高速公路B 型喇叭互通式立交安全性评价

2015-04-26彭子茂

湖南交通科技 2015年1期

苑飞，彭子茂

(1.湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙 410008;2.湖南交通职业技术学院，湖南长沙 410132)

目前，互通式立交由于其具有将不同道路的标高连接一体的功能，而成为高速公路上车流实现转换的主要形式［1］。互通式立交能够有效地消除公路平面交叉中的车流冲突点，使车流从空间结构上得到分离，极大地保证了高速公路的安全行驶，同时随着高速公路的发展，互通式立交的发展，将成为现代化运输的特殊标志。在我国70%以上的互通式立交为喇叭型，其中A 型喇叭互通立交占多数，B 型喇叭互通式立交则较少采用［2］。这主要是由于B型喇叭互通式立交在线形设计和车流的安全运行上均较A 型喇叭型互通式立交差。

然而，在实际工程中，尤其是在山区高速公路中，山区互通立交的建设成为一种必然趋势。B 型喇叭互通立交针对于此种情况，无论从地形条件、地理位置及设置难易程度，还是从立交选型的宗旨和原则上，都将是首选。那么，对于B 型喇叭互通式立交交通安全性评价及安全设计等问题将已不容忽视。本文结合B 型喇叭互通式立交线形的特点，提出了对B 型喇叭互通式立交进行安全性评价的新方法。研究成果将为B 型喇叭互通式立交的安全评价及设计提供重要的依据。

1 B 型喇叭互通式立交运行特点分析

根据车流在环形匝道上是驶入还是驶出高速公路，喇叭型互通立交分为A、B 型，其中，B 型为车流绕匝道驶出高速公路的形式，如图1 所示。由于高速主道上行驶车流在匝道内减速行驶，而内环匝道的几何技术指标较低，使车辆行驶的线形技术指标突然下降，这种过渡性的差异，且匝道出口由于需要跨越构造，容易造成视距不足，给行车安全带来了隐患。

图1 B 型喇叭互通式立交

1.1 B 型喇叭互通匝道线形特征分析

B 型匝道的线形技术指标主要有设计速度确定，设计速度要求越大，那么，匝道线形技术指标也要求越高。B 型喇叭互通式立交主要由两条右转匝道和环形、半直连式右转匝道组成。针对此种互通式立交环形匝道，其缺点表现为:①根据《公路路线设计规范》［3］环形匝道设计速度取30 ～40 km/h，圆曲线半径30 ～60 m。由于大型货车操作性能，机动性能较差，对其在环形车道上操作带来了不利，同时，线形技术指标较低，导致车辆运行状况不利，易引发安全事故。②B 型喇叭互通式立交环形匝道主要将主线高速车流转向低流速车道，且极易造成驾驶员产生一种紧张心理，不利于车辆安全行驶。这也是B 型喇叭互通式立交匝道不安全的关键原因。

1.2 B 型喇叭互通匝道速度特性分析

车辆的设计速度大小决定着B 型互通式立交的线形技术指标，而线形技术指标又决定着车辆运行速度［4］。为了更进一步深入分析B 型互通式立交的安全性，对此着重分析匝道上分流段，基本路段，合流段车流的运行速度特性，各段上运行速度特性曲线如图2 所示。

车辆由主道逐渐驶入分流段上，驾驶员在驶入匝道前做好减速准备，这种由主道变换为分流段上的过程中，车辆速度变化大致分为3 种情况:一是，车辆从分流起点就开始减速进入减速车道。二是，车辆在分流段起点保持原有速度，在外侧主道上行驶一段距离，才开始减速变换到减速车道上。三是，由于主道交通量较大，一部分车辆基本从合适位置变化到分流车道上，这种情况容易出现强制变换，对车辆安全行驶不利。

B 型喇叭互通式立交的环形匝道基本运行段的速度特性与线形技术指标和车辆本身机械性能有密切联系，因而大型车辆与小型车运行速度之间将存在较大差异。

合流段上，车辆即将进入主道，这样对于主道上后面车辆的影响较大，车辆在主道上的位置将重新分配，引起内侧主道的交通紊乱现象，车速降低，对后面车辆行驶安全不利。

1.3 B 型喇叭互通匝道加速度特性分析

从车辆行驶轨迹过程来看，匝道整个部分行驶过程将分为5 个阶段［5］，即:分流行驶阶段，减速行驶阶段，匀速行驶阶段，加速行驶阶段，合流行驶阶段。对高速公路的B 型喇叭互通式立交匝道上车辆的加速度特性变化可用图3 曲线表示。

图3 高速公路B 型匝道速度变化曲线示意图

2 B 型喇叭互通式立交安全性评价

道路安全性评价是以使用者为安全核心，以预防和降低交通事故为主［6］，而B 型喇叭互通式立交作为道路的一个组成部分，由于其结构特点自身的缺陷以及位置的特殊性，因而其安全性评价不可忽视，同时对保证车辆安全行驶以及提高车流运行服务水平具有重要的意义。

2.1 安全性评价指标的确定

B 型喇叭互通式立交安全性评价指标受人、路、车、环境等各因素的综合影响，各影响因素又相互作用，因此，安全性评价指标的确定比较复杂。本文根据人、路、车、环境四个方面分别提取各自的关键性评价指标，最终构成B 型喇叭互通式立交安全评价体系。评价体系结构如图4 所示。

图4 安全性评价体系结构图

2.2 安全性评价的步骤

由于B 型喇叭互通式立交的各路段车流运行特点，运行速度，线形状况，环境条件状况等不一样。因此，需要对其安全性评价严格按照一定的步骤进行，才能更加合理、有效地达到安全评价的目的。具体实施步骤如下:

第1 步:匝道路段划分。根据车辆运行特点将匝道分为基本路段和主道连接段。匝道的基本路段上车辆安全运行干扰因素较少，主要有驾驶员，匝道设计，道路环境条件和交通状况，因此，在安全性评价时，评价目标明确。而匝道连接段，车辆运行状况除了上述影响因素外，还包括主线线形设计，主道交通量，交通组成及主线车速等，这样将使得在安全性评价时，干扰因素相对较多。因此，匝道路段的划分对B 型喇叭互通式立交的安全性评价显得意义重大。

第2 步:评价指标的确定。根据人、车、路、环境四个方面影响因素的综合评价，不同路段采取不同的指标进行分析，深入探索各路段安全隐患的本质因素。例如，匝道基本路段与主道连接段在线形状况上，基本路段要明显低于连接段，但从安全角度来看，不一定依据线形条件而定，主要是由于车流运行特性不一样。

第3 步:特征点的选取。B 型喇叭互通式立交属于线形构造物，而往往安全事故集中于某一个小分段或点上，称之为交通事故黑点。在安全性评价过程中，根据不同指标，对这些特征点进行重点分析研究，评价结果才显得更具有科学性。

第4 步:评价方法与过程。层次分析方法作为决策思维方法的一种，已广泛运用于各行分析评价中［7］。首先，通过对评价内容的性质和要求进行分析，将原有复杂的关系分解为不同的构成要素。然后，将构成要素按照层次关系分组成有序的递阶层次结构。最后，将层次中两个因素进行对比分析两者之间的重要性，结合人的判断，根据重要性将各个因素进行排序。各因素指标的权重确定，通常是由多位行业内专家依据一定格式的判断表，然后综合专家独立判断结果进行处理求得指标权重系数。

第5 步:评价结果及分析。依据各个指标体系，综合B 型喇叭互通式立交的安全状况，最终针对评价结果，采取改善互通安全的具体措施。