高速公路互通立交路線視距研究

牛杰

（中交公路規劃設計院有限公司，北京 100010）

0 引言

建立高速公路互通立交結構的目的是充分保障行車視距。由于互通路線往往會出現垂直交叉情況，造成在很小范圍內出現90°左右轉彎的情況。小范圍內的大角度交叉容易產生行車視距不足的情況，導致車輛駕駛員可視距離大幅下降，會影響到高速立交通行效率，當車輛處于高速行駛狀態時，易出現交通安全事故。因此，設計人員應對高速公路互通立交路線視距問題給予高度重視，采取科學方法加以解決，為民眾提供良好的高速公路使用體驗。

1 互通式立交的設計理念及行車視距概述

1.1 互通式立交設計理念

近年來，隨著我國交通行業的不斷發展，互通式立交設計理念出現了很大變化。在早期建設階段，工程造價是互通式立交建設的首要關注點，以低造價為主要建設目標。

現階段，互通式立交的修建以安全為主，秉持“安全至上”的基本建設原則。為了保證兩條及兩條以上的高速公路進出功能得到穩定發揮，維護其交通轉換功能，互通立體交叉設計必不可少。主線上行駛的車輛除了要及時確定出口位置，還要按照相關要求離開主線，此時由匝道進入主線的車輛應在第一時間內作出反應。在該過程中，駕駛員應具備良好的視覺和判斷能力。為了使主線上的車輛駕駛員正確判斷出口，相關規范對互通立交范圍內的主線線形與識別視距提出了相應要求[1]。

1.2 行車視距概述

為了使駕駛員在車輛行駛過程中及時識別危險，安全視距的合理設計尤為重要，目的在于使駕駛員在短時間內選擇合適的制動或應急策略。目前，常見的行車視距類型包括以下幾方面：

第一，停車視距。從駕駛員發現前方存在危險到采取相應措施讓車輛停止，該時間段內車輛運動的距離稱為停車視距，其中還包括駕駛員反應階段車輛運動的反應距離，以及采取相關措施之后車輛的剎車距離。

第二，會車視距。兩車輛行駛于對向車道時，看到對方車輛后駕駛員會選擇制動讓車輛停止，該過程中兩車輛的運動最短距離稱為會車視距。

第三，錯車視距。對于未分車道的對向車道上行駛的不同車輛，駕駛雙方察覺對面車輛后，會采取相應措施保證兩車處于相互錯開的狀態。此時，兩車運動的最短距離被稱為錯車視距。

第四，超車視距。兩臺車輛行駛于同向車道時，如果后方車輛打算超越前方車輛，從超車動作開始，到超越前方車輛回到最初車道的最小距離被稱為超車視距。

2 互通路段存在的安全隱患問題

2.1 變速車道

在變速車道中，影響匝道安全的因素主要包括車道長度、交通量以及變速車道設計形式等。車輛行駛于減速車道末端位置時，如果駕駛員未能做到及時降速，或者是因為車道長度不足無法保證車輛降到合理速度，會增加車輛撞擊三角端事故的出現概率。從另一個角度來說，若加速車道長度有限，會出現與主線車輛之間速度差過大的情況，最終引發追尾事故。對于變速車道設計，變速車道越短，故障問題的發生率越高。此外，匝道口進出車輛的比例越大，相應的事故出現幾率也越大[2]。

2.2 分合流點

由于不同車主的出行需求不同，行駛方向也存在差異性，導致分流點、合流點標志信息設計的復雜程度較高。部分駕駛員會將車輛停放在分流鼻位置，影響其他車輛對行駛方向的判斷，或者是在分流點位置突然變更車道，進而引發追尾情況。如果互通匝道出入口視距設計不合理，或者設計形式上存在問題，駕駛員很難在第一時間發覺危險并降低車速。

2.3 交通安全設施及路面特性

在高速公路匝道建設階段，一般需要加入線形誘導標以及橫向振蕩減速標線。如果指示標志牌設計不合理，加之一些匝道視線不夠好，駕駛員很難對匝道整體線形走向作出正確判斷，導致在車輛進入匝道之前駕駛者很難選擇正確的駕駛策略。此外，在立交路面設計上，常見的路面形式包括瀝青路面及水泥混凝土路面，想要讓車輛處于安全行駛狀態，良好的路面條件必不可少，若是路面存在缺陷，無法保證車輛的良好行駛狀態，會提高交通安全事故發生率[3]。

3 線形指標對互通立交視距的影響

3.1 圓曲線半徑對識別視距的影響

立交主線圓曲線半徑會對視距產生影響。當主線圓曲線半徑數值較低時，出口位置往往集中在平曲線內側。此時，如果駕駛員所駕駛的車輛行駛在最外側車道，由于視線位置較低，護欄或者膠墩很容易對駕駛員視線產生影響，導致駕駛員不能正確判斷出口，當駕駛員來到鄰近出口位置時，不能降低車速，便會導致碰撞等問題。

3.2 豎曲線半徑對識別視距的影響

豎曲線半徑也會對立交范圍內的識別視距產生較大影響。若主線線形為凸形豎曲線，曲線半徑數值較小，此時的立交出口設計位于變坡點后方，駕駛員無法在第一時間內確定立交出口或分流端標線位置。受此影響，駕駛員在出口位置往往會選擇緊急剎車，這會增加交通事故出現的可能性[4]。

