基于实测交通事故的互通式立交安全性分析

邓国忠 曹帆 吴勇 王琪

摘要：互通式立交作为高速公路沿线重要的功能设施，为车辆提供交通转换服务，其安全性评价和设计对提高高速公路交通安全意义重大。为进一步研究速度及安全措施等对互通式立交安全性的影响，文章结合实测交通事故数据，运用统计分析的方法，根据分析结果探究了互通式立交安全性影响因素及原因，并在此基础上提出了立交安全设计的建议及安全保障措施。

关键词：灵活设计;互通式立交;速度;安全措施

Interchange is an important function facility along the expressway，providing traffic conversion services for vehicles，thus its safety evaluation and design are of great significance for improving the expressway traffic safety.In order to further study the impact of speed and safety measures on the safety of interchanges，combining the actual traffic accident data，by using statistical analysis methods，and based on the analysis results，this article explores the influencing factors and causes of interchange safety，and on this basis it proposes the interchange safety design suggestions and safety guarantee measures.

Flexible design;Interchange;Speed;Safety measures

0 引言

近年来，随着灵活设计理念的不断发展以及设计中人文意识的不断加强，立交设计的优化显得尤为重要，优秀的立交设计不再是简单地满足规范要求，而是在此基础上结合各个项目的特点，对互通式立交进一步优化，力求在设计阶段提高立交设计的安全性，从而实现立交行驶中安全、方便、舒适、愉悦的和谐统一[1]。与此同时，针对一直以来高速公路中互通式立交路段交通事故多发的严峻形势，2015-12-23国家交通部发布了《公路项目安全性评价规范》（JTG/T B05-2015），该规范中明确指出二级及二级以上的干线公路在设计时都应进行交通安全评价[2][3]。

目前，国内公路行业设计人员在进行互通式立交的方案比选设计时，往往会优先考虑互通匝道的通行能力、主次交通流方向等，而对设计阶段互通式立交安全性分析有所忽视，如对立交间距评价、匝道速度协调性评价、停车视距及分合流识别视距评价等重视不够[4]。

本文将结合浙江省怀鲁枢纽的实测交通事故数据，采用统计分析方法研究速度和安全措施对互通式立交安全的影响。本文数据主要来源于交警部门的统计数据、现场实测以及原施工图设计的资料。

1 怀鲁枢纽交通事故统计分布及分析

1.1 怀鲁枢纽概况

诸永高速温州方向枫树岭隧道至怀鲁枢纽（K52+000～K61+960）段位于诸永高速中间路段，起点为枫树岭隧道，终点为怀鲁枢纽。该路段有大型枢纽1处（怀鲁枢纽），停车区1处（东阳检修区），隧道2座（枫树岭隧道、乌竹岭隧道），桥梁6座（罗店高架桥、乌竹溪1号桥、乌竹溪3号桥、乌竹溪4号桥、乌竹溪5号桥、怀鲁枢纽主线桥，其中500 m以上大桥3座）。枫树岭隧道出口距检修区分流点312 m（距分流鼻为640 m），怀鲁枢纽分流鼻距离乌竹岭隧道出口仅为360 m。

研究路段为连续下坡路段，起点为K52+012的枫树岭隧道（长度1 284 m、上坡坡度为2.8%），连续长下坡坡顶处位于温州方向枫树岭隧道出口约380 m的停车区范围内（K53+716.7），坡底位于怀鲁枢纽后的K62+500处，全长8.78 km，平均纵坡2.31%。但受水库水位等控制标高的影响，K56+510～K61+145路段（4.64 km）坡陡弯急落差大，平均纵坡3.41%，内含三段4.4%/600 m、4.0%/800 m、4.0%/785 m的陡坡，是典型的“台阶式”连续长大下坡路段，部分路段还是急弯陡坡组合路段。这个路段还设置有乌竹岭隧道（K58+351～K58+996）和怀鲁枢纽互通式立交，怀鲁枢纽分流鼻距乌竹岭隧道出口仅为360 m，是典型的隧道与互通出口小间距路段。为满足对制动失灵的大货车提供紧急避险的需要，在K61+300长陡下坡的坡底位置设置有一处避险车道，但避险的大货车易与怀鲁枢纽金华至温州方向驶入的交通流发生交织运行，存在安全风险。怀鲁枢纽主线和匝道桥梁部分桥高墩长，桥面与地面平均高差为40 m，最高处达53 m，应加强护栏防护。

1.2 事故综合资料

1.2.1 事故严重程度分布

2009-02-13至2013-06-02期间，诸永高速公路枫树林隧道至怀鲁枢纽段共发生交通事故分布如图1所示。

1.2.2 事故天气分布

为研究天气对交通事故的影响，本文对交通事故发生时的天气状况进行了统计分析，结果如图2所示。由图2可知，交通事故主要发生在晴天、雨天和雪天，分别占37.54%、26.25%和25.91%。从统计可看出，冰雪等恶劣天气条件的天数少，但事故量所占比例较大。该路段位于山涧，氣温相对较低，其中K57附近为桥梁路段，冰雪天气条件下，极易结冰。2013年以来，两次冰雪天气（共7 d）下，因路面结冰，该路段共发生交通事故50起，占该路段事故总数的73.5%，占同期辖区全路段事故总数的64.9%。[KH-*2/3D]

1.2.3 事故类型分布

如图3所示，本文研究路段交通事故类型繁多，而发生相对集中、发生几率最高的事故是尾随相撞，占比接近一半（48.5%），其它事故类型所占比重详见图3。[KH-*2/3D]

