基于运行速度的B型喇叭互通出口匝道的安全分析

马小利 丁盛

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210019）

0 引言

我国70%以上的互通式立交为喇叭型，其中A型喇叭互通占多数，B型喇叭互通较少采用[1]。B型喇叭互通在线形设计和车流的安全运行上较A型喇叭互通差[2]。由于B型喇叭出口匝道为小半径圆曲线的特点，设计速度一般为40km/h,主线车流由高速进入低速匝道，易发生交通事故。我国早期建设的B型喇叭互通事故主要分布在分流减速路段和环形匝道上。

1）匝道出口在跨线构造物之后存在视距不足的问题，环形匝道内侧有遮挡会影响驾驶员对前方路段的判断，容易因前面车辆的突然减速而来不及反应造成追尾交通安全事故。

2）匝道出口环圈匝道半径较小，由于运行速度较高，车辆来不及减速引发恶性翻车事故或存在冲出匝道的危险。

在实际工程中，出于安全考虑，即使A型喇叭并不经济，在转向交通量相差不大的情况下，仍然是首选。但是从主交通流、地形条件、实施难易程度等方面，选择B型喇叭优于A型喇叭时，那么应设置B型喇叭互通，但其安全设计则是不容忽视的重要问题。

1 研究背景

近年来，B型喇叭互通式立交逐渐引起关注。苑飞等[2]提出由人、路、车、环境等综合因素形成B型喇叭互通式立交安全评价体系。姜迪等[3]通过对B型喇叭式立交设计要素探讨，从设计者角度提出设计要点及注意事项。潘兵宏等[4]通过建立运行速度过渡段长度计算模型，实测B型喇叭式立交环圈出口分流鼻运行速度，研究满足车辆安全行驶要求的运行速度过渡段长度值。

在已有的B型喇叭互通线形优化设计研究中，张海楠等[5]认为水滴形曲线布设有利于车辆安全、顺适地行驶。王方杰[6]提出了一种卵形曲线的环圈匝道出口线形设计方式。本文基于运行速度预测模型，对两种B型喇叭出口匝道的线形设计进行评价，论证更加符合运行规律的B型喇叭出口匝道线形设计。

2 B型喇叭互通出口匝道

出口匝道设计为下坡不利于行车安全，本文旨在寻找最佳的B型喇叭互通线形设计，因此以纵面设计达到最优为前提，即采用主线下穿方式，环圈出口匝道设计为上坡。

为解决出口视距问题，将环形匝道出口设置于跨线桥之前，两种B型互通的平面示意图如图1和图2所示。

2.1 水滴形

水滴形B型喇叭互通式立体交叉的出口匝道采用水滴形线形，即直线+缓和曲线A1+小圆曲线R1+缓和曲线A2+大圆曲线R2+缓和曲线A3+直线，这种设计中出口匝道进入小半径圆曲线之前有一段高指标的“过渡段”。

图1 水滴形B型喇叭

2.2 卵形

卵形B型喇叭互通式立体交叉的出口匝道线形为直线+缓和曲线A1+大圆曲线R1+缓和曲线A2+小圆曲线R2（R3）+缓和曲线A3+直线，即在匝道分流鼻之后插入一段中指标，拉长出口匝道，从而达到减速车道的高指标到小半径圆曲线的缓慢过渡。

图2 卵形B型喇叭

3 运行速度预测

互通式立体交叉匝道的运行速度研究较少，还没有准确的匝道运行速度预测模型，交通部颁发的《公路项目安全性评价规范》（JTG B05-2015）[7]（以下简称《安全评价规范》）中指出，互通式匝道路段的运行速度按附录B.4.5～B.4.8条的有关规定执行，匝道路段的初始速度宜采用分流鼻端通过速度。

潘兵宏等以广河高速、广州北二环、西柞高速为数据采集范围，以其上B型喇叭互通为研究对象，采集了主线速度120、100、80km/h下的B型喇叭互通环圈出口分流鼻小型车辆运行速度，得到V85=75、70、65km/h的结果。结合《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）[8]表11.3.3-3关于一般互通式立体交叉的分流鼻设计速度的规定，本文以75、70km/h作为环形出口匝道分流鼻的通过速度进行分别测算。

水滴形出口匝道线形取R∞+A80+R60+A110为例，结点划分如图1，卵形出口匝道线形取R∞+A155+R300+A70+R60为例，结点划分如图2。其中，FD点为分流鼻点，D1点曲率半径为600m。《安全评价规范》表B.4.2规定圆曲线半径大于600m的属于平直路段。平直路段长度大于200时，平直路段为加速运行，不大于200m时，该路段运行速度保持不变，两种类型出口匝道D1点至分流鼻的长度均小于200m,因此，D1点的运行速度与FD点的运行速度保持一致。利用《安全评价规范》表B.4.6平曲线路段运行速度预测模型进行计算各节点运行速度。

表1 水滴形出口匝道结点运行速度（分流鼻通过速度75km/h)

表2 卵形出口匝道结点运行速度（分流鼻通过速度75km/h)

表3 水滴形出口匝道结点运行速度（分流鼻通过速度70km/h)

表4 卵形出口匝道结点运行速度（分流鼻通过速度70km/h)

由表1结果，分流鼻通过速度为75km/h时，水滴形出口匝道R=60m圆曲线的运行速度是53.99km/h,与设计速度（40km/h)相差小于20km/h,协调性好，但是相邻路段运行速度差值超过20km/h,协调性不良，需要采取限速措施。

由表2结果，分流鼻通过速度为75km/h时卵形出口匝道R=60m圆曲线的运行速度是41.71km/h,相邻运行速度变化较缓，小于20km/h,协调性好。

由表3和表4结果可知，分流鼻通过速度≤70km/h时，两种类型的B型喇叭互通出口匝道相邻路段的运行速度差均小于20km/h,协调性好。

4 结语

1）水滴形出口匝道在小半径曲线之前设置了足够长的“过渡段”，但线形仍是高指标与低指标直接相连的不利组合[9]，需要进行二次制动减速。在实际运用中，需考虑设置减速标线、视觉引导标志、震动带、弯道提醒等减速措施。

2）卵形出口匝道通过设置一段中指标，避免高指标到低指标的突变，达到连续、平稳的降速，车辆行驶安全舒适。在实际行车中，车辆会随着曲线半径的减少自然减速，因此不再需要额外的减速措施。

3）当分流鼻通过速度小于70km/h时，两种B型喇叭互通出口匝道相邻路段的运行速度差都小于20km/h,均能满足行车安全需求。

4）卵形出口匝道安全性优于水滴形出口匝道，但实际工程中，水滴形B型喇叭应用更加广泛，原因在于水滴形B形喇叭的外环匝道线形指标较好，对主流向交通的服务水平较高。