互通式立交线形设计与行车安全性的关系研究

陈银兰

厦门城通工程设计有限公司（361000）

互通式立交线形设计与行车安全性的关系研究

陈银兰

厦门城通工程设计有限公司（361000）

通过对互通式立交线形设计中对行车安全性的影响分析，提出线形设计过程中影响行车安全的主要因素及提高安全性的措施,为立交设计初学者提供设计经验，与同行进行技术经验交流，希望能起到抛砖引玉的效果。

互通式立交；线形设计；行车安全性

0 引言

我国在道路交通安全上取得了一定成绩,这与各主管部门的严格执法和管理是分不开的。但是预防交通安全事故是一项长期的工作,不能有半点的懈怠。如何尽可能地减少道路交通安全隐患,创建和谐社会，是摆在每个交通人面前的艰巨的任务。对道路设计者来说，分析不同因素对交通安全的影响，制定和采取相对安全的道路设计策略尤为重要。

虽然交通标志、标线、防撞护栏等道路交通安全设施的合理设计与实施是道路交通安全的第一道保障，但在设计阶段其他预防交通安全隐患的设计因素也应引起足够的重视，例如道路线形设计、路面抗滑设计、路面排水设计等。孰不知，道路线形设计如果没有考虑行车安全性，就有可能成为交通安全隐患的根源。互通式立交是两条或两条以上长细带状道路的一个交通转换节点，由主线、被交线及若干匝道组成，互交线形设计与道路线形设计相比又有着各自的特点。因此，对互通式立交线形设计与行车安全进行独立的分析研究具有重要的意义。

1 互通式立交线形设计对行车安全性的影响

互通式立交线形设计是立交方案设计的基础,最终的线形方案是整个立交的基本骨架。立交主线及匝道一般又设置有跨线桥等大型构造物。互通立交一般又是交通转换的重要节点，工程一旦竣工通车就难以改建,甚至无法改建。互通式立交线形设计不仅对汽车行驶的安全、舒适、经济以及通行能力等起着决定性的作用,而且对沿线影响区内的经济开发、土地利用、环境保护以及周边群众生活都有较大的影响。互通式立交线形设计是保证交通安全的一个重要因素，应特别重视在立交设计阶段有效地控制未来事故的发生。因此，互通式立交线形设计者应注重对行车安全性的研究分析，才能设计出安全、合理、舒适、经济、美观的立交工程[1]。

2 互通式立交线形设计过程中影响行车安全的主要因素

互通式立交线形设计是整个立交设计的重点，也是对道路安全影响较大的因素，因此在线形设计过程中，必须结合实际情况，充分考虑各影响因素对行车安全的影响,更好地保证设计项目的安全性。

2.1 设计车速与运行车速

设计车速又叫计算行车速度，是指在具有控制性的路段上（如急弯、陡坡等），具有中等驾驶水平的驾驶员，在天气良好、低交通密度时，安全行驶所能维持的最大安全速度。设计车速是公路线形几何设计的基本依据。

运行车速是指在特定路段长度上车辆实际行驶的速度。由于不同的车辆在行驶过程中可能采用不同的速度,因此通常采用第85个百分点上的车辆行驶速度作为运行速度。

运行速度与计算行车速度的区别在于前者是车辆的实际运行速度，后者为用来确定设计参数的规定车速。国外研究表明，当运行速度与计算行车速度之差在20 km/h以上时，就很容易发生交通事故。因此，线形设计要与实际行车速度相适应，才能提高立交工程的安全性[2]。

2.2 平曲线的半径、超高、视距

主线和匝道平曲线的半径、超高、视距与交通事故关系很大。车辆在曲线上行驶,受到离心力的作用容易向外侧侧滑和倾翻，降低了车辆的稳定性和安全度。车速越大,离心力越大,发生的事故也越严重。车辆在曲线上行驶时，受前方视距缩短的影响,不便发现前方的情况，尤其是在夜间行车，更难发现前方的情况，增加了发生事故的潜在危险。

2.3 竖曲线的半径、视距

道路竖曲线半径过小时，易造成驾驶员视野变小，行车视距变短，发生事故。小半径竖曲线容易造成平纵曲线组合不合理而使视距连续，尤其当变为凸曲线时，会使驾驶员产生“悬空”的感觉，从而失去行驶方向，发生事故。

