山区高速公路隧道出口与互通式立交出口间距过近解决方案研究

贺伟

（四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017）

0 引言

《公路路线设计规范》（JTG D20—2017）中第11.1.6条规定：隧道出口与前方互通式立交的距离应满足设置出口预告标志的需要；条件受限制时，隧道出口至前方互通立交出口起点的距离不应小于1 000m，小于1 000m时应在隧道出口前或隧道内设置预告标志[1]。同时，《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）中第5.4.5条规定：隧道出口端与前方主线出口的间距宜满足设置全部指路标志的需要。当受现场条件限制时，间距可适当减小，但隧道与前方主线出口之间的净距不宜小于表5.4.5-1的规定值（主线设计速度为80km/h时，主线单向双车道最小净距为300m），且应提前于出隧道前开始设置完善的出口预告等指路标志[2]。但是山区高速公路隧道占比高，互通式立交选址困难，有时会出现隧道出口与互通式立交出口净距小于300m的问题。由于在隧道中行驶时驾驶人感觉压抑、容易紧张，加之受隧道内光线和视距差异影响，隧道出口与互通式立交出口距离过近时极易发生洞口路段变换车道、短距离内强行变换车道或错过出口等情况，严重影响行车安全。本文针对地形特别困难不能满足净距要求而必须设置互通式立交的设计速度为80km/h的山区高速公路，提出完善的交通组织及隧道特殊结构设计等解决方案，以确保交通安全。

1 交通组织

《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）规定的最小净距包括驾驶人明适应、寻找间隙、变换车道和出口确认等过程需要的最小距离，而出口预告标志的辨认、读取和行动决策等过程均假定在出隧道前完成。当实际净距已经不能满足最小净距要求时，只能通过交通组织、管理和运行安全保障措施，使驾驶人明适应、寻找间隙、变换车道和出口确认等过程在出隧道前完成。

1.1 明适应

明适应是指在隧道出口产生的视觉障碍，从暗处到亮处约需3s[3]。主线运行速度为80km/h时，3s所需的明适应距离为66.7m。当实际净距已经小于明适应距离时，应采取必要的交通安全措施，减少或消除明适应的影响。具体可采取以下措施：

（1）在隧道前、隧道中设置互通式立交出口预告标志或标线；

（2）在隧道洞口段增加超速抓拍装置，严格限速；（3）在隧道洞门外设置遮光棚；

（4）将隧道内区分为进口区、渐变区、基本区及出口区四段照明方式，加强洞内外照度监测，根据照度自动调整隧道出口段和过渡段的照明亮度，减缓光线明暗变化的速度，形成光线过渡段，尽量减少明适应所需时间，改善驾驶员的视觉适应性。

1.2 寻找间隙

当实际净距小于最小净距要求时，寻找间隙应在出隧道前完成，出隧道后禁止内侧车道变换至外侧车道，可采取以下措施：

（1）通过标志提前告知互通出口位置，让车辆及时变道至外侧车道；

（2）将禁止跨越车道分界线延长至互通式立交分流鼻之后；

（3）在隧道洞口段设置禁止变道标志、标线和违章抓拍装置。

1.3 变换车道

目前四川省高速公路隧道出于安全管理角度考虑，全路段禁止超车，但相关标准、规范均无对隧道中变换车道的强制禁止规定。如：《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81—2017）[4]第5.2.2条提出隧道出入口路段应设置禁止跨越同向车行道分界线。因此，本文认为虽然隧道内不允许超车，但在确保安全的情况下，可以允许变换车道。基于此理念，可以通过交通组织，允许需要从互通出口驶离的小型车辆在隧道内从内侧车道变换至外侧车道，以减少出隧道后对净距的要求。

1.3.1 中短隧道

短隧道（L≤500m）和中隧道（500m＜L≤1000m）按照运行速度80km/h计算，在隧道内行驶时间均不超过1min，出于行车安全考虑，不应考虑在隧道内变换车道，从内侧车道变换至外侧车道应在进入隧道前完成。

1.3.2 长隧道和特长隧道

对于长隧道（1000m＜L≤3000m）和特长隧道（L＞3000m），允许小型车辆在隧道内特定区域从内侧车道变换至外侧车道。由于四川省高速公路目前基本不允许在隧道内变换车道，广大驾驶员对此相对陌生，为兼顾高速公路运营安全，应通过安全设施提前预告隧道内允许内侧车道往外侧车道变道，并加强隧道内安全设施设计，同时，应对变道区域加以限制。

（1）进口端不可变道长度

康诚等[5]采用视觉功效试验，研究隧道暗适应过程中LED光源色温对瞳孔直径、瞳孔面积变化率和反应时间的影响。结果表明，在CIE亮度适应曲线下，人眼的暗适应过程持续约22s。为确保安全，暗适应过程中应不允许变换车道，主线运行速度为80km/h时进口端484m（取500m）应设置禁止跨越同向车行道分界线。

（2）出口端不可变道长度

出口端在隧道内无光线变化，但考虑到变道对外侧车道的影响，为提高安全性，《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81—2017）附录A.2[6]中要求设置100m长的禁止跨越同向车行道分界线。

（3）设置可跨越同向车行道分界线的长度

从（1）和（2）可以得出，长隧道、特长隧道内设置白色虚实线的最大长度为隧道长度减去600m。

（4）安全设施设置

为满足隧道内车辆变换车道的需要，达到提高服务水平并确保安全的目的，应设置详尽的安全设施。

①在互通式立交出口xkm+2km,xkm+1km,xkm的隧道前方明线路段设置互通式立交出口预告标志，旁边增加信息告知隧道内存在驶离高速公路的出口，设置的预告标志个数不应少于3个。

