高速公路互通式立交安全性设计要点分析.doc

高速公路互通式立交安全性设计要点分析摘要：互通式立交范围是高速公路交通事故的多发地，通过对事故发生原因的分析，提出相应的安全性设计思路及措施。关键词：互通式立交；安全性；设计要点1、前言随着我国社会经济和高速公路建设的快速发展，人民的生活水平和消费心态日益发生变化，对出行安全性和舒适性提出了更高的要求。互通式立交作为高速公路的重要组成部分，其设计的成败直接影响到全线高速公路的服务水平和运营安全。由于现行设计规范中很多值得关注的重要内容表述模糊，给具体设计带来了一定困惑，会出现诸如设计的各项技术指标均满足规范，但设计不一定是安全的，因此设计成果很可能出现“合法”，但不一定“合理”的情况。本文通过对互通式立交区交通事故发生原因进行了分析，并相应对互通式立交安全性设计要点进行了分析。2、互通式立交区域交通事故分析 随着汽车技术及高速公路建设的不断发展，在互通立交设计、施工、运营的实践过程中凸显出不少的问题，其中最受关注的是汽车的行驶安全问题。互通式立交具有交通转换功能和空间多层次结构形态两大特征，在有限的空间区域内要完成各方向的交通转换，加剧了其运行方向的复杂性，同时受项目投资、现场条件及环境限制，互通式立交的技术指标往往较低，当几个极限指标组合不当时，所构成的线形可能造成运行条件更复杂，故高速公路的交通事故有很大一部分发生在互通立交区域。据有关统计，互通立交区域的事故绝大部分发生在变速车道的出、入口段，即所谓的“鼻端事故”现象较为严重。发生在互通式立交范围的事故主要有如下几种类型：（1）追尾：是最常发生的事故，主要发生在加、减速匝道上。（2）错路运行：主要发生在出口或匝道分岔处。（3）冲出路外：主要发生在多种临界几何指标集中的匝道上。（4）与固定物碰撞：碰撞对象主要为减速车道分流鼻端的护栏及跨线桥构造物。而发生以上事故的原因主要为加减速车道设置不合理或长度不足，引起驾驶员来不及进行车速变换的操作，引起驾驶混乱。如分流端的减速车道长度不够，车辆来不及减速而发生追尾事故；合流端加速车道长度不够，造成车速较慢提前进入主线发生交通事故；加减速车道的分、合流鼻端设置了小半径的凸形竖曲线，造成流出、流入点不明确，导致驾驶员产生迷茫导致操作失误，或分合流端视距受限，设计对空间视野的忽视导致能见范围不够，造成分流时出口无法判断，汇流时主线车辆行驶情况不明等情况；变速车道线形设置不当，端部出现较大的反超高，使该处行车舒适度降低。多个连续的出口，线形复杂或信息繁多，首位度信息不明确超出驾驶员的负荷，造成驾驶员判别困难，极易出现错行现象，导致车辆折行，从而引发交通事故。令人困惑的几何线形，导致驾驶员对方向和线形变化产生迷惘，造成车辆方向发生急剧变化，驾驶员难以及时调整，造成冲出路外的事故。减速车道长度不够，车辆来不及减速而撞分流鼻端的护栏，或跨线桥横向安全距离不够导致车辆与其发生碰撞。3、互通式立交安全性设计要点互通式立交布局的一致性、车道的连续性、适当的通行能力、视距、标志、速度差异最小化、对驾驶员的要求最小化和不打乱驾驶员的预想等等都是互通式立交设计时所需考虑的重要因素。以上因素组合在一起具体体现在设计中对互通式立交出入口、变速车道及匝道设计是否合理。3.1 出入口设置一条公路上的一系列互通式立交宜使出、入口的布局保持一致，使互通式立交便于识别。相邻互通的相邻主线出、入口之间应有足够的距离，以满足互通式立交之间行车的交织长度和变速车道长度，同时还需满足布设交通标志的需要和给驾驶员足够的反应和操作时间。当相邻互通式立交相距很近而不能保证应有的间距时，应将其复合成一个立交，在复合式立交的直行车道旁设置分隔的集散车道，将出、入口串联起来，使主线一个行驶方向上只保留一对出入口或减少某些出入口，对于交通量较大的互通复合式立交，应采用匝道间的立体分离等措施来避免所有交织或高速公路间的主流匝道上的交织。对较为复杂的互通式立交出现多个主线出、入口时，需通过完善的信号标志，预告和警告驾驶员，以保证车辆安全和高效运行，尽可能分解复杂的信息来源，采用归并、分散等手法，减少出现在驾驶员前方的信息量，无用的信息来源尽可能消除。