2.4 纵坡

纵坡对交通安全的影响主要表现在：坡度比较大时，不仅造成车辆速度差异比较大，还往往造成汽车上坡熄火，或下坡刹车失灵，进而诱发事故；下坡路段，由于受重力影响，易造成车辆加速行驶。坡度过大，也增加了驾驶员的操作难度，一旦遇到有突发情况就可能酿成事故。此外，驾驶员经过上坡行驶后,在下坡行驶时，心里放松了警惕,易造成超速行驶，而导致事故。

2.5 线形组合

平纵指标均衡连续，有利于行车安全。线形的突变如大小半径平曲线对接横向超高的无预知变化等,都可能引发交通事故。

行车安全性的大小与不同线形之间的组合是否合理有密切关系。

2.6 局部构造物对视距的影响

立交匝道一般存在曲线半径小、个别匝道还存在下穿主线或其他匝道等情况，司机视线有可能被护栏和其他桥梁的桥墩遮挡，纵断面如果纵坡组合不当还有可能被上跨桥梁遮挡，造成视距不足,不便于发现前方的情况，增加了发生事故的潜在危险。

2.7 匝道分、合流鼻端线形及相邻出入口的间距

匝道分、合流鼻端是各匝道之间或各匝道与立交主线、被交线之间连接的关键位置。由于各匝道之间线形指标不一，设计速度也不尽相同，主线、被交线与匝道的线形指标相差较大，容易造成司机车距误判。

道分、合流鼻端之间路段的车流由于各自转向需求存在车流交织现象，个别司机道路不熟在岔口转向犹豫缓行、甚至停车待转等，极易造成追尾事故。因此匝道分、合流段也是立交容易发生交通事故的多发地段[3]。

2.8 匝道加减速车道的线形及长度

一般情况下，互通立交主线、被交线设计时速要高于匝道。为行车安全防止追尾。必须设置加减速车道，可个别司机由于道路不熟，未能及时驶入减速车道，导致未完全减速到匝道设计速度就进入匝道而造成冲撞护栏或侧翻。个别司机在加速车道上未能及时加速到主线（或被交线）的设计速度，就变道驶离加速车道，进入主线或被交线而造成追尾等交通安全事故。

3 互通式立交线设计过程中提高行车安全性的措施

3.1 合理选择设计速度且线形指标的运用应与运行速度相适应

立交匝道的设计车速受到主线及被交线设计车速、交通量和互通立交等级，地形、环境条件的影响。设计车速应根据立交各转向交通量预测结果及地形、环境条件综合考虑后确定。一般交通量大，需要匝道的通行能力大，设计车速高，对匝道技术指标要求高，匝道类型应选择定向或半定向匝道。交通量小或匝道布设受控制条件约束则需要匝道的通行能力较小，设计车速较低，对匝道技术指标要求低，匝道类型可选择环形匝道或半定向匝道。

匝道线形指标的运用应与运行速度相适应，一般可按《公路项目安全评价指南》中的方法绘制运行速度图来检查线形指标。若出现线形指标与实际运行速度不相适应，应及时修改平纵面指标。若受用地、地形构造物等限制没有条件修改线形指标，则应采取其他技术措施。如提高设计车速，增加断面宽度，加强路侧安全设计，采取强制减速标线、减速带、颠簸路面等限制行驶速度等。

3.2 合理采用平曲线半径、超高并进行视距检查

立交线形设计过程中，主线及被交线平曲线应尽量采用大指标，以提高通行能力，增加视距。为各匝道出入的衔接预留较好的衔接条件，匝道线形设计应因地制宜合理选用平曲线半径及缓和曲线长度进行线形设计，特别是转弯半径小，如喇叭形、苜蓿叶形立交的内环匝道。在这种情况下，必须要合理选用内环匝道的曲线半径，并进行视距检查。若视距不满足要求，则应调整曲线半径或采用卵形曲线来优化线形设计。应综合考虑曲线半径值、当地的气候条件、路面结构形式，选用合适的超高值，并设置满足超高渐变率要求的超高缓和段。还应注意在长直线、长下坡尽头不宜设置较小半径的平曲线。

