关于城市互通立交安全视距的探讨

高 辉， 郑 俊， 徐 立

(1.上海市政工程设计研究总院集团浙江市政设计院有限公司，浙江 杭州 310014;2.杭州市城乡建设委员会，浙江 杭州 310026；3.浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

步入21世纪以来我国城市建设速度正在稳步提升,市政交通设施也在随着发展理念的变化而不断发展,如今的市政交通设施已不仅仅要满足市民出行的基本需求,伴随着绿色发展理念的提出,更要考虑绿色、便捷、以人为本的设计理念。

城市道路绿化和环评措施是设计中重要组成部分,但由于现阶段对其不够重视、研究不充分的原因,我国的城市道路景观绿化和声屏障设置还存在着诸多安全隐患[1]。目前我国市政道路设计的主要关注点集中在其工程技术设计,多数道路是在主体建成后才增设专项景观设计和声屏障设计,但在专项设计阶段存在学科交叉问题,目前的景观和声屏障设计缺乏与其他专业的交流协作。其中突出的问题是,专项设计中没有充分考虑交通安全问题,过分考虑景观效果或环评影响,忽视了潜在的安全隐患。

“以人为本,安全第一”是城市道路设计的首要原则,在景观和声屏障设计中,应将交通安全放在首位,完善相关设计方法尤为重要。在多数情况下,相关规范和部门都对上述两类设计有专项规定和要求,但其设计与交通安全的关系还有待明确。目前我国对景观绿化做了很多研究,主要侧重于绿化植物的培育和景观搭配效果上,或从人文角度评价这一设计的效果,而对于景观绿化和声屏障设置给交通安全带来的隐患问题没有引起重视,缺少一定的设置标准。

本文以杭州市望秋立交工程为研究对象,旨在分析绿化和声屏障设置与道路安全的关系,明确其相关设计指标,以期为今后城市安全交通提出一些建议。

1 望秋立交交通隐患情况

1.1 项目概况

杭州市望江路/秋涛南路立交(简称望秋立交)位于杭州市望江片区,处于秋涛南路高架和望江路交叉点,望秋立交采用苜蓿叶全互通立交,立交总体布局为:秋石高架处于第三层,望江路主线跨线桥为第二层,地面道路为第一层、采用信号控制平面交叉形式,第二与第三层之间布设8条匝道、采用双向2车道苜蓿叶形式,实现秋石高架与望江路跨线桥之间的交通转换。

1.2 交通隐患情况

为了减少噪声污染及美化城市景观,望秋立交的大部分防撞墙顶部都设有声屏障或者绿化花箱。道路开通运行后,发现高架桥部分声屏障及绿化花箱影响车辆观察前方路牌或路况情况。杭州市交安综合治理专项办在隐患排查时提出望秋立交匝道存在绿化、声屏障遮挡驾驶人视线的情况,易发生事故。具体隐患点如下:

(1)望秋跨线桥A、D、E匝道分流点。三角区端头处T杆靠匝道一侧版面,共计点位3处,即3块交通设施版面。该处安全影响主要为:遮挡部分标志牌版面,影响车辆观察匝道出口及线形(图1)。

图1 A匝道分流点安全隐患

(2)秋石高架主线在B、C、F、G匝道分流点。三角区端头处T杆靠匝道一侧版面,共计点位4处,即4块交通设施版面,该处安全影响主要为:遮挡部分标志牌版面,影响车辆观察匝道出口及线形(图2)。

图2 B匝道分流点安全隐患

(3)秋石高架主线在D、E、H匝道合流点。三角区靠高架主线一侧的防撞墙顶部设有声屏障,共计点位3处。该处安全影响主要为:匝道与主线合流点前后一定范围内的行车视距,匝道与秋石高架主线车辆相互观察视距(图3)。