②在隧道外设置内侧车辆允许变道及出口距离标志，告知驾驶人隧道内可以由内侧车道变道至外侧车道以及出口距离。

③在隧道进口端500m、出口端100m设置禁止跨越同向车行道分界线，其余路段设置白色虚实线。白色虚实线可结合具体情况进行调整，当主线设计速度为80km/h、三级服务水平时，白色虚实线的长度不应小于285m[7]。未设置白色虚实线的路段设置禁止跨越同向车行道分界线。

④为了提高隧道内交通标志的识认性和标志信息的有效性，便于管理部门对隧道内允许变道区域的管理，在允许变道区域距离互通出口的1km、500m处设置LED可变信息标志，500m后每隔100m设置“互通出口请驶入右侧车道”LED可变信息标志。

⑤外侧车道隧道洞口路段设置直行和右转导向标线和互通立交出口标志。

⑥将禁止跨越车道分界线延长至互通式立交分流鼻之后。

2 隧道特殊设计

通过上述交通组织，能够部分解决隧道出口距离互通出口过近的安全问题，但隧道出口外的互通式立交交通量较大或为枢纽互通时，应考虑对隧道进行特殊设计，在隧道出口段适当距离拓宽一个车道，使寻找间隙、变换车道、出口确认均在隧道内完成，出隧道后仅受明适应影响，直接通过减速车道驶离高速公路。

2.1 拓宽车道宽度

主线设计速度为80km/h时，车道宽度应采用3.75m。但为保证同互通匝道平顺相接，按照互通匝道横断面设置需要，增加0.5m，因此拓宽车道宽度为3.75m+0.5m=4.25m。

2.2 拓宽车道长度

设置拓宽车道时，出口预告标志的辨认、读取和行动决策等过程均已在其起点前完成，最小长度仅考虑寻找间隙、变换车道及隧道洞口限制因素。

2.2.1 中短隧道

对 于 短 隧 道（L≤500m）和 中 隧 道（500m＜L≤1000m），出于行车安全考虑不应在隧道内变换车道，因此，驶离高速公路车辆均位于外侧车道。

（1）由于车辆位于外侧车道，不考虑寻找间隙的距离，直接变道至拓宽车道。以80km/h的速度变道时，车辆转向角度为5°左右，变道时需要的距离为L1=rcot5°=4.25/0.0875=48.6(m)。

（2）隧道洞口限制变道长度L2=100m。

综上，中短隧道的拓宽车道最短长度为L1+L2=48.6m+100m=148.6m（取150m）。当隧道较短（小于200m）时，可将整个隧道一并拓宽。

2.2.2长隧道和特长隧道

对于长隧道（1000m＜L≤3000m）和特长隧道（L＞3000m），允许车辆在隧道内特定区域从内侧车道变换至外侧车道，拓宽车道最短长度只考虑车辆从拓宽车道起点开始寻找间隙所需距离、两次变道所需距离及隧道洞口限制因素。

（1）寻找间隙的距离可分为等待可插入间隙所行驶的距离和判断可插入间隙所行驶的距离。可插入间隙的平均等待时间与道路上车辆之间的车头时距分布密切相关，高速公路采用第三级服务水平，通过最大服务交通量可以得到车辆的平均到达率，从而得出车辆等待可插入间隙所行驶的距离。当设计速度为80km/h时，等待可插入间隙所行驶的距离为L1=57.7m[8]。

（2）判断可插入间隙的时间取2.5s，设计速度为80km/h时，车辆行驶的距离为L2=55.6m。

（3）以80km/h的速度变道时，车辆转向角度为5°左右，两次变道时需要的距离为L3=（B1+B2）cot5°=（3.75+4.25）/0.0875=91.4(m)。

（4）隧道洞口限制变道长度L4=100m。

综上，长隧道和特长隧道的拓宽车道最短长度为L1+L2+L3+L4=57.7m+55.6m+91.4m+100m=304.7m（取305m）。

2.2.3 标志标线设置

对隧道进行特殊设计设置拓宽车道时，除按照隧道内允许变道的要求设置标志标线外，在隧道洞口前后还应设置以下标志标线。

（1）拓宽车道与外侧车道之间允许变道路段采用虚实线标线、在互通立交出口指示标志前设置直行和右转导向标线、隧道洞口前后设置直行导向标线、互通匝道前设置右转导向标线。

（2）出隧道后内侧车道与外侧车道之间设置的禁止跨越同向车行道分界线应延长至互通匝道分流鼻之后。同时，外侧车道与拓宽车道间设置禁止跨越同向车行道分界线。

（3）在拓宽车道起点设置互通立交出口指示标志，并设置2处互通立交出口标志。

3 结语

当设计速度为80km/h的山区高速公路隧道出口与互通式立交出口间距小于《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）规定的300m时，为确保交通安全可采取以下措施：

（1）采用多种措施减少明适应距离；

（2）车辆驶出隧道后禁止内侧车道变换至外侧车道；

（3）允许车辆在长隧道和特长隧道的特定区域从内侧车道变换至外侧车道；

（4）隧道出口外的互通式立交交通量较大或为枢纽互通式立交时，应考虑对隧道进行特殊设计拓宽一个车道。拓宽车道宽4.25m，中短隧道拓宽车道最短长度为150m（隧道长度小于200m可全部拓宽），长隧道和特长隧道拓宽车道最短长度为305m。