3.3 合理采用竖曲线的半径并进行视距检查

在竖曲线设计时既要保证竖曲线有足够大的半径,还要保证有足够的长度。在坡差很小时,计算得到的竖曲线长度很短,在这种曲线上行车会给驾驶员一种急促的感觉。按照安全操作的需要,竖曲线最小长度必须有3 s行程。

小半径竖曲线设置的位置也必须考虑对交通安全的影响,除了考虑平纵线形结合外,一般不把小半径竖曲线的始末点设在桥梁、匝道、隧道的起(末)点以利于行车安全。

曲线半径应尽量符合规范要求，以确保视距不受影响。特别是匝道进出口段、下穿其他匝道或道路段，更应注意视距检查。

3.4 合理采用纵坡

立交纵断面线形设计过程中，匝道最大纵坡应满足相关规范要求，尽量不要采用极限值。相邻坡段的纵坡差尽量不要太大，特别是上坡下坡连接段时，更应注意确保纵断面的视距满足规范要。

3.5 合理进行平纵线形组合

在立交线形设计过程中应合理进行平纵线形组合，避免以下几种不良的线形组合：

在长直线、长下坡尽头设置较小半径的平曲线；短直线介入两同向曲线之间,形成断背曲线,使驾驶员产生错觉,把路线看成反向曲线；在直线路段出现较短的凹形竖曲线；在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线底部插入急转弯的平曲线；在一平曲线内设置反复凹凸纵断面；在转弯半径较小的平曲线设置陡坡。

3.6 针对局部构造物对视距进行逐点排查

立交匝道在上下坡连接处的竖曲线上，白天视线畅通,而在夜间汽车车灯照射范围受到阻碍,驾驶员的视线受到上跨天桥、路边护栏、路堑边坡或其他障碍物遮挡造成视线受阻,视距满足不了要求，这时应该针对局部路段的视距进行逐点排查。若发现视距满足不了要求，应及时修改平纵面线形。若没有条件修改线形，则应采取其他技术措施。如清除相应障碍物、增设广角镜、调整桥墩设计位置、增加断面宽度，加强路侧安全设计，限制行驶速度等。

3.7 注意匝道分、合流鼻端线形设计及相邻出入口间距控制

分、合流鼻端的线形设计应符合车道数平衡原则、行车一致性原则、形式多样统一原则与环境协调的原则；分、合流鼻端的线形设计应与主线或被交线的线形指标相适应；分、合流鼻端的曲率半径应满足相关设计规范要求；分流鼻端应按规范确定鼻端半径及设置主线、匝道偏置值，留足误行回归区，给行车辆提供在安全允许的情况及时纠错的机会；分流鼻位于桥梁等构造物上时，自分流鼻处之后应预留安装防撞垫等缓冲设施的位置；分流鼻的位置应避免设置在视距不良路段，如下穿构造物之后、小半径平曲线之后、小半径竖曲线之后等；各端部的间距应满足规范要求,特别是主线双车道出口至匝道上分流鼻端间的距离以取大一点为宜。

3.8 匝道加减速车道的线形设计及长度控制

加减速车道的线形应与主线线形相同；加减速车道长度及渐变段长度应符合相关设计规范要求；根据实际情况选择直接式或平行式变速车道；下坡路段的减速车道和上坡路段的加速车道长度，应按相关规范要求予以修正；主线设计速度小于或等于100 km/h，且匝道的线形指标又不高时，宜采用高一个设计速度档次的变速车道长度来进行变速车道线形设计；主线、匝道的预测交通量接近通行能力，或载重车和大型客车所占比例较高时宜增加变速车道长度。

4 结论

立交工程是高等级公路和交通繁重的城市道路不可缺少的组成部分。为了减缓交通拥挤阻塞情况，将来仍需建设大量立交工程。互通式立交线形设计是立交方案设计的基础，在立交设计过程应注重互通式立交线形与行车安全性的关系，必须对各个设计元素综合考虑，才能够保证在设计过程中以实际行车安全角度出发，不断地优化线形指标，降低不安全因素的影响，保证整个立交工程的安全高效使用。

[1]罗叶军.公路线形对交通安全的影响分析[J].科技资讯，2010(7)：33-34.

[2]霍剑雄,陈军.道路平面线形与交通安全的关系分析[J].黑龙江科技信息，2010(21)：54-56.

[3]JTG D20-2006,公路线形设计规范[S].北京：人民交通出版社,2006.