图3 E匝道合流点安全隐患

(4)匝道与秋石高架及望江路跨线桥三角区合流点。合流点绿化花箱影响行车视距,共8处。影响匝道与主线车辆相互观察视距(图4)。

图4 匝道合流点花箱安全隐患

2 出入口匝道视距控制区分析

分析总结望秋立交出现的视距隐患问题,主要可归结为两类问题,即出口匝道和入口匝道的视距问题。本文将从这两方面进行分析。

2.1 出口匝道景观控制区计算

驾驶员由主线出口进入匝道可细分为3个阶段。第一阶段:模糊判断前方匝道口设有标志牌,但具体内容不够清晰,还需进一步判断是否进入匝道。第二阶段:进入视认范围,可清晰看到前方指示牌标识,做出是否进入匝道的决定。第三阶段:对上一阶段做出的决定进行的一系列操作。保证驾驶员安全的关键阶段在于第二个阶段,当驾驶员进入标志牌的视认距离内,需确保驾驶员视角范围内视线通透,避免其他景观对出口的辨识干扰。出口标志牌到认读点的视认距离间,驾驶员的视角线范围所形成的区域及视距控制区如图5所示。

图5 出口匝道景观控制区示意图

标志牌视认距离是指一般视力驾驶员可清晰看到标志牌标识的最长距离,静态标识高度与可视距离存在密切联系,可由式(1)计算[2]:

L=57.3h/β

(1)

式中:L为标志牌视认距离;h为标志牌中的主体内容的字体高度,见表1;β为人眼识别汉子所需的最小视角,一般可取15.5′[3]。

表1 标志牌字体高度

将表1数据代入式(1)，可求得L值，见表2(计算结果取整)。

表2 驾驶员视认距离

为使驾驶员在进入标志牌的视认距离内后不受其他景观的干扰,需保证驾驶员水平视角范围内的景观得到控制,驾驶员水平视角与速度有关[1],见表3。

表3 驾驶员水平视角

图6 出口匝道视距控制区计算简图

由上计算可得到A、B点坐标,进而可确定出口匝道景观控制区。

2.2 入口匝道景观控制区计算

匝道车辆汇入主线时,需同时保证主线车辆与匝道车辆在一定区域内视线不受干扰,两者间可以合理避让。主线车速较匝道快,当主线车辆观察到匝道车辆时,需减速或避让,具体可分为两个阶段。第一阶段:看到匝道车辆,做出反应,这段行驶距离称作反应距离。第二阶段:做出安全操作,驾驶员进行减速或者变道操作,这段距离称作安全操作距离。而匝道车辆由于车速较小,只需满足在看到主线车辆时,预留足够反应时间即可。具体示意图如7所示。

图7 主线安全视距示意图

主线车辆反应距离可按下式计算:

(2)

式中:v1为主线设计速度,km/h;t1为驾驶员反应时间,一般取2.5 s[3]。

若主线驾驶员遇到匝道车辆选择变道,变道距离可按下式计算:

(3)

式中：t2、t3分别为判断变道确认时间和实际变道时间。t2一般取1.6 s[4],t3可通过表4取值[5]。

表4 驾驶员变道所需时间

若主线驾驶员遇到匝道车辆选择减速,减速距离可按下式[6]计算:

(4)

式中：t4为达到制动力时间,取0.5 s;v2为匝道设计速度;amax为制动加速度,可取3.4 m/s2。

由上可得主线安全视距为:

S1=L1+max(L2,L3)

(5)

由式(5)可计算得出主线安全视距,见表5。

表5 主线安全视距

对于匝道车辆,需满足安全视距:

(5)

由式(6)可计算得出匝道安全视距，见表6。

表6 入口匝道安全视距

因此,可通过以上方法计算得出S1、S2值,进而确定入口匝道景观控制区。

2.3 望秋立交交通隐患点整改方案

通过以上分析可知,为保证望秋立交通行安全,需对计算所得视距控制区范围内的景观进行控制,以保证驾驶员的安全视距。具体可采用的措施有:

(1)将部分声屏障调整为透明隔声玻璃形式。

(2)拆除部分声屏障和花箱。由于设置透明玻璃声屏障会存在反光问题,尤其在夜间,可能会造成其他负面影响,建议在视距控制区,拆除声屏障和花箱。

3 结 论

城市互通立交由于绿化和环评要求,易在交付使用后出现交通隐患问题,本文经研究得出以下结论:

(1) 若城市互通立交两侧均设置声屏障,需对关键部分进行安全视距验算,应以交通安全为首要原则,呼吁有关部门引起重视。

(2) 提出了匝道与主线分合流点安全视距计算方法,明确了该处景观控制具体范围。

(3) 随着人民群众对美好生活的需求日益增长,在城市互通立交设计中,提出一种可以兼顾绿化、隔音及交通安全功能的附属设施意义重大。