互通出口与隧道出口间净距分析

朱栗漓 龚小丽 石忠利

作者简介：

朱栗漓（1983—），工程师，主要从事公路规划与建设管理工作;

龚小丽（1987—），工程师，主要从事公路规划与审批管理工作;

石忠利（1990—），工程师，硕士，主要从事道路工程的设计与研究工作。

随着广西高速公路的建设，出现很多互通出口与隧道出口净距过小的问题。文章以南丹至天峨下老高速公路坡结互通与长里峰隧道、龙凤隧道的工程设计为依托，通过计算分析得出地形条件受限时驾驶员从隧道出口驶出互通进行后续标志视认、车道变换所需要的最小净距需求，为山区高速公路受隧道出口净距限制的互通立交布设提供经验借鉴。

互通出口;隧道出口;净距;运营安全

U452A451613

0 引言

随着《广西高速公路网规划（2018—2030年）》的逐步实施，受山区地形、地质条件和路网密度等因素影响，互通布设条件越来越困难，出现了很多互通与隧道出口净距过小的方案。根据国内高速公路运营的情况可知，互通与隧道出口净距过小，存在驾驶人难以及时识别互通出口和指路标志的问题，对互通和隧道的运营安全存在一定的影响，易造成交通事故。目前国内行业标准《公路路线设计规范》规定：隧道出口与前方互通式立交间的距离，应满足设置出口预告标志的需要;地形等条件严格受限时，宜满足《公路立体交叉设计细则》的相关规定[1-2]。但是规范并没有给出详细的计算公式，也没有对条件受限时最小净距提出明确的要求，因此在高速公路互通设计及咨询审查中各项目存在标准不统一的问题，给工程设计和安全性评价带来一定困惑。本文以南丹至天峨下老高速公路坡结互通与长里峰隧道、龙凤隧道的工程设计为依托，研究互通出口与隧道出口间最小净距的需求，提高互通和隧道的运营安全水平。

1 工程概况

长里峰隧道和龙凤隧道位于河池市天峨县坡结乡拉岩村，呈东西走向。长里峰隧道采用分离式形式，隧道左线起讫桩号为ZK52+815～ZK54+736，左洞长1 921 m，隧道右线起讫桩号为K52+810～K52+740，右洞长1 930 m;龙凤隧道采用分离式形式，隧道左线起讫桩号为ZK56+345～ZK60+136，左洞长3 791 m，隧道右线起讫桩号为K56+345～K60+154，右洞长3 809 m。洞口均位于圆曲线上，长里峰隧道洞外纵坡采用-3%，龙凤隧道洞外纵坡采用0.95%。在长里峰隧道和龙凤隧道中间，设置了坡结互通式立交。坡结

互通采用A型单喇叭形式，匝道上跨主线，匝道与主线交叉桩号为K55+582.135。受长里峰隧道、龙凤隧道、地形及村庄的限制，坡结互通布设困难，与两侧隧道出口净距较小，运营安全存在一定的風险。坡结互通与隧道洞口见图1，互通出口与隧道出口净距见表1。

2 交通流特点

分析坡结互通出入口和隧道的交通流特点，根据交通流的特点采取相应的交通组织、管理和运行安全保障措施，确保行车安全、通畅。坡结互通为A型单喇叭形式，2022年近期交通量和2041年远景交通量预测见图2。

根据分析结果可知，长里峰隧道出口经坡结互通右转匝道（B匝道）驶出高速公路的远期高峰小时交通量为235 pcu/h，平均每分钟通过4辆;龙凤隧道出口经坡结互通右转匝道（D匝道）驶出高速公路的远期高峰小时交通量为125 pcu/h，平均每分钟通过2辆。这两个隧道驶出互通的交通量均较小，均为次要方向交通流。

3 隧道出口与互通式立交净距需求分析

互通出口与隧道出口间净距需求分析需考虑隧道出口明适应距离、对互通位置的识别、标志视认距离、调整等待距离、车道变换距离和出口确认距离等因素。

3.1 隧道出口明适应距离

人眼的适应性是指人眼对光亮程度变化的适应过程，车辆从隧道洞内驶出，光线由暗变明，驾驶员需要明适应的反应距离。相关研究资料表明，驾驶员从洞内暗处驶出进入明处，需要1～3 s的时间才能使视力适应光线的变换 [3]。为确保行车安全，设计中根据不同的运行速度，计算驶出隧道洞口后，驾驶员适应光线变换所需要的明适应距离。不同运行速度对应的明适应距离见表2。

3.2 识别距离

《公路路线设计规范》要求互通式立体交叉出口路段应满足识别视距要求，受地形、地质等条件限制路段，在做好必要的限速控制和管理措施后可采用1.25倍停车视距。不同运行速度对应的识别视距见表3。