互通立交设计中应避免设置多个连续的主线出口，尽可能合并多个出口采用单出口，以避免造成信息混乱。A型喇叭或A型部分苜蓿叶是安全的出口形式，不可避免为B型时，出口最好在桥墩之前。3.2 变速车道设计变速车道是主线车道和匝道之间段的附加车道，其作用是为主线流入、流出车辆提供出入口，并为达到与匝道线形相适应的车速提供一个实施加速与减速过程的附加车道，由于在这个区段车辆要实现车道转移及速度的转变，因此变速车道是整个互通式立交系统中最易发生交通事故的地方。我国规范是根据主线的设计车速和变速车道类别确定变速车道的长度，没有明确提出匝道车速以及等待时间对变速车道长度的影响，对于低指标匝道或高密度主线交通流可能出现变速车道长度不足的问题，长度不足的变速车道会严重影响行车的安全性。变速车道过短，运营车辆不能进行充分的加速和有效的减速，引起驾驶混乱而发生交通事故。变速车道过长，又产生不必要的浪费，还可能引起驾驶员警觉放松而引发交通事故。根据高速公路设计“坚持以人为本,树立安全至上的理念”,为最大限度避免交通事故的发生,在立交安全性评价时,有必要对极限状态下,满足车辆行驶安全的最短加减速长度进行计算,并根据计算结果,在减速车道上设置减速带等设施强制车辆减速,在加速车道上设置隔离设施要求车辆充分加速后方可汇入主线。3.3匝道平面线形指标和车辆运行速度的协调互通式立交线形指标和车辆运行速度是否协调，是使用者判断立交设计好坏的直接依据。车辆从互通立交区主线到匝道或匝道到主线的运行车速以及匝道上的运行车速，是在不断的变动中的。以驶出匝道为例，车辆运行车速变化情况可如下图所示：图：车辆在立交匝道行驶的V-t曲线图中a、b均为良好的行驶轨迹，c为匝道线性指标偏高，诱导司机提前加速后又被迫减速的行驶状况。从曲线可以看出，在设计时，必须根据匝道不同部位的实际车速，来决定不同部位的曲线几何要素。司机在行驶过程中采用的车速是根据其对路况的判断，并据自身情况综合其对安全和速度要求后确定的。因此，设计上需要充分考虑驾驶员的心理需求，使匝道平面线形指标的选用符合实际运行车速，并避免设置不必要的反弯，设计出合理的匝道曲线。3.4匝道纵面设计出、入口处的纵面视距不良或匝道纵坡过大也会给车辆行车安全带来隐患。纵面为凸形变坡的路段，当竖曲线半径较小时，驾驶员的视线受到阻碍，视距不良将导致安全隐患。在匝道端部纵坡变化处应采用较大的竖曲线半径，匝道中间难以避免反坡时，尤其在其后不远处有反向平曲线或匝道分、汇流的情况下，凸形竖曲线应具有较大的半径。对于匝道下穿主线且为凹形变坡的匝道路段，同样需加大竖曲线半径，给行驶车辆提供良好的视距条件。匝道纵坡应尽量平缓，并避免不必要的反坡，最大纵坡应适当留有余地，最小纵坡应考虑纵向排水要求。上坡加速或下坡减速的匝道应采用较缓的纵坡，避免采用规范要求的最大纵坡，出口匝道宜设计为上坡匝道。匝道中设收费站时，紧邻收费广场的路段，其纵坡应平缓，不能以较大下坡紧接收费广场。3.5匝道超高设计匝道的超高值应与匝道上变速过程中的行驶速度相适应，收费站和匝道平交口附近的超高值应小于按互通立交的类别和匝道形式所选用的匝道设计速度所对应的值，接近分、汇流鼻处的超高应适当加大。同时应注意与项目所在地的气候、环境及交通组成相适应，避免在积雪、湿滑及重车较多的路段设置较大的超高，影响交通安全，同时注意与纵面设计相结合，避免影响路面排水。如果匝道从主线超高段外侧流出，则减速车道段需设置超高渐变率，在以往的设计中，渐变段的长度通常仅考虑满足规范对渐变率的要求，建议此处渐变尽可能平缓，防止因横坡突变影响安全。4、结束语优秀的互通式立交设计不能仅限于满足设计规范的要求，而是在此基础上结合项目特点，对互通立交线形进一步优化，力求在设计阶段消除或减少事故多发点，提高互通立交设计的安全性，实现车辆在互通立交行驶中的安全、方便、舒适、愉悦的和谐统一。互通式立交安全性设计是牵扯到多方面的综合性技术，考虑的因