基于實測交通事故的互通式立交安全性分析

鄧國忠 曹帆 吳勇 王琪

摘要：互通式立交作為高速公路沿線重要的功能設施，為車輛提供交通轉換服務，其安全性評價和設計對提高高速公路交通安全意義重大。為進一步研究速度及安全措施等對互通式立交安全性的影響，文章結合實測交通事故數據，運用統計分析的方法，根據分析結果探究了互通式立交安全性影響因素及原因，并在此基礎上提出了立交安全設計的建議及安全保障措施。

關鍵詞：靈活設計;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

近年來，隨著靈活設計理念的不斷發展以及設計中人文意識的不斷加強，立交設計的優化顯得尤為重要，優秀的立交設計不再是簡單地滿足規范要求，而是在此基礎上結合各個項目的特點，對互通式立交進一步優化，力求在設計階段提高立交設計的安全性，從而實現立交行駛中安全、方便、舒適、愉悅的和諧統一[1]。與此同時，針對一直以來高速公路中互通式立交路段交通事故多發的嚴峻形勢，2015-12-23國家交通部發布了《公路項目安全性評價規范》（JTG/T B05-2015），該規范中明確指出二級及二級以上的干線公路在設計時都應進行交通安全評價[2][3]。

目前，國內公路行業設計人員在進行互通式立交的方案比選設計時，往往會優先考慮互通匝道的通行能力、主次交通流方向等，而對設計階段互通式立交安全性分析有所忽視，如對立交間距評價、匝道速度協調性評價、停車視距及分合流識別視距評價等重視不夠[4]。

本文將結合浙江省懷魯樞紐的實測交通事故數據，采用統計分析方法研究速度和安全措施對互通式立交安全的影響。本文數據主要來源于交警部門的統計數據、現場實測以及原施工圖設計的資料。

1 懷魯樞紐交通事故統計分布及分析

1.1 懷魯樞紐概況

諸永高速溫州方向楓樹嶺隧道至懷魯樞紐（K52+000～K61+960）段位于諸永高速中間路段，起點為楓樹嶺隧道，終點為懷魯樞紐。該路段有大型樞紐1處（懷魯樞紐），停車區1處（東陽檢修區），隧道2座（楓樹嶺隧道、烏竹嶺隧道），橋梁6座（羅店高架橋、烏竹溪1號橋、烏竹溪3號橋、烏竹溪4號橋、烏竹溪5號橋、懷魯樞紐主線橋，其中500 m以上大橋3座）。楓樹嶺隧道出口距檢修區分流點312 m（距分流鼻為640 m），懷魯樞紐分流鼻距離烏竹嶺隧道出口僅為360 m。

研究路段為連續下坡路段，起點為K52+012的楓樹嶺隧道（長度1 284 m、上坡坡度為2.8%），連續長下坡坡頂處位于溫州方向楓樹嶺隧道出口約380 m的停車區范圍內（K53+716.7），坡底位于懷魯樞紐后的K62+500處，全長8.78 km，平均縱坡2.31%。但受水庫水位等控制標高的影響，K56+510～K61+145路段（4.64 km）坡陡彎急落差大，平均縱坡3.41%，內含三段4.4%/600 m、4.0%/800 m、4.0%/785 m的陡坡，是典型的“臺階式”連續長大下坡路段，部分路段還是急彎陡坡組合路段。這個路段還設置有烏竹嶺隧道（K58+351～K58+996）和懷魯樞紐互通式立交，懷魯樞紐分流鼻距烏竹嶺隧道出口僅為360 m，是典型的隧道與互通出口小間距路段。為滿足對制動失靈的大貨車提供緊急避險的需要，在K61+300長陡下坡的坡底位置設置有一處避險車道，但避險的大貨車易與懷魯樞紐金華至溫州方向駛入的交通流發生交織運行，存在安全風險。懷魯樞紐主線和匝道橋梁部分橋高墩長，橋面與地面平均高差為40 m，最高處達53 m，應加強護欄防護。

1.2 事故綜合資料

1.2.1 事故嚴重程度分布

2009-02-13至2013-06-02期間，諸永高速公路楓樹林隧道至懷魯樞紐段共發生交通事故分布如圖1所示。

1.2.2 事故天氣分布

為研究天氣對交通事故的影響，本文對交通事故發生時的天氣狀況進行了統計分析，結果如圖2所示。由圖2可知，交通事故主要發生在晴天、雨天和雪天，分別占37.54%、26.25%和25.91%。從統計可看出，冰雪等惡劣天氣條件的天數少，但事故量所占比例較大。該路段位于山澗，氣溫相對較低，其中K57附近為橋梁路段，冰雪天氣條件下，極易結冰。2013年以來，兩次冰雪天氣（共7 d）下，因路面結冰，該路段共發生交通事故50起，占該路段事故總數的73.5%，占同期轄區全路段事故總數的64.9%。[KH-*2/3D]

1.2.3 事故類型分布

如圖3所示，本文研究路段交通事故類型繁多，而發生相對集中、發生幾率最高的事故是尾隨相撞，占比接近一半（48.5%），其它事故類型所占比重詳見圖3。[KH-*2/3D]

