高速公路互通立交視距設計關鍵影響因素

（重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074）

0 前言

在一帶一路的大背景下，我國的高速公路正在面臨新一輪的發展機遇與挑戰，互通式立交連接著公路主線和被交道路，是高速公路的重要組成部分。同時因為道路等級、行車條件等因素的影響，導致互通式立交出現交通事故的概率更大[1]。與公路主線不同，互通立交上行駛的車輛運行的速度在不斷的變化，車輛之間的干擾較大，因此互通立交關于視距的設計相比于其他路段有著更高的要求。互通立交分流時，需要根據主線行駛的速度來設計出口的識別視距，而在匯流時則更關注主線和匝道之間的通視范圍，以便車輛能夠安全行駛。因此展開對高速公路互通立交視距的設計能夠有效降低事故發生的概率，對于高速公路的建設具有重要的意義[2]。

1 高速公路互通立交視距設計影響因素

1.1 豎向曲線

汽車行駛在半徑較小的豎曲線上時，駕駛員的視線會受到阻礙，主要原因就是當道路起伏較大時，其豎曲線半徑較小，會導致車輛在夜間行駛過程中，燈光照射距離過近，不能夠及時發現前方障礙物。表1為凸形和凹形豎曲線的最小半徑計算式對比[3]。

表1：豎曲線最小半徑計算式

在立交范圍內，凸形的豎曲線半徑一般是按照兩倍的停車視距來確定的，極限值是按照1.5 倍的停車視距確定的。這里分別從緩和沖擊、停車視距與識別視距三個因素來進行考慮，根據上表來計算出不同設計速度下的豎曲線最小半徑；凹形豎曲線的最小半徑一般是按照基本路段凹形豎曲線一般值的四倍來確定，極限值則是按照基本路段的二到三倍來確定的，具體如下表2所示：

表2：豎曲線最小半徑

基本路段豎曲線半徑（m） 緩和沖擊要求 4000 2800 1800 1000立交范圍豎曲線半徑（m） 極限值 12000 8000 4000 2000一般值 16000 12000 8000 4000

1.2 匝道范圍

互通式立交區的構造物對駕駛員的影響較大，根據相關規定高速公路互通式立交范圍的視距需要滿足停車視距的要求。汽車在匝道范圍的停車視距主要有制動停車距離和反應距離兩部分組成，同時再加上5-10m 的安全距離。小客車和大貨車在匝道范圍的停車視距分別為、。其中S 指的是停車視距，v 指的是實際的行駛速度；t 為駕駛員操作反應時間；g 為重力加速度；f 為路面縱向摩擦系數；i 表示匝道坡度。通過以上公式也可以發現車輛的行駛速度越大，停車視距也就越大。相比于小客車，大貨車除了需要考慮小客車的所有因素以外，還需要考慮匝道縱坡的影響。這主要是因為在制動性能方面貨車相對來說更差，并且行駛在匝道上，使得大貨車視點高的優勢也被限制，而且對于大貨車來說，匝道縱坡的坡度越大，其制動性能受到的影響也比較大。因此，再對匝道范圍的停車視距設計時，不僅需要考慮小客車的停車視距，還需要計算大貨車的停車視距，提高匝道上車輛的安全性[4]。

2 高速公路主線分岔、合流連接部安全視距

主線分岔、合流連接部具有梳理交通量、滿足節點交通轉換的功能，在線形和結構方面更加復雜，而且運行條件也具有突變型，該區域相比于基本路段其指標會更高，為了能夠是車輛在該區域行駛安全，則需要在該區域保障復雜行車環境下的視距要求，保證駕駛員具有足夠的時間和距離來將車輛行駛至安全區域。合流部需要保證足夠的通視三角區，能夠是使得兩個方向上的車輛均能看清楚另外一車道的車輛行駛情況，進而及時的采取措施以免發生交通事故。

⑴主線分岔連接部識別視距計算

駕駛員對分岔連接部的識別需要三個過程，分別為發現、反應決策、車輛操作，在這個過程中車輛所行使距離之和即為分岔段的識別視距，具體可如圖1所示。

圖1：識別視距模型過程圖

在分流之前，駕駛員可以根據預告標志判定前方存在的分岔口，圖中的E 點為分流鼻地面標線，駕駛員在A 點發現分流鼻地面標線E，在B 點出看清楚了標線，這個過程行駛的距離為l1；駕駛員看到信息之后，在采取行動之前需要反應時間，在該段時間車輛行駛至C 點，所行駛的距離為l2，從C點駕駛員開始采取措施，從C 點到E 點是駕駛員操作車輛所行駛的距離，其中主要包括了虛招可插入間隙距離l1以及變化車道行駛的距離l4，則在整個過程中，識別視距ls=l1+l2+l3+l4。如表3所示為分岔段的安全視距。

表3：分岔段安全視距

⑵主線合流連接部安全視距

在合流連接部交通量大，是事故多發點。一側主線上的車輛能夠及時發現另外一側車輛以及可能會并入的車輛，需要提前做好減速以及變換車道的準備。

圖2：安全視距模型過程示意圖

正在行駛的車輛在O 點發現另一側D 點的車輛，經過一段時間的反映行駛至A 點，行駛的距離為l1。駕駛員經過判斷，認為若果按照原來的路線則不能滿足安全駕駛的期望，則可能會在A 點進行換入內側車道，尋找可插入間隙，在C 點處完成換道，則AC 短l2 為變換車道的距離。如果不能滿足變化車道的條件，則駕駛員可能會采取減速措施，則AB 段l3 為減速距離。因為主線最外側的車輛受到合流車輛的影響，而且速度較低，同時主線車輛大多數都會在上游入口前就進行了減速行駛或者向內側車道變速，反應距離為，其中v 指的是主線的設計速度，t 為行駛時間，主要包括了觀察時間、判斷時間、準備時間。

3 結語

綜上，文章從豎曲線以及匝道范圍兩個方面重點分析了高速公路立交視距設計的關鍵影響因素，并針對各影響因素提出了計算方法。同時文章還重點分析了主線分岔、合流連接部安全視距，為互通立交視距設計提供參考。