高速公路隧道出口与主线出口小净距路段标志标线设计研究

牛敏强 周 波 李 堃

(广东省南粤交通仁博高速公路管理中心 韶关 512638)

地形及设计条件受限的山区高速公路极易产生隧道出口与主线出口小净距路段,已有研究及运营经验表明[1-3],隧道出口和主线出口之间小净距路段的事故发生率远高于主线其他路段,近年来已然成为高速公路营运管理的安全痛点。因此，对隧道出口及主线出口之间小净距路段的标志标线设计显得极为必要。

目前,我国JTG D20-2017 《公路路线设计规范》[4](以下简称《规范》)只规定了“隧道出口与前方互通式立体交叉间的距离,应满足设置出口预告标志的需要；条件受限制时,隧道出口至前方互通式立体交叉减速车道渐变段起点的距离不应小于1 000 m,否则应在隧道入口前或隧道内设置预告标志”。而JTG/T D21-2014《公路立体交叉设计细则》[5](以下简称《细则》)则规定“隧道出口段与前方主线出口的间距宜满足设置全部指路标志的需要。当受现场条件限制时,间距可适当减少,但隧道与前方主线出口之间的净距不宜小于表1的规定值,且应提前于隧道之前开始设置完善的出口预告等指路标志。

表1 隧道与前方主线出口之间的最小净距

《规范》及《细则》虽然对净距做出了规定,但并没有说明净距控制路段标志标线设计方法,这使得相关规范规定不能很好地指导设计人员实际应用。本文拟针对净距条件,提出切实可行的标志标线设计对策。

1 小净距路段安全影响因素研究

影响小净距路段安全的因素主要包括交通流特性、驾驶员生、心理特性和行车环境3个方面。

1.1 交通流特性

交通流特性是影响小净距路段安全的主要因素之一,交通量、运行速度、车头时距、大车比例和交通管制均会对道路安全产生影响。

交通量通过影响交通流车头时距、交通密度和驾驶员心理反应来影响车辆的实际运行速度,进而影响车辆变道过程中等待外侧车道可插入间隙行驶距离和车辆变道距离,从而决定车辆从隧道出入口与主线出入口之间的最小净距情况。

我国高速公路一般情况下采取客货分离的组织方法,根据大车比例分为小型车车道和大型车车道。随着主线交通流中大车比例的逐渐提高,由于大型车的动力及制动性能较小型车相差较大,车辆间相互干扰相应增大,道路通行能力和运行效率降低。

1.2 驾驶员生、心理特性

道路交通可以看做是一个人-车-路等因素组成的动态系统。研究表明,因驾驶员直接或间接导致的交通事故数占总事故数的98.46%[6],因此，在分析小净距路段安全影响因素时,驾驶员生、心理特性不容忽视。

在通过隧道时，驾驶员的明暗适应是影响道路安全性的重要因素之一。驾驶员驾驶车辆在白天和夜间通过隧道的视觉环境变化不同,光照强度的急剧变化会使人的视觉产生强烈的不适感,已有研究成果表明,暗适应过程为4～9 s,明适应过程为1～3 s[7-8]。

驾驶员的行车舒适性对于保证驾驶员在小净距路段的安全行驶具有重要作用。驾驶员的负面心理会降低驾驶员的行车舒适性,严重时还将干扰驾驶员的判断和执行能力,造成行车操作失误,引发安全事故。

1.3 行车环境

行车过程中的道路条件、交通状况和气候地理环境都会影响到车辆的出行安全。由于隧道出口与主线出口小净距路段的特殊性,隧道长度、出入口道路标志标线和线形对行车安全尤为重要。

隧道长短及内部照明设置直接影响驾驶员生、心理感受和驾驶操作习惯。对于长度较长的隧道,由于洞内照明不足,隧道内外光照强度差值较大,易造成较为严重的视觉滞后现象,加之隧道内幽闭的黑暗空间增加了驾驶员的心理负担,容易造成其心理紧张情绪,影响交通安全。

