互通立交区安全性评价研究

孙家凤，周荣贵

（交通运输部 公路科学研究院，北京 100088）

互通立交区安全性评价研究

孙家凤，周荣贵

（交通运输部 公路科学研究院，北京 100088）

互通式立交是高速公路重要构造物之一，也是路网中车流转换的重要节点，在设计阶段对互通立交方案进行安全性分析评价是保证后期运营安全的基础。目前国内在进行互通立交安全性评价方面还存在一些不足，这里从互通立交设计中经常存在的问题出发，探讨互通立交安全性评价工作应关注的重点和要点，以期对互通立交设计和评价工作有所帮助。

互通立交；匝道；安全性；匝道出人口；视距

在设计阶段，即针对立交设计方案、匝道布置形式与设计要素的取值等开展专项的安全特性分析，评估其潜在的安全水准，发现设计的安全缺陷，或提供改良措施的建议，使路线的整体设计具备更强的安全特性，目前在国内外的设计和管理人员中已经达成共识，并且越来越受到关注。

2004年，交通部颁布了我国第一部全国范围内施行的公路安全评价的规范性文件，《公路项目安全性评价指南》。《公路项目安全性评价指南》（后简称《指南》）要求设计阶段互通立交安全性评价的主要内容有：互通的位置、间距及形式评价；主线及匝道的速度协调性评价；匝道线形及横断面类型评价；匝道出入口评价，包括相邻出入口间距、车道数平衡、变速车道长度及分流鼻端设计参数评价；停车视距及分合流识别视距评价；主线和匝道路基路面及排水等设计内容的评价。美国的JBonneson等以大量的事故数据为基础，采用统计学的方法，综合考虑从匝道和主线交通量、匝道类型、匝道几何设计参数、变速车道的长度及立交地点与事故率的关系，并建立了互通立交匝道和变速车道事故预测模型，来评价互通立交的安全[1-2]。

这里主要结合近年来在公路项目安全性评价工作中遇到的问题和积累的经验，对互通立交安全性评价的要点进行总结分析，以期互通立交设计和安全性评价工作能够更深入和全面。

一、互通立交主线安全性评价要点

互通式立交包括主线和匝道两部分，从弯道行车的舒适性、出口的安全性和行车方向的易辨别性考虑，互通式立交范围内的主线平、纵面指标应高于主线正常路段标准。尤其是在主线的分、合流部位，高指标的路线设计可以保证良好的视距及较缓的横坡，防止主线与匝道的坡差过大带来安全性的问题。

《公路路线设计规范》[3]中规定，互通立交区主线的设计指标要高于一般路段。设计中常见的问题是设计者较多地注重了匝道的设计，而往往忽视了主线及被交路线线形指标是否满足安全性要求。主要表现在：互通式立交范围内的主线平曲线半径、竖曲线半径或纵坡中的某项指标仅满足正常路段标准，或仅大于极限值而小于一般值。特别是被交路是既有的高速公路，平纵面指标偏低的情况比较常见。在评价中检查主线指标是否满足互通区的标准要求很重要，由于这些指标都与视距有着很大的联系，因此在对互通立交主线进行安全评价的时候，视距应重点考虑。

（一）凸形竖曲线半径的影响

互通立交区凸形竖曲线半径不满足视距要求是互通立交设计中容易出现的问题。当互通立交出口位于凸形竖曲线顶部时，匝道出口位置不明显（图1），驾驶员在高速行驶过程中不易识别出口位置，加之出口渐变率过大，成为公路设计的隐性缺陷，为日后的交通运营留下了较大的安全隐患。

图1 凸形竖曲线半径较小，匝道出口位置不明显

（二）跨线桥对视距的影响

跨线桥对视距的影响主要出现在凹形变坡路段。汽车在行驶过程中，驾驶员的视线容易受到前方障碍物的阻碍。尤其是夜间，汽车的车灯照射范围有限，在竖曲线的坡底处，当竖曲线半径较小时，驾驶员的视线受阻严重，视距可能不满足标准要求，易造成交通事故（图2）。因此，在评价中一定要重视在凹形竖曲线位置、且有跨线桥等障碍物的路段，凹形竖曲线半径是否满足视距要求。

