高速公路互通式立交安全性评价及设计研究

王瑞云

摘 要：互通式立交借助自身多层立体的结构形式疏导着路网内的交通运输，通过采用合理的设计方案，互通式立交有助于推进交通运输的安全性、功能性与经济性，并对路网建设的长期规划起到促进作用，带动建设沿线的经济、生态发展。在这样的背景下，对互通式立交的安全性进行评价并优化设计就成为了工作的关键。本文主要从高速公路互通式立交安全性的影响因素和评价要点出发，探讨了互通式立交设计的对策，以期能够为我国高速公路互通式立交建设提供参考和借鉴。

关键词：高速公路 互通式立交 安全性评价

Abstract：Interchange helps to promote the safety， functionality and economy of transportation by adopting a reasonable design scheme， and promotes the long-term planning of road network construction， driving the economic and ecological development along the construction line. In this context， evaluating the safety of interchange and optimizing the design becomes the key to the work. This paper mainly discusses the countermeasures of interchange design from the influencing factors and evaluation points of highway interchange safety， to provide reference for the construction of expressway interchange in China.

Key words：highway， interchange， safety evaluation

1 互通式立交安全性的影响因素

高速公路项目的主要目的在于为交通运输提供安全、便捷、舒适的环境。在实际工程中，影响互通式立交安全的因素一般比较复杂[1]，其主要可归为以下几点：

1.1 主观因素

在对互通式立交安全性的主观性影响上，最为主要的即为人为因素。人是交通运输的承担者和决策者，其主观意识及行为都有可能导致不安全风险的上升。具体而言，人的行车水平、驾驶经验都会直接影响互通式立交的安全性。

1.2 客观因素

影响互通式立交安全性的客观因素比较复杂，主要有以下几个方面：

1.2.1 互通式立交的交叉型式

在互通式立交的设计工作中，其交叉型式一般需要依据当地车流量、公路等级以及地形地势等因素来具体确定，同时也需要对建设地的空间限制予以充分考虑。此外，互通式立交的交叉型式还应尽可能地简单、明确，便于行车人员能够在变道时准确判断、快速区分，并有助于交通警示标志的设置。

1.2.2 互通式立交的选址及间距

互通式立交的位置确定，主要应从整体上對建设路段内的路网分布予以考虑，并优化各个节点的设置。同时，还应当充分考虑公路主线与被交道路的车流情况，使得该路段的交通运输能力能够得到最大化发挥。此外，还应当将当地的水文地质、气候条件纳入考虑范畴，并协调好文物保护、耕地林场、生态景观等方面的影响。实践表明，互通式立交设置的间距对于公路性能、安全有着决定性的作用，应当严格控制互通式立交的最小间距指标。

1.2.3 匝道的几何线形

研究表明，匝道几何线形的设计与互通式立交的安全之间存在明显关联性，若其线形设置不合理则很可能会导致匝道上安全事故风险上升，且匝道不同位置的风险往往不尽相同。

1.2.4 匝道出入口

匝道出入口是安全事故的高发地段，其主要受到与其相交道路的线形设计影响，同时也与分流区的设计有着紧密联系。匝道出入口的事故主要集中在汇流区，若匝道入口的加速车道设计过长，则安全事故的风险就能够得到一定的缓解。此外，对于高载重车辆较多的路段，匝道出入口设计应当对上坡予以充分重视。

1.2.5 视距要求

对于互通式立交的主线和匝道而言，其视距要求往往较普通路段更高，尤其是在匝道出口位置需要留有足够的视野范围，保证其能够满足行业规范要求，同时也应在该处设置明确、清晰的标志。在主线采用下穿的方式通过跨线桥的设计中，应尽量将匝道出口安排在跨线桥之前，这主要是为了避免跨线桥对行车人员产生实现阻挡。

2 高速公路互通式立交安全性评价的要点

为了提升在互通式立交上行车的舒适性，方便行车人员能够准确、快捷地识别立交出入口位置的标识信息，互通式立交的指标要求通常要略高于一般标准。这样不仅能够为行车人员提供开阔的视野，帮助其了解前方路况，同时也能够提升大坡度下车辆的安全性。在开展互通式立交设计工作时，除了需要对立交设计指标的合理性进行分析外，还应当保证主路路线的指标能够满足互通式立交的相关要求，提供更加合理的行车视距，提升项目整体的安全性[2]。