3.3 平縱組合路段對識別視距的影響

對于平縱組合路段設計，設計人員應確保通視距離的合理性。在通視距離設計方面，除了考慮停車視距要求，還要考慮道路線形的視覺連續性，其中包括駕駛者的操作適應性。如果是凹形豎曲線和平面線形組合設計，遇到路面向上彎曲的狀態，駕駛員的視線往往會向上方移動，旨在獲得良好的通視條件。上述組合中除遇到地形遮蔽情況外，并不會出現視線障礙問題。然而，在凸形豎曲線路段設計過程中，駕駛員視線會出現向下方移動的情況，而凸起路面往往會遮擋駕駛員的視線，且豎曲線長度越長半徑數值越小，上述影響會更加明顯。因此，設計人員進行平縱線性組合設計時，應確保道路和地形有效融合，以提升駕駛過程的安全性。

4 互通立交中行車視距分析方法

在高速公路中行駛的車輛，最為常見的車輛類型包括轎車和貨車。由于車輛類型不同，對應的機動性能、最佳駕駛速度也存在差異。一般來說，轎車的期望速度為120km/h，貨車的期望速度為80km/h。

在高速公路立體交叉設計中，車道數量往往在2條或2 條以上，轎車具備更好的機動性能，大多數車主會選擇內側車道，貨車的機動性能較差，加上載重量較大，車主往往會選擇外側車道行駛，小客車司機大多處于道路轉彎內側，對應的位置較低，行車視距極容易受整體路線規劃的影響。因此，設計人員在設計路線平曲線指標的過程中，需要對小客車的行車視距要求進行重點考量[5]。

4.1 平曲線最小半徑確定方法

平曲線中，行車視距的常見影響因素為平曲線半徑，如果平曲線半徑較大，行車視距能夠滿足駕駛者的駕駛需求，且車輛從行車道中心線到障礙物邊緣的側邊距離能夠達到視距凈空。隨著平曲線半徑下降，對應的行車視距越來越小，駕駛員能夠接受的最低視距要求是最小半徑標準。在該理論下，可確定平曲線最小半徑數值，具體數據如表1 所示。該計算結果能夠滿足相關規范要求，但對行駛速度在80km/h 以下的車輛，其極限數值規定處于偏危險的狀態。

表1 基于理論推導的平曲線最小半徑

4.2 凸形豎曲線最小半徑確定方法

車輛行駛在凸形曲線位置時，如果對應的半徑數值較小，在道路曲線設計問題的影響下，車輛前方路段往往會出現明顯的隆起，導致駕駛員前方視線被遮擋。此時，行車視距會大幅縮短，難以有效應對突發交通問題。因此，為了更好地維護高速公路交通安全，相關人員需要對凸形豎曲線最小半徑進行深入研究。大多數情況下，凸形豎曲線最小半徑的確定，應為停車視距的2 倍，該設計理念主要源于交通安全及經驗分析。極限設計數值的確定，可按1.5 倍停車視距進行考慮，對應的障礙物高度最佳數值為0.1m，具體凸形豎曲線行車視距計算如圖1 所示。

圖1 凸形豎曲線行車視距計算示意圖

從圖1 中信息能夠了解到，OA 和OB 的計算方式如下：OA=R+0.2，OB=R+0.1，縱向視距計算，可按S=R×a。將該計算結果與相關規范要求進行對比，能夠了解最小半徑及極限半徑的具體數值，同時該計算過程能簡化理論計算結果[6]。

4.3 最大坡度確定方法

在互通立交設計過程中，相關人員需要對坡度設計提出具體要求。由于平曲線及凸形豎曲線的存在，坡度會對行車視距數值產生影響。所以，只要曲線道路存在一定的坡度數值，相關人員在設計時便需要對其進行綜合考慮，避免曲線半徑限定值設計不科學。在直線路段設計中，坡度不會對行車視距產生直接影響，但如果出現坡度過大情況，也容易引發交通事故問題。例如，在連續下坡路段中，如果坡度設計較大，容易引發交通事故問題。因此，在設計過程中要綜合考慮所有影響因素。

5 準確確定視距指標

高速公路互通立交路線視距設計往往會受到綜合豎曲線、平曲線以及坡度的影響，這也使行車視距具備三維立體性指標屬性，實際數據與理論推導結果會存在較大差異。因此，設計人員在高速公路互通立交線路設計階段，應做到對視距指標的正確把握。

5.1 視距指標的把控

受傳統設計模式影響，相關設計人員在路線設計上，視距指標主要參考規范標準設計。但實際情況中行車視距具備三維立體性特點，容易受到諸多因素的影響，單純地依據相關規范開展設計，行車視距依舊可能無法滿足駕駛需求。為了降低交通事故的發生率，設計人員應對立交匝道停車視距及分流視距等指標進行準確的驗算，以優化設計，提升行車安全性。

5.2 分流識別視距驗算

根據相關規定，識別視距是指沿主線駛離行車道開始，按車輛行駛10～13s 的行程距離內要求通視的距離，互通區域內的分流識別視距設計標準更高。例如，當主線行車速度為120km/h 時，設計人員可根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017），保證視距范圍在350～460m 之間，同時應結合其他規范計算方式，通過綜合分析，確定最佳的設計指標數值[7]。

5.3 匯流識別視距驗算

匯流識別視距主要是根據主線及匝道的運行標準進行預測。其中，匝道位置的運行標準時間為5s，主線為8s。在匯流區域內，三角區視線情況應得到有效維護，這樣能使整個匯流過程更加穩定。為了實現該目標，整個三角區長度應設定在100m 左右，匝道長度不能低于60m。整體來看，由于相關規范內容不同，對應的具體要求也不一致，設計時應提前了解匯流識別視距驗算的實際情況，確定合理的驗算方法，為高速公路互通立交路線視距設計提供支持。

6 結語

由于高速公路路線會存在交叉、垂直等情況，如果遇到小范圍內的大角度交叉，會出現行車視距不足的情況，容易提高道路交通安全事故發生率。因此，在高速公路互通立交設計中，設計人員要正確把握高速公路互通立交路線視距要求，合理設計行車視距，提高高速公路交通安全性。