高速公路互通式立交安全性评价及设计分析

宁海霞

（北京建达道桥咨询有限公司华中设计分公司，湖南长沙 410000）

0 引言

高速公路互通式立交是现代道路交通系统中常见的一种交通设施，它能够有效组织和引导不同方向和级别车辆的交通流，并进行快速转换。然而，由于互通式立交所处的复杂交通环境，使得其安全性问题备受关注。因此，开展互通式立交的安全性评价和设计研究具有重要的理论意义和实际应用价值[1]。

1 高速公路互通式立交安全性评价主要内容

1.1 安全性评价流程

第一，收集相关资料包括设计图纸、施工记录、交通流量数据、事故报告等相关资料，以便全面了解互通式立交的安全性。第二，通过对互通式立交的实地考察，观察交通流的运行情况，了解事故多发地点及原因，为后续评价提供依据。第三，根据互通式立交的特点和设计要求，选取适当的评价指标，如车道宽度、视距、车辆速度等，以量化评价互通式立交的安全性。第四，应用交通安全评价的相关理论和方法，建立适合互通式立交安全性评价的评价模型，进行定量和定性评价。第五，根据评价结果，综合分析互通式立交的安全性，找出潜在的安全隐患，提出相应的改进措施和建议。第六，对评价结果进行反馈，进一步修正和完善互通式立交的设计，以提高其安全性能。

需要注意的是，互通式立交安全性评价是一个持续的过程，需要不断收集数据、更新信息，以便更加全面、准确地评估互通式立交的安全性。

1.2 安全性评价指标

互通式立交安全性评价的指标可以从几何条件和道路条件两个方面来考虑。

一方面，在几何条件方面，以下指标可能需要进行安全性评价：一是平面线形，包括小半径圆曲线和缓和曲线参数A 等，该参数的设置需要考虑驾驶员的操作难度和可能的安全隐患。二是纵断面线形，主要考虑匝道的最大纵坡、匝道竖曲线最小半径及长度，以及与平面线形的协调性等，以上因素可能影响行车的舒适性和安全性。

另一方面，在道路条件方面，以下指标可能需要进行安全性评价：一是车道宽，车道宽度过宽或过窄都可能影响车辆的行驶稳定性，从而影响交通安全。二是视距，视距不足可能导致驾驶员无法及时观察到前方路况，从而引发交通事故。三是交通设施，包括标志、标线等，该类设施的设置可以影响驾驶员的行驶行为和判断，从而影响交通安全。四是运行速度，车辆速度过快或过慢都可能增加交通事故的风险[2]。

在进行互通式立交安全性指标的评价时需要考虑但不限于上述因素。具体的安全性评价指标应根据互通式立交的具体情况和设计要求来确定。

2 高速公路互通式立交安全性设计

高速公路互通式立交的安全性设计是确保该交通设施在正常使用和紧急情况下能够保障交通参与者的行车安全。

2.1 互通式立交的安全性设计要点

第一，选择合适的路线和布局是确保互通式立交安全性设计的首要步骤。考虑道路环境、交通流量、地形等因素，选择合适的立交形式，并进行详细布局设计。第二，合理设置交通指示标志和标线，提供清晰的导向和警示信息。确保交通参与者能够准确理解交通规则和行车路径。第三，设置适当的安全设施，如防撞护栏、缓冲带、隔离带等，以减轻事故后果，并确保车辆和行人的安全。第四，考虑到可能发生的紧急情况，为互通式立交提供救援和疏散的通道。在实际设计过程中，需要结合相关规范和标准进行高速公路互通式立交安全性设计的要点，同时需利用交通仿真软件、结构分析软件等工具进行安全性评估和验证。

2.2 车道宽度设计

车道宽度是影响交通安全的重要因素之一。过宽的车道会导致车辆行驶不稳定，过窄的车道会影响行车视距。因此，应根据车辆类型和行驶速度进行合理设计车道宽度。以下是车道宽度设计的一些考虑因素：根据高速公路的等级和设计速度确定主线车道宽度。一般来说，高速公路主线的车道宽度为3.75m，以提供足够的空间供车辆安全行驶，并兼顾通行效率。匝道作为高速公路交通转换的重要节点，现行规范匝道车道宽度为3.5m，T 型枢纽互通中也可将匝道宽度提升为与主线一致的3.75m，以保证车道的连贯性。为确保在紧急情况下道路使用者的安全，高速公路主线右侧硬路肩宽度一般采用3m，对部分受地形、地物限制路段也可采用2.5m。匝道右侧硬路肩宽度一般根据车道数选择1m 或3m。