交通标志标线是驾驶员进行方向和目的地判断的重要依据,对路段的安全影响至关重要。在小净距路段,驾驶员如未能及时发现出口指路标志,提前换至外侧车道,则极易错过主线出口,影响车辆出行效率。

在弯坡组合线形较差的行车环境下，驾驶员难以控制行车速度,常常超速行驶,不良的线形条件在净距不足路段,增大了行车安全风险。

2 净距控制设计对策研究

结合《细则》要求及工程经验,净距控制路段标志标识总体设计要点见表2。

表2 隧道出口与主线出口之间净距控制总体设计要点

2.1 净距大于2 km

当隧道出口端与前方主线出口之间的净距大于2 km时,标志预告条件充裕且车辆有足够的距离驶出主线,可于隧道出口端之后设置完整的主线出口预告标志,主线出口预告标志设置示意见图1。

图1 主线出口预告标志设置示意图(隧道出口与主线出口距离大于2 km)

1) 距离主线出口基准点(指出口减速车道渐变段起点,下同)前2 km、1 km、500 m和0 m处,应分别设置2 km、1 km、500 m出口预告标志和出口预告标志。且500 m处出口预告标志应采用门架式结构,给出直行信息及出口信息。出口预告系列标志版面排版示意图见图2。

图2 出口预告系列标志版面排版示意图

2) 在距离主线出口基准点前300，200和100 m处,应分别设置出口300，200和100 m距离预告标志,出口300，200，100 m距离预告标志排版示意图见图3。

图3 出口300，200，100 m距离预告标志排版示意图

3) 在驶出主线的匝道三角地带端部应设置出口标志或地点、方向标志,出口标志版面排列示意图见图4。

图4 出口标志版面排列示意图

4) 在主线出口前适当位置的路面上施划“××出口”及导向箭头等文字标记。

5) 对于其他高速公路标志标线,如限速标志、特殊路段预告标志、道路交通信息和救援电话等,应遵从相关标准规范要求进行设置,做到标准化和规范化。

2.2 净距小于2 km但大于推荐值

当隧道出口端与前方主线出口之间的净距小于2 km,但大于《细则》的推荐值时,应结合隧道出口与前方主线出口之间的净距和隧道长度,提前于出隧道前设置主线出口预告标志。

1) 对于隧道入口与主线出口距离大于2 km的长隧道或特长隧道,宜根据隧道长度,在隧道入口前加设一块主线出口预告标志,设置位置距主线出口距离取整。如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。其余标志按照2.1方案要求进行控制设计,主线出口预告标志设置示意图见图5和图6。

图5 主线出口预告标志设置示意图

图6 主线出口预告标志设置示意图

2) 对于隧道入口与主线出口距离小于2 km的短隧道,直接按2.1方案要求进行标志标线设计。

①隧道出口距主线出口距离大于1 km。宜在隧道内选择适当位置再次设置主线出口预告标志,如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。以避免驾驶员错过2 km预告标志后,在隧道内可再次获取出口预告信息,安全驶出主线，见图7。

图7 主线出口预告标志设置示意图

②隧道出口距主线出口距离小于1 km。主线出口预告标志设置示意图见图8。

图8 主线出口预告标志设置示意图

3) 设置于隧道内的出口预告标志,宜采用反光标志或自发光LED屏,设置于隧道紧急停车带迎车面的顶部或隧道顶部,且满足JTG D70-2014《公路隧道设计规范》[9]中的要求。

4) 隧道限速标志宜设置在隧道入口前100～200 m处,隧道信息标志、隧道开灯标志、隧道限高标志、隧道限宽标志和隧道限速标志等指示标志应满足JTG D70-2014 《公路隧道设计规范》中的要求。

2.3 净距小于推荐值但大于低一级设计速度推荐值

当隧道出口段与前方主线出口之间的净距小于该设计速度下《细则》的推荐值,但大于低一级设计速度推荐值时,可通过采取降速措施,降低隧道路段和隧道至主线出口之间路段的运行速度,并采用低一级设计速度的净距标准进行标志标线设计。

