主線。

指示標志設置距離參考《細則》推薦值,在隧道入口前不同距離處依次設置3次變道標志,以提醒駕駛員完成變道。第一次變道標志距隧道入口距離應滿足推薦值基礎上增加2 km；第二次變道標志宜在推薦值基礎上增加1 km,第三次變道標志宜設置在推薦值處。主線出口預告標志設置示意圖見圖9。

圖9 主線出口預告標志設置示意圖

2.5 凈距小于6 s行程

當隧道出口與前方主線出口之間凈距小于6 s行程,如果主線出口仍設置在隧道出口之后,由于明適應的影響,相對于設在隧道之中更加危險。故當凈距小于6 s行程時,宜誘導車輛在隧道入口前完成變道,且將減速車道漸變段起點設于隧道出口之前,使車輛在隧道內或進入隧道前便駛入減速車道。

1) 當為長和特長隧道時,在隧道出口前應設置“下高速車輛靠右行駛”指示標志,指示標志距減速車道漸變段起點的間距應至少滿足車輛從最內側車道變換至最外側距離,見表3,指路標志設置示意圖見圖10。

表3 指示標志距減速車道漸變段起點的最小間距

圖10 主線出口預告標志設置示意圖(長、特長隧道)

而減速車道漸變段起點距隧道出口距離至少滿足80 km/h時的車輛橫移變道距離[10]。

該方案需要在隧道內進行換道至減速車道,由于隧道路段運行速度往往低于其他路段,但交通量并未減少,導致隧道路段的車流密度相對較大,且隧道內的運行環境相對復雜,因此在隧道內換道的方案應慎用。

2) 當為短隧道和中隧道,且長度小于表1的規定值時,因隧道內明暗適應交替迅速,駕駛環境變化復雜,車輛應在隧道前便駛入減速車道,駛出隧道后再駛入出口匝道,主線出口預告標志設置示意圖見圖11,同時減速車道漸變段起點與隧道入口距離應大于一次車輛橫移變道距離,即62 m。

圖11 主線出口預告標志設置示意圖(短隧道和中隧道)

3 結語

針對目前隧道出口與主線出口小凈距路段標志標線設計規定不完善問題,從小凈距路段安全影響因素分析著手,對小凈距路段標志標線設計對策進行了研究。研究成果對現行標準規范在高速公路出口與主線出口標志標線方面的相關規定進行了細化與補充，可為建設條件受限情況下的高速公路標志標線設計提供一定參與。