除上述因素外，还需要考虑交通流量、车辆类型和设计速度等因素。较高的交通流量、大型货车的通行和高速公路的较高设计速度可能需要更宽的车道宽度以确保交通安全。同时，在实际设计中，还应综合考虑互通式立交的空间限制、土地成本以及使用安全等因素，以寻求最合理的车道宽度设计方案。

2.3 视距设计

高速公路互通式立交的安全性设计中，视距设计是重要的考虑因素之一。视距是驾驶员在道路上能够清晰地看到前方道路障碍物的距离。视距设计是为确保驾驶员能够及时发现并做出适当反应，从而避免交通事故的发生。视距设计应考虑水平视距和垂直视距两个方面，并采取相应措施以提高视距。

一是水平视距，包括直线视距和水平曲线视距。其中，直线视距应根据道路等级和设计速度，以及交通标志和信号灯要求，确保驾驶员在直线道路上具备足够的视距，以便提前发现前方道路或交通变化。另外，水平曲线视距在设计水平曲线时，需要考虑驾驶员在弯道上的视距需求，以确保他们能够预见前方道路的形状和曲率，并做出正确的驾驶决策。二是垂直视距即垂直曲线视距，驾驶员需要有足够的视距以提前发现前方的坡度变化或视线受阻的情况，以调整车速和驾驶方式。高速公路互通式立交中需要充分考虑出入口的视距需求，以便驾驶员能够及时识别交通标志和其他交通参与者，以确保驾驶员能够安全地进出交叉口。

视距设计的具体要求和标准可以根据相关交通规范和设计标准进行规定，如《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81—2017）、《公路交通安全设施施工技术规范》（JTG/T 3671—2021）等。同时，还需要综合考虑实际道路的地形、环境条件以及驾驶员的视觉感知能力等因素，以确保互通式立交的安全性和顺畅性。

2.4 匝道出入口设计

匝道出入口是互通式立交的重要组成部分，其设计应充分考虑车辆的行驶速度和道路条件。在匝道出入口设计中，应合理设置车道数和出入形式，同时加强交通标志和标线的设置，以确保车辆安全驶出互通式立交。匝道出入口设计主要包括以下几个方面：

第一，变速车道分为直接式和平行式两种，当变速车道为单车道时，减速车道多采用直接式，加速车道多采用平行式。当变速车道为双车道时，加、减速车道均应采用直接式。但当减速车道衔接小半径环形匝道时，宜采用平行式减速车道，采用直接式时宜插入大半径曲线以保证流出鼻端位置车辆能连续、平稳流出。第二，应根据交通流量、车速和交通组织情况合理确定出口匝道长度。通常情况下，匝道长度应足够长，以确保车辆在匝道上有足够的加速和减速距离，使其能够平稳地与下方道路或目标地点相连接。第三，在出口匝道设计中，通常会设立减速带和相应的标志标线，以引导车辆逐渐减速并与下方道路或目标地点的车辆合流。应根据车速和车流量合理确定减速带的长度和标线的设置，以确保车辆能够平稳地驶入下方道路，并避免交通事故的发生。第四，出口匝道的设计还需要考虑路肩宽度和适当的交通标志标线设置。路肩的宽度应足够宽，以便应急车辆使用。

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综上所述，出口匝道设计需要考虑变速车道形式、长度、减速带和标线、路肩等因素，以确保车辆能够安全、顺畅地离开高速公路并驶入下方道路或目标地点，从而提升交通流畅性和安全性，降低事故发生的风险概率。

2.5 运行速度设计

在高速公路的主线设计中，因其完全控制出入，在使用过程中车辆能够连续通畅行驶，采用设计运行速度选取参数能较好地实现其功能。但在互通式立交设计中，因驶出驶入需要进行车道变换、加减速等操作，实际行驶速度需根据公路线形、车辆动力性能及驾驶员特性等各种条件的改变而变化，因此在运行速度设计中，需要采用运行速度V85来进行动态评估，以提高公路的安全性。运行速度V85为驾驶员根据周围环境及道路条件下的行驶速度，通常采用在路面平整潮湿自由流通的状态下，在路段特征点上测定第85个百分点的车速。该车速因综合路线所有相关要素如平纵曲线半径、视距、纵横坡等的搭配，可以鉴定设计是否连续。通过对连续相邻路段的运行速度差检验线形是否满足连续性设计标准，对匝道出入口的行驶安全判定至关重要。如对互通而言，车辆从主线行驶至匝道，存在较大的速度差，在该过渡段按运行速度取值，选取的最小参数会大于基本路段设计速度的参数，能将变化控制在一个合理的减速范围，从而能保证车辆的连续、平稳行驶。