1) 降低速度后的主线出口预告标志,按照2.1方案中“隧道出口与主线出口距离小于1 km”的对应设计速度设计。无论隧道长短,宜保证隧道入口前、隧道中和隧道出口与主线出口之间均有至少1块主线出口预告标志。当为长隧道或特长隧道时,可在隧道内设置部分或全部出口预告标志。

2) 在减速路段开始前和隧道中,应设置限速标志；在减速路段结束后应设置解除限速标志。

3) 在隧道入口减速路段和隧道中,宜设置测速装置或速度反馈标志,并可在隧道入口前后路段设置减速标线。

4) 在隧道出口前至隧道出口路段,可铺设防滑路面并设置减速标线。

5) 必要时,减速路段可包含互通式立体交叉或服务区全范围。

6) 主线减速路段与前后路段的运行速度差不应超过20 km/h。

2.4 净距小于低一级设计速度推荐值但大于6 s行程

当隧道出口端与前方主线出口之间的净距小于《细则》低一级设计速度的推荐值,车辆如果再降低一级运行速度,不仅将大大影响高速公路整体运行效率,而且会造成路段前后运行速度协调性较差,交通事故频发,不利于行车安全[10-11]。此时,隧道出口至前方主线出口之间距离已不能满足完整判读标志反应距离和车辆变换车道所需要的距离,但满足驾驶员的明适应距离和确认安全距离所需时间,即不小于6 s行程。因而,可通过设置交通指示标志,诱导车辆在隧道入口前即完成变道,使车辆驶出隧道后,能够有明适应距离和确认安全距离驶离主线。

指示标志设置距离参考《细则》推荐值,在隧道入口前不同距离处依次设置3次变道标志,以提醒驾驶员完成变道。第一次变道标志距隧道入口距离应满足推荐值基础上增加2 km；第二次变道标志宜在推荐值基础上增加1 km,第三次变道标志宜设置在推荐值处。主线出口预告标志设置示意图见图9。

图9 主线出口预告标志设置示意图

2.5 净距小于6 s行程

当隧道出口与前方主线出口之间净距小于6 s行程,如果主线出口仍设置在隧道出口之后,由于明适应的影响,相对于设在隧道之中更加危险。故当净距小于6 s行程时,宜诱导车辆在隧道入口前完成变道,且将减速车道渐变段起点设于隧道出口之前,使车辆在隧道内或进入隧道前便驶入减速车道。

1) 当为长和特长隧道时,在隧道出口前应设置“下高速车辆靠右行驶”指示标志,指示标志距减速车道渐变段起点的间距应至少满足车辆从最内侧车道变换至最外侧距离,见表3,指路标志设置示意图见图10。

表3 指示标志距减速车道渐变段起点的最小间距

图10 主线出口预告标志设置示意图(长、特长隧道)

而减速车道渐变段起点距隧道出口距离至少满足80 km/h时的车辆横移变道距离[10]。

该方案需要在隧道内进行换道至减速车道,由于隧道路段运行速度往往低于其他路段,但交通量并未减少,导致隧道路段的车流密度相对较大,且隧道内的运行环境相对复杂,因此在隧道内换道的方案应慎用。

2) 当为短隧道和中隧道,且长度小于表1的规定值时,因隧道内明暗适应交替迅速,驾驶环境变化复杂,车辆应在隧道前便驶入减速车道,驶出隧道后再驶入出口匝道,主线出口预告标志设置示意图见图11,同时减速车道渐变段起点与隧道入口距离应大于一次车辆横移变道距离,即62 m。

图11 主线出口预告标志设置示意图(短隧道和中隧道)

3 结语

针对目前隧道出口与主线出口小净距路段标志标线设计规定不完善问题,从小净距路段安全影响因素分析着手,对小净距路段标志标线设计对策进行了研究。研究成果对现行标准规范在高速公路出口与主线出口标志标线方面的相关规定进行了细化与补充，可为建设条件受限情况下的高速公路标志标线设计提供一定参与。