从表3分析得知，互通式立交出口识别视距为一范围值，考虑到互通式立交出口段驾驶员需接收的信息较多，为提高行车安全性，宜尽量采用高值。

3.3 标志视认距离L1

在识别标志标牌信息时需经过发现、认读、理解和行动等过程，在这个过程中需持续一定的时间，车辆也行驶一定距离。这个过程中主要包括两部分时间：（1）驾驶员识别标志的最小时间，一般为1 s;（2）驾驶员识别标志后的反应时间，根据《公路交通标志和标线设置规范》（JTG D82-2009）规定为2～2.5 s[4]。根据以上分析可知，车辆在不同行驶速度下的标志视认距离见表4。

3.4 调整等待行驶距离L2

经过调查可知，内侧车辆在准备驶出互通出口车道，当外侧车道无车辆行驶时，驾驶员直接将车辆变换至外侧。当外侧车道有车辆正常行驶时，驾驶员需调整车速等待外侧车辆的空隙进行车道变换，车辆等待行驶的距离为L2，其计算公式见式（1）。

L2=Vt1/3.6

t1=eλ（t-τ）-λ（t-τ）-1/λ（1）

λ=Q/3 600

式中：t——车辆临界间隙，一般为4 s;

λ——车辆平均到达率;

Q——预测直行交通量;

τ——车头时间分布，取值为1.2 s;

t1——车道变换需等待的平均时间。

通过计算可知坡结互通车辆调整等待行驶的距离见表5。

3.5 操作反应行驶距离L3

驾驶员在判断车辆具有变道空间时，需要一定的反应时间和行驶距离。参考AASHTO反应时间和国内交通工程学的相关试验，国内驾驶员的反应时间一般为1～2.5 s，其计算公式为式（2），驾驶员操作反应距离见表6。

L3=V3.6×t3（2）

3.6 车道变换距离L4

这一距离为当外侧车道出现可以插入的间隙时，驾驶员调整车速，做好变道准备后，从内侧车道横移至外侧车道行驶的距离。根据现有的研究表明，车辆横移速度J=1 m/s，目前广西高速公路的车道宽度为3.75 m，因此横移时间取3.75 s。因此，车道变换距离的计算公式为式（3），不同速度下车道变换距离见表7。

L4=V3.6×3.75（3）

3.7 出口确认距离L5

車辆变道完成后，为确保车辆的正常行驶状态和高速公路的服务水平，在互通出口前有一个安全距离，使驾驶员能确认匝道出口标志，其安全距离一般是100 m[5]。

3.8 计算结果及分析

经过以上计算分析，隧道出口内侧车道转移至外侧车辆所需的行驶距离为：

L=L1+L2+L3+L4+L5（4）

当主线运行速度分别为120 km/h、100 km/h、80 km/h时，计算坡结互通2022年和2041年近远景交通量的情况下变换车道所需要的行驶距离。计算结果见表8。

表8是车辆在正常路段驾驶员行驶至互通立交出口变换车道所行驶的距离。当地形特别困难，结合

运行速度控制，应完善交通组织方案，在进入隧道前和隧道内均设立交通预告标志，使驾驶员在出隧道前提前明确前方互通出口即为目标出口，故驾驶员进行车道变换时不需要再对标志进行识别确认，车道变换时所需行驶距离可扣除标志视认距离L1。

综合以上对坡结互通出口与隧道出口净距分析，因坡结互通布设条件特别困难，前后均为隧道，故在隧道进口前做好交通指示标志和预告，驾驶员从隧道出口驶出后，存在明适应的反应时间，待明适应过后，才可以进行后续的标志视认、车道变换的操作。坡结互通出口与隧道出口间最小净距见表9。

4 结语

本文对南丹至天峨下老高速公路坡结互通及其前后隧道的近远期交通流进行分析，对互通出口与隧道出口间净距需求进行分析、计算，得出了驾驶员从隧道出来后驶出互通进行后续标志视认、车道变换所需要的最小净距要求，提高互通和隧道的运营安全水平，为山区高速公路受隧道出口净距限制的互通立交布设提供设计经验。

[1]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].

[2]JTG/T D21-2014，公路立体交叉设计细则[S].

[3]赵一飞，陈 敏，潘兵宏.隧道与互通式立交出口最小间距需求分析[J].长安大学学报（自然科学版），2011，143（3）：68-71，89.

[4]JTG D82-2009，公路交通标志和标线设置规范[S].

[5]史 静.互通立交最小安全净距及变速车道长度研究[D].西安：长安大学，2011.