1.3 事故形態空間分布

研究路段（楓樹林隧道至懷魯樞紐）統計期間3種常見事故形態的空間分布分別見圖4～6。

圖4表明，研究路段尾隨相撞事故主要發生在楓樹林隧道路段（K53+000～K53+500）、K57+000～K57+500段（縱坡為-4.4%，平曲線半徑為600 m）、K59+000～K59+500段（烏竹嶺隧道出口之后，懷魯樞紐出口范圍內）以及K60+000～K60+500段（懷魯樞紐入口前，縱坡較大）。其中K57+000～K57+500段總共發生44起尾隨相撞事故，有32起是由于路面結冰引起的。

圖5表明，研究路段同向刮擦事故主要發生在烏竹嶺隧道出口之后，懷魯樞紐匝道出口范圍路段（K59+000～K59+500），在其他路段分布較為分散。其中在K59+000～K59+500段發生8起同向刮擦事故，占所有同向刮擦事故的22.22%。立交出口處，車輛變更車道和減速駛出頻繁，車輛間的干擾較大;再者，此處車速較高，容易引發同向刮擦事故。

圖6表明，翻車事故主要發生在K61+000～K61+500段，共發生了4起翻車事故。經過分析，事故原因可能是此段道路位于長下坡路段的坡底附近，車輛積累的速度較高，而且處于平面圓曲線上（半徑為2 000 m），較高的車速和轉彎導致駕駛員操作不當，引發翻車事故。

2 基于懷魯樞紐實測交通事故對影響互通式立交安全因素的分析

2.1 速度

由以往研究可知，車輛“運行速度”與“實際速度”的差異將對交通安全造成較大影響。而美國學者Solomon也在早期對車速和平均車速的差值與事故率進行了相關研究。其研究結果表明，事故率與車速差值成正比，無論車速是否高于或低于平均車速，差值越大，事故率越高[4]。

根據實測的速度，采用統計學的原理和方法，分別研究懷魯樞紐各個測點所有車型速度標準差變化，如圖7所示。

從圖7可以看出，K55+200處所有車型速度標準差為19.3，在開始下坡路段，距離長下坡起點有1.5 km，且從下坡起點到此樁號有長693.3 m的3%的下坡路段，但只在K53+415有一個限速標志。限速標志設置不合理，會導致車輛速度較高，速度離散性較大，快速車超車頻繁，追尾事故多，安全性較差。

K57+100處所有車型速度標準差為16.9，所有車輛速度均為上升趨勢，且大型車比小客車上升趨勢明顯，所以速度離散性與坡頂相比有所降低，但小客車與大貨車間的速差仍較大，快速車超車頻繁，追尾事故多，安全性較差。

K59+050處所有車型速度標準差為20.2，這是烏竹嶺隧道出洞口段，-2.9%下坡路段坡底。此路段因立交和隧道間距較近而設計成3車道斷面，最外側車道為懷魯樞紐減速車道。由于車輛分流，并處在長下坡末端和直線路段，速度離散性較大，安全性較差。

2.2 匝道線形

根據相關研究成果，由于地形限制或其它原因所致，收費站與互通立交間距過近，尤其是接入收費站匝道的下坡縱坡比較大，極易造成出互通的車輛由于減速不充分而沖撞收費站;或因進入收費站的漸變率和漸變段設計不合理，而影響互通立交車輛的順暢出入，從而造成交通事故[5]。

經調查，G1513麗溫高速公路青田互通出口A匝道橋端部與青田收費站的收費站廣場相接的部位發生多起交通事故，主要是因為相接部位的A匝道是坡長為155 m的坡度為3.92%的下坡路段，《公路路線設計規范》中規定設計速度為35 km/h時，出口匝道下坡路段最大縱坡為4%，匝道縱坡因地形困難或用地緊張可增大1%[6];而連接A匝道和青田收費站廣場的漸變段長度為30 m，廣場過渡寬度為8.9 m，廣場收斂漸變率為3.4，《公路立體交叉設計細則》中規定收費站廣場收斂漸變率一般為5～7，極限值為3[5]。雖然縱坡、收斂漸變率都滿足要求，但這些都和規定的極限值很接近，考慮到由于車輛在A匝道下坡以較快的速度駛入收費站廣場，而且大型車輛還要經過大角度的轉彎才能變換到收費站外側的超寬收費車道，可見收費站廣場這樣的線形組合是很不安全的，易引起交通事故。

3 結語

通過對懷魯樞紐互通實測的數據及事故資料進行分析，可以得出如下結論及建議：

（1）在設計互通式立交匝道時，設計速度是首要考慮的，在此基礎上再考慮匝道出入口線形、平縱組合、匝道出入口視距等指標。

（2）在互通式立交安全分析評價中，車輛“運行速度差”是非常關鍵的一個指標，往往也是誘發交通安全事故的重要原因，本文統計的數據結果也正好驗證了這一點。因此，對互通進行安全性分析時應該重點考慮這一影響因素。

（3）互通式立交路段是事故多發區域，因此建議加強雨天和雪天的預警、巡查和交通管理;加強冰雪天氣的路面防滑和速度管理;加強陡坡急彎路段的速度控制、視線誘導和路面防滑措施;優化樞紐互通式立交出口的指路標志和地面文字標記;加強交通流的誘導、監控和管理。

參考文獻：

[1]馬星州.高速公路互通式立交安全性評價及設計研究[D].西安：長安大學，2016.

[2]JTG B01-2014，公路工程技術標準[S].

[3]JTG B05-2015，公路項目安全性評價規范[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，孫綠松.設計階段互通式立交安全性評價中若干問題的探討[J].交通工程，2009，56（8）：23.

[6]JTG D20-2017，公路路線設計規范[S].