图2 跨线桥对视距的影响

（三）路侧障碍物对视距的影响

互通立交区主线的平面线形为弯道时，弯道的内侧如果有路堑边坡建筑物、树木、道路设施等，也应检查路侧净空是否满足视距要求，对影响视距要求的路侧障碍予以清除。同时还应检查弯道内侧中央分隔带防眩设施是否对视距造成影响，如果有影响应采取交通工程设施，以保证安全的行车视距要求。

二、互通立交匝道安全性评价要点

匝道设计中常见的问题是设计速度与主线设计速度的不匹配，匝道的曲率半径、超高与匝道运行速度不一致的问题[4]。

（一）设计速度不匹配

高速公路上，驾驶员习惯高速行驶，当驶入匝道时，势必要减速，如果速度变化剧烈，匝道上要求的速度较小，驾驶员来不及变化，易造成操作不及时而酿成事故。国内经常有主线设计速度100km/h，而匝道设计速度40km/h，速度差过大，造成运行速度的协调性差。匝道设计速度的选用原则，应为驾驶提供充足的减速长度为宜，主线与匝道入口段的速度差不宜大于20km/h。在评价中，就应注意主线速度和匝道速度的一致性，如果速度差过大，就必须采取相应的交通工程措施如标志、标线等来纠正。

（二）匝道超高不宜过大

匝道的超高应与车辆在匝道上的行驶速度相适应，最大超高一般出现在环形匝道上。过大的超高给人一种不安全感，同时影响路容，而超高不足也会降低用路者得舒适性与安全性。一般情况下，南方地区匝道超高不宜超过8%，合成坡度不宜大于10.5%；北方积雪冰冻区匝道超高不得超过6%，合成坡度不得大于8%。

国内部分立交匝道超高设置存在的主要问题有两点，一是没有考虑车辆在匝道行驶的变速规律，没能将车辆的实际运行速度作为匝道超高的设计速度，“欠超”的现象较为普遍；二是没有考虑服务的主流车型，全部按小客车进行设计选取了10%的最大超高值，极易出现弯道大型货车因货物偏载而引起倾覆的事故发生。

（三）匝道出入口设计问题

据调查表明，高速公路事故大都集中在匝道出入口附近。其主要原因就是，在变速车道路段内，车辆要进行合流或分流运动。车辆由于变速性能的差异，往往造成追尾事故，而且交通量大时，有的车辆会强行进入高速公路，从而引起交通事故的连锁反应。这一问题已经被越来越多的交通事故调查资料所证明。

从对分、合流点处的事故类型统计看，匝道出入口附近设计不合理，极易造成该区域成为事故频发点，其主要问题有几点：出口附近标志设置不清晰或信息过密，分合流点视距不足，匝道出口位置设置不明显，这都会造成车辆在出入口附近停留判断、或错过出口而紧急制动，或直行车辆误入出口而返回[5]。

三、互通立交区内的通行能力

互通立交区内通行能力不足也是导致事故多发的一个重要因素，这也是设计人员和安全评价人员容易忽略的地方。

（一）交织区通行能力

在主线与进出匝道间没有考虑车辆的交织需求，设计合理的交织车道，左转车流不得不在主线进行交织，严重影响了主线通行能力与服务水平，并对车辆安全构成了威胁，同样问题在城市快速路的路段上也是屡见不鲜。另一问题是未进行交织区的通行能力与服务水平分析，其长度与交织车道数不能满足交织需求，造成交织区车辆混乱。正是因为交织区容易出现通行能力不足的问题，所以国外目前大部分国家高速公路枢纽立交设计中都取消了苜蓿叶型立交，或明确规定高速公路枢纽立交不应出现交织区。

（二）分、合流区与收费站的通行能力

在设计中对于匝道与主线的分、合流点，由于比较重视车道平衡问题，故在匝道端部通行能力能满足顺畅分、合流的要求，但往往忽视了互通区内左、右转匝道间的合流与分流设计，车道数不匹配出现通行能力不足的问题。此外，收费站处的通行能力不足导致车辆排队后拥的问题也比较常见[6]。

四、其它问题

（一）互通立交之间的间距

规范规定，相邻互通立交的间距不宜小于4 km，因路网结构或特殊情况限制，经论证相邻互通立交的间距需适当减小时，加速车道渐变段终点至下一个互通立交减速车道渐变段起点间的距离不应小于1 km。如果采用了小于1km的最小值，必须在交通标志、标线、速度管理措施上做到位，切实向驾驶员提供及时、清晰的信息，切实保证运行速度控制在安全范围[7]。