3 高速公路互通式立交安全性改善措施

为提高互通式立交的安全性，以下改善措施值得关注：优化道路线形设计、加强交通设施建设、完善交通监控系统、提高交通管理水平等。同时，针对不同的问题应采取相应的措施，以达到最佳安全改善效果。高速公路互通式立交的安全性改善是一个重要的研究领域，许多学者和交通管理机构都对此进行了深入研究。以下是一些常见的研究方向和措施：

3.1 交通流量模拟和优化

通过交通流量模拟软件和仿真技术，研究互通式立交的交通流量分布、车辆行驶速度和拥堵情况。根据研究结果，进行设计优化，比如调整进出口车道数量和位置，以减少交通拥堵和事故风险。

3.2 安全评估和预警系统

建立互通式立交的安全评估指标体系，利用交通数据、事故统计和车辆行为分析等技术手段，对互通式立交的安全状况进行评估和监测。基于评估结果，开发预警系统，及时发现和预防潜在的安全问题。

3.3 设备和技术创新

研究和应用新的设备和技术，提高互通式立交的安全性。例如，引入智能交通系统（ITS）技术，包括交通信号灯的优化控制、车辆识别和行为监测、视频监控等，提高交通管理的效率和准确性。

3.4 驾驶员行为研究

通过观察和调查驾驶员在互通式立交行驶时的行为特点和习惯，分析其对安全性的影响。针对不同行为习惯的驾驶员，开展教育和培训，加强安全意识和驾驶技能。

3.5 设计与规范改进

根据研究成果和实际数据，完善互通式立交的设计标准和规范，包括交通流量容量的评估、曲线半径和坡度的设计、视距要求等方面的改进，以提高互通式立交的安全性。

以上是一些常见的研究方向和措施，通过不断的研究和创新，可以进一步提高互通式立交的安全性，减少交通事故的发生，保障交通运输的顺畅和安全。

4 高速公路互通式立交安全性评价及设计分析与验证

高速公路互通式立交是连接不同方向和级别的道路的重要交通设施，其设计和安全性评价至关重要。下面将对高速公路互通式立交的安全性评价和设计案例进行分析和验证。

4.1 安全性评价

高速公路互通式立交的安全性评价包括两个方面：交通流安全评价和结构安全评价。

第一，通过对互通式立交的交通流模拟和分析，评估其在各种情况下的交通能力、通行效率和交通安全性。主要考虑的指标包括车辆流量、交通容量、通行速度、事故频率等。可以使用交通仿真软件进行模拟和评估，如VISSIM、PARAMICS 等。第二，对互通式立交的结构进行安全性评估，确保其能够承受正常使用和紧急情况下的荷载。评估内容包括桥梁、支撑结构等的设计和材料选用是否符合规范要求，以及抗震、防火等特殊情况下的安全性能。可以使用结构分析和设计软件进行评估，如ANSYS、SAP2000 等。

4.2 设计分析与验证

根据以往设计经验及数据研究，评估互通式立交的实际交通流、通行能力和事故情况，与设计时的预期目标进行比较。此外，还可以通过模拟仿真方法对已建立交的实际运行情况进行再现模拟，以验证设计的可行性。通过对互通式立交的交通流、通行效率、安全性能等进行模拟分析，并与实际情况进行比对，从而验证设计的准确性和有效性。在实际工程中，为确保互通式立交的安全性，需要综合考虑交通流量、结构安全、规范要求等因素，并采用科学的评价方法和先进的技术手段进行设计和验证。

5 结语

总结文章的研究内容和成果，并指出高速公路互通式立交安全性评价及设计在实践中的意义和应用前景。高速公路互通式立交的安全性是道路交通安全的重要组成部分。通过对互通式立交进行安全性评价及设计研究，可以有效提高道路交通安全水平。未来，应进一步加强对互通式立交安全性问题的研究和探讨，不断完善交通安全设施和管理措施，以实现道路交通的安全、高效、便捷。