具体来看，互通式立交的安全性评价可从以下几点入手：

2.1 公路主线与匝道设计速度的协调性

车辆由主线进入到互通式立交时，速度一般会有所降低。若主线与匝道的设计速度存在较大差异，那么为了达到匝道的设计速度，会出现比较大的速度突变，提升交通事故发生的风险，这一问题一般是主线与匝道设计速度的不协调导致的。所以，在对互通式立展开安全性评价时，应当特别关注主线和匝道的速度协调性问题，保障立交匝道的长度能够满足车辆变速的要求，使其能够安全并入、驶离主线路。一般来说，匝道与主线之间的设计速度差应当控制在20Km/h以内。若主线与匝道的设计速度差较大，还应当在路线上适当位置设立引导标识，以此来提升行车安全。

2.2 控制匝道圆曲线超高设置

我国目前的匝道超高路段一般被设计在小半径曲线位置，借助合理的超高设置能够很好地消除车辆转弯过程中存在的离心力，进而提升行车舒适性与安全性。但在过大的超高设置下，又会产生显著的不安定感，使得行车人员出现心理上的紧张不安，增大操作失误的风险。就我国现行设计规范以及实践经验来看，南方地区的匝道超高值一般应控制在8%以下，其合成坡度应小于10.5%；而北方地区的匝道超高值则应控制在6%以下，且其合成坡度需要小于8%。

2.3 合理设计匝道出入口

对我国互通式立交发生的事故进行统计分析可知，立交匝道出入口是安全风险突出的位置，该处的事故发生率远高于其他位置。出现这一现象的原因在于车辆在出入立交时往往伴随速度的改变，以此来汇入车流。但不同车辆的性能存在较大的差异，因此在加减速时就很容易出现追尾的问题。为了降低以上问题发生的风险，将车辆运行控制在一个相对合理的状态下，就需要优化匝道出入口的设计，使其能够满足实际运行要求。具体来看，常用的措施有：在匝道出入口位置设立明显的标识设施；预留足够的分流、合流视距；优化匝道出入口，使其能够被轻易发现。

2.4 安全视距控制

为了保证车辆在汇入车流时能够准确判断出口，留有足够的判断空间，那么就需要对其安全视距做出合理的控制。具体来看，识别视距应当不小于表1中的要求。对于条件受限的情况，识别视距至少应控制在1.25倍主线停车视距以上。

3 高速公路互通式立交的设计对策

高速公路互通式立交的设计需要基于交通运输的实际需求不断优化，使其能够形成更具适用性的方案，并为当地路网规划提供有力的基础。设计方案的优化需要充分考虑不同因素的影响，从多层面入手改进方案，使得设计的应用能够满足当地建设规划的实际需求。

3.1 合理选择立交位置

在设计初期，确定合适的互通式立交位置是最为关键的环节，这也能够帮助设计人员明确交通的枢纽节点。此外，设计人员也需要对工程项目的预期要求与整体规划有一个清晰的认识。设计人员也需要考虑到当地交通运输流量情况、地形地貌变化以及水文地质条件，了解当地区域规划方向以及交通能力，以此来初步确定节点位置。一般来说，互通式立交的位置直接决定着后续线路设计开展的基础，也影响着路线方案的水平，若设计方案难以满足施工质量与实际应用的要求，或在主线与被交线相交位置难以直接设置立交时，则可以考虑采取移位、合并或分离的方法完成设置，以此来提升互通式立交设计的合理性。

3.2 科学衡定立交型式

除了立交的位之外，互通式立交的型式也是影响比较显著的一个因素，在合理的型式选择下，交通运输线路的运载能力可以得到显著的提升。换言之，科学合理地确定互通式立交的型式是至关重要的环节。

3.2.1 明确立交适用功能

从功能性的不同来看，互通式立交的类型可以大致分为枢纽型和出入口型两大类，其中枢纽型可以很好地解决不同高速公路之间的交通流转换，在设计过程中技术人员也可以不将收费站设置纳入到分析范畴内，而更多地权衡其功能性与实用性；但对于出入口型的互通式立交设计而言，其主要应用于高速上下口位置，一般而言需要对收费站予以足够的考虑，所以该类型的立交设计受到较多的限制，需要结合实际需求灵活应用。

3.2.2 确保公路通行能力

互通式立交的主要意义在于提升路网交叉位置的交通运输效率，提供更加便捷的出行服务。因此在互通式立交的选型上就应尽可能满足这一要求，保障交通安全与效率。为了达成这一目的，就需要设计人员能够对该路段的日常交通量有充分的认识，在此基础上选择最佳的型式，使得高速公路能够发挥预期的运输功能。