（二）互通立交与收费站的间距

《标准》对互通立交与服务区、停车区、公共汽车停靠站、隧道等其它重要设施的距离应满足设置出口预告标志的需要。实际上，有的项目由于地形限制或其它原因所致，收费站与互通立交间距过近，这样易造成出互通的车辆由于减速不充分而冲撞收费站，或因收费站拥堵排队而影响互通立交车辆的顺畅出入，从而造成撞车事故。

（三）加、减速车道长度

规范规定的长度应视为最小值，而且规范明确规定了对于上坡加速和下坡减速应该进行长度修正。但是在实际的设计中，设计人员往往简单的采用最小值进行设计，而不考虑前后衔接线形的特点，加速车道的长度从181.5米到335米不等，减速车道的范围也是在99米与218米之间出现很多不同的取值，并且变速车道与三角带之间的关系也有些模糊，对渐变段的长度掌握不一致。这样就极易造成因素减速车道不足而车辆减速不充分，冲撞三角段，或者加速车道不足而车辆加速不充分从而难以及时汇入主线车流中[8]。

（四）互通立交区标志、标线设计

对于大中城市边缘的高速公路立交枢纽节点，司机在该处的路径选择具有非唯一性和不确定性。在这种情况下，枢纽立交标志的设置不应仅局限于一般高速公路出口标志的设置方法，更应该从司机实际的认知需要出发，一方面加强对前方公路情况的预告，使陌生司机对路况产生更为合理的预期；另一方面还要考虑不同驾驶者的需要，对标志信息进行甄选，实现信息传递的及时准确。在指路标志内容上，必需保持内容的连续一致性，以最大限度地避免因行驶错误而强行掉头等导致的不安全事件。

五、结语

互通立交作为高速公路网络的重要节点和转换枢纽，其设计的安全性对提高整个公路项目的安全水平至关重要。在互通立交的安全性评价工作中，不能只注意单一指标的符合性检查，应将整个互通立交乃至相邻的构造物当作一个整体，从车辆速度的协调性、驾驶员驾驶的舒适性和安全性的角度，全面核查互通立交设计可能存在的问题，发现设计缺憾，提出纠正措施。

[1]DominiqueLord，J Bonneson．CalibrationofPredictiveModels for Estimating the Safety of Ramp Design Configurations[J]．Texas Transportation Institute，2004.

[2]J Bonneson,K Zimmerman,K Fitzpatrick.Roadway Safety Design Synthesis[J]．Texas Transportation Institute，2005.

[3]中交第一公路勘察设计院．JTGD20-2006公路路线设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2006.

[4]交通部公路司．新理念公路设计指南 [M]．北京：人民交通出版社，2005.

[5]杨智生．互通立交设计有关问题的思考 [J]．公路，2005（12）：80-85．

[6]王晓华，朱兆芳，曾伟，等．天津市快速路互通立交通行能力计算模型研究 [J]．公路交通科技（技术应用版），2008 (11):155-166.

[8]李元军.浅谈影响互通立交安全性的设计因素[J]．山西交通科技，2009（6）:20-30.

[7]李文权，王炜，邓卫，等．高速公路加速车道上车辆的汇入模型 [J]．中国公路学报，2002，15（2）：95-98．

Safety Evaluation in Interchange Area

SUN Jia-feng,ZHOU Rong-gui
(Research Institute of Highway the Ministry of Communications,Beijing 100088,China)

Interchange is one of the most important structures in the highway system;it is also the significant node of traffic conversion in the road network.In the design stage,analyzing and evaluating the safety of the interchange program is the foundation to ensure the security of later operation.At present,there are some deficiencies in interchange safety evaluation in China.Starting from the problems that frequently appear in the process of interchange design,this paper discusses the key points that that we should pay close attention to in interchange safety evaluation, thus making contributions to the design and evaluation of the interchange.

interchange;ramp;security;entrance and exit of the ramp;horizon

U418.9

A

1674-7356（2011）02-0074-04

2010-09-10

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（2008-9013）；西部交通建设科技项目（2008 318 223 12-5）

孙家凤(1973-)，女，河南南阳人。副研究员，研究方向：路线与交通安全。