1.3 事故形态空间分布

研究路段（枫树林隧道至怀鲁枢纽）统计期间3种常见事故形态的空间分布分别见图4～6。

图4表明，研究路段尾随相撞事故主要发生在枫树林隧道路段（K53+000～K53+500）、K57+000～K57+500段（纵坡为-4.4%，平曲线半径为600 m）、K59+000～K59+500段（乌竹岭隧道出口之后，怀鲁枢纽出口范围内）以及K60+000～K60+500段（怀鲁枢纽入口前，纵坡较大）。其中K57+000～K57+500段总共发生44起尾随相撞事故，有32起是由于路面结冰引起的。

图5表明，研究路段同向刮擦事故主要发生在乌竹岭隧道出口之后，怀鲁枢纽匝道出口范围路段（K59+000～K59+500），在其他路段分布较为分散。其中在K59+000～K59+500段发生8起同向刮擦事故，占所有同向刮擦事故的22.22%。立交出口处，车辆变更车道和减速驶出频繁，车辆间的干扰较大;再者，此处车速较高，容易引发同向刮擦事故。

图6表明，翻车事故主要发生在K61+000～K61+500段，共发生了4起翻车事故。经过分析，事故原因可能是此段道路位于长下坡路段的坡底附近，车辆积累的速度较高，而且处于平面圆曲线上（半径为2 000 m），较高的车速和转弯导致驾驶员操作不当，引发翻车事故。

2 基于怀鲁枢纽实测交通事故对影响互通式立交安全因素的分析

2.1 速度

由以往研究可知，车辆“运行速度”与“实际速度”的差异将对交通安全造成较大影响。而美国学者Solomon也在早期对车速和平均车速的差值与事故率进行了相关研究。其研究结果表明，事故率与车速差值成正比，无论车速是否高于或低于平均车速，差值越大，事故率越高[4]。

根据实测的速度，采用统计学的原理和方法，分别研究怀鲁枢纽各个测点所有车型速度标准差变化，如图7所示。

从图7可以看出，K55+200处所有车型速度标准差为19.3，在开始下坡路段，距离长下坡起点有1.5 km，且从下坡起点到此桩号有长693.3 m的3%的下坡路段，但只在K53+415有一个限速标志。限速标志设置不合理，会导致车辆速度较高，速度离散性较大，快速车超车频繁，追尾事故多，安全性较差。

K57+100处所有车型速度标准差为16.9，所有车辆速度均为上升趋势，且大型车比小客车上升趋势明显，所以速度离散性与坡顶相比有所降低，但小客车与大货车间的速差仍较大，快速车超车频繁，追尾事故多，安全性较差。

K59+050处所有车型速度标准差为20.2，这是乌竹岭隧道出洞口段，-2.9%下坡路段坡底。此路段因立交和隧道间距较近而设计成3车道断面，最外侧车道为怀鲁枢纽减速车道。由于车辆分流，并处在长下坡末端和直线路段，速度离散性较大，安全性较差。

2.2 匝道线形

根据相关研究成果，由于地形限制或其它原因所致，收费站与互通立交间距过近，尤其是接入收费站匝道的下坡纵坡比较大，极易造成出互通的车辆由于减速不充分而冲撞收费站;或因进入收费站的渐变率和渐变段设计不合理，而影响互通立交车辆的顺畅出入，从而造成交通事故[5]。

经调查，G1513丽温高速公路青田互通出口A匝道桥端部与青田收费站的收费站广场相接的部位发生多起交通事故，主要是因为相接部位的A匝道是坡长为155 m的坡度为3.92%的下坡路段，《公路路线设计规范》中规定设计速度为35 km/h时，出口匝道下坡路段最大纵坡为4%，匝道纵坡因地形困难或用地紧张可增大1%[6];而连接A匝道和青田收费站广场的渐变段长度为30 m，广场过渡宽度为8.9 m，广场收敛渐变率为3.4，《公路立体交叉设计细则》中规定收费站广场收敛渐变率一般为5～7，极限值为3[5]。虽然纵坡、收敛渐变率都满足要求，但这些都和规定的极限值很接近，考虑到由于车辆在A匝道下坡以较快的速度驶入收费站广场，而且大型车辆还要经过大角度的转弯才能变换到收费站外侧的超宽收费车道，可见收费站广场这样的线形组合是很不安全的，易引起交通事故。

3 结语

通过对怀鲁枢纽互通实测的数据及事故资料进行分析，可以得出如下结论及建议：

（1）在设计互通式立交匝道时，设计速度是首要考虑的，在此基础上再考虑匝道出入口线形、平纵组合、匝道出入口视距等指标。

（2）在互通式立交安全分析评价中，车辆“运行速度差”是非常关键的一个指标，往往也是诱发交通安全事故的重要原因，本文统计的数据结果也正好验证了这一点。因此，对互通进行安全性分析时应该重点考虑这一影响因素。

（3）互通式立交路段是事故多发区域，因此建议加强雨天和雪天的预警、巡查和交通管理;加强冰雪天气的路面防滑和速度管理;加强陡坡急弯路段的速度控制、视线诱导和路面防滑措施;优化枢纽互通式立交出口的指路标志和地面文字标记;加强交通流的诱导、监控和管理。

参考文献：

[1]马星州.高速公路互通式立交安全性评价及设计研究[D].西安：长安大学，2016.

[2]JTG B01-2014，公路工程技术标准[S].

[3]JTG B05-2015，公路项目安全性评价规范[S].

[4]Solomon D.Accidents on main rural highways related speed，drivers and vehicle[M].Bureau of Public Roads，U.S.Department of Commerce，1964.

[5]王 華，孙绿松.设计阶段互通式立交安全性评价中若干问题的探讨[J].交通工程，2009，56（8）：23.

[6]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].