3.3 综合考量匝道设计

作为主线与立交之间的连接区域，匝道的设计指标对于互通式立交整体的交通性能有着直接的影响，因此需要慎重选择匝道的设计车速、尺寸等。

3.3.1 设计车速

在实际的设计工作中，匝道设计速度的确定需要设计人员能够充分结合立交的等级、型式、交通量而展开。一般而言，设计车速的确定应当满足基本的设计原则，首先需要对右转弯匝道设计速度的上限标准值做出规定，保障基本的行车安全；其次对于直连式与半直连式的左转匝道设计速度應采用上限值或中间值；为了在保证交通安全的基础上尽可能提升路网运输效率，对于自由流出入口附近的匝道可以采取较高的设计速度，但对于收费站附近的匝道则应当采取较低的设计速度。

3.3.2 设计通行能力

匝道的实际运载能力受到较为复杂的因素影响，譬如车道数、交叉路段长度等。设计人员也需要对这些因素进行综合考量，借助科学计算、模拟核验等方式来确定最优的方案，使得匝道的设计能够满足交通运输的基本要求。

3.4 匝道纵坡坡长要求

为了保证匝道的连续性与稳定性，避免路面出现过大起伏，应当限制匝道的纵坡坡长。在确定坡长取值时，应当考虑到行车速度的影响，具体如表2所示。

同时，对于坡度设计取用标准限定最大值时，为了缓解交通运输压力，还需要对该路段的最大坡长进行控制。考虑到匝道长度一般较短，实际工程中单坡长度一般不会超过路线的最大坡长，因此对于匝道最大坡长往往不另外做出要求。在纵坡坡长设计过程中，除了应当考虑最小坡长的限制外，还应当针对其安全性进行评估，研判匝道坡长对于行车速度的影响，并以此为基础优化设计方案。

3.5 优化设计变速车道

从整体上来看，高速公路的行车速度通常较高，所以在设计互通式立交时就需要将安全性纳入重点管理，保证车辆行驶的安全，避免车辆变速等导致交通事故，对后续交通造成不利影响。在设计立交的减速车道时，应当尽可能采用直接式的设计方案，而对于加速车道的设计则以平行式为宜。此外，对于加速距离短且主线交通量小的区域，也可采用直接式的设计，以此来提升通行效率，强化通行能力。

3.6 与周边环境相适宜

除了以上原则外，互通式立交的设计还应当考虑到实际施工的要求，尽可能避开高风险区域以及敏感区域，控制地形问题可能带来的不利影响。此外，还应当减少施工过程中由于高填、深挖对建设地原有环境带来的破坏。设计人员可以借助绿化防护的方式来提升工程建设与周围环境的适应性，使得立交能够融入到其中去，并且可以适当增长桥长、减小坡度，来美化立交外形、提升行车安全。

4 互通式立交安全性评价流程

高速公路互通式立交的安全性评价往往是与其设计工作同步开展的。其评价的首要对象是立交的选址，基于工程建设环境及条件确定最佳位置，并同时完成相邻立交的间距设计。在匝道线形确定的过程中，其安全性评价主要应包括两个内容[3]：一方面是对匝道内的运行速度进行计算，另一方面则需要得出理论设计速度。当两者均满足设计规范要求时，即可认为互通式立交的安全性得到保障，否则还应再次对线形进行设计。高速公路互通式立交安全性评价的流程如图1所示。

5 结语

总体来看，我国高速发展的经济也在推动着高速公路互通式立交的建设与发展，但这也对其安全性提出了更高的要求，需要在适应社会实际需求的同时，保障互通式立交设计具备足够的可靠性、经济性以及环保性。因此，互通式立交的设计就需要严格遵照相应的原则执行，譬如立交的位置、型式、匝道、车速以及环保性等，在此基础上不断优化设计方案。特别地，在设计中应当充分重视匝道的指标确定，在主线与立交之间形成更加和谐、安全、稳定的连接。

参考文献：

[1]李秉乾.互通式立交安全性评价的要点探究[J].建材与装饰，2019（19）：243-244.

[2]吴东波.云南保山东南绕城高速公路立交规划方案研究[D].重庆交通大学，2017.

[3]贺舰.枢纽型互通式立交运营阶段交通安全风险评估研究[D].长安大学，2015.