高速公路互通立交視距設(shè)計(jì)關(guān)鍵影響因素

（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400074）

0 前言

在一帶一路的大背景下，我國(guó)的高速公路正在面臨新一輪的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，互通式立交連接著公路主線和被交道路，是高速公路的重要組成部分。同時(shí)因?yàn)榈缆返燃?jí)、行車條件等因素的影響，導(dǎo)致互通式立交出現(xiàn)交通事故的概率更大[1]。與公路主線不同，互通立交上行駛的車輛運(yùn)行的速度在不斷的變化，車輛之間的干擾較大，因此互通立交關(guān)于視距的設(shè)計(jì)相比于其他路段有著更高的要求。互通立交分流時(shí)，需要根據(jù)主線行駛的速度來設(shè)計(jì)出口的識(shí)別視距，而在匯流時(shí)則更關(guān)注主線和匝道之間的通視范圍，以便車輛能夠安全行駛。因此展開對(duì)高速公路互通立交視距的設(shè)計(jì)能夠有效降低事故發(fā)生的概率，對(duì)于高速公路的建設(shè)具有重要的意義[2]。

1 高速公路互通立交視距設(shè)計(jì)影響因素

1.1 豎向曲線

汽車行駛在半徑較小的豎曲線上時(shí)，駕駛員的視線會(huì)受到阻礙，主要原因就是當(dāng)?shù)缆菲鸱^大時(shí)，其豎曲線半徑較小，會(huì)導(dǎo)致車輛在夜間行駛過程中，燈光照射距離過近，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方障礙物。表1為凸形和凹形豎曲線的最小半徑計(jì)算式對(duì)比[3]。

表1：豎曲線最小半徑計(jì)算式

在立交范圍內(nèi)，凸形的豎曲線半徑一般是按照兩倍的停車視距來確定的，極限值是按照1.5 倍的停車視距確定的。這里分別從緩和沖擊、停車視距與識(shí)別視距三個(gè)因素來進(jìn)行考慮，根據(jù)上表來計(jì)算出不同設(shè)計(jì)速度下的豎曲線最小半徑；凹形豎曲線的最小半徑一般是按照基本路段凹形豎曲線一般值的四倍來確定，極限值則是按照基本路段的二到三倍來確定的，具體如下表2所示：

表2：豎曲線最小半徑

基本路段豎曲線半徑（m） 緩和沖擊要求 4000 2800 1800 1000立交范圍豎曲線半徑（m） 極限值 12000 8000 4000 2000一般值 16000 12000 8000 4000

1.2 匝道范圍

互通式立交區(qū)的構(gòu)造物對(duì)駕駛員的影響較大，根據(jù)相關(guān)規(guī)定高速公路互通式立交范圍的視距需要滿足停車視距的要求。汽車在匝道范圍的停車視距主要有制動(dòng)停車距離和反應(yīng)距離兩部分組成，同時(shí)再加上5-10m 的安全距離。小客車和大貨車在匝道范圍的停車視距分別為、。其中S 指的是停車視距，v 指的是實(shí)際的行駛速度；t 為駕駛員操作反應(yīng)時(shí)間；g 為重力加速度；f 為路面縱向摩擦系數(shù)；i 表示匝道坡度。通過以上公式也可以發(fā)現(xiàn)車輛的行駛速度越大，停車視距也就越大。相比于小客車，大貨車除了需要考慮小客車的所有因素以外，還需要考慮匝道縱坡的影響。這主要是因?yàn)樵谥苿?dòng)性能方面貨車相對(duì)來說更差，并且行駛在匝道上，使得大貨車視點(diǎn)高的優(yōu)勢(shì)也被限制，而且對(duì)于大貨車來說，匝道縱坡的坡度越大，其制動(dòng)性能受到的影響也比較大。因此，再對(duì)匝道范圍的停車視距設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要考慮小客車的停車視距，還需要計(jì)算大貨車的停車視距，提高匝道上車輛的安全性[4]。

2 高速公路主線分岔、合流連接部安全視距

主線分岔、合流連接部具有梳理交通量、滿足節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換的功能，在線形和結(jié)構(gòu)方面更加復(fù)雜，而且運(yùn)行條件也具有突變型，該區(qū)域相比于基本路段其指標(biāo)會(huì)更高，為了能夠是車輛在該區(qū)域行駛安全，則需要在該區(qū)域保障復(fù)雜行車環(huán)境下的視距要求，保證駕駛員具有足夠的時(shí)間和距離來將車輛行駛至安全區(qū)域。合流部需要保證足夠的通視三角區(qū)，能夠是使得兩個(gè)方向上的車輛均能看清楚另外一車道的車輛行駛情況，進(jìn)而及時(shí)的采取措施以免發(fā)生交通事故。

⑴主線分岔連接部識(shí)別視距計(jì)算

駕駛員對(duì)分岔連接部的識(shí)別需要三個(gè)過程，分別為發(fā)現(xiàn)、反應(yīng)決策、車輛操作，在這個(gè)過程中車輛所行使距離之和即為分岔段的識(shí)別視距，具體可如圖1所示。

圖1：識(shí)別視距模型過程圖

在分流之前，駕駛員可以根據(jù)預(yù)告標(biāo)志判定前方存在的分岔口，圖中的E 點(diǎn)為分流鼻地面標(biāo)線，駕駛員在A 點(diǎn)發(fā)現(xiàn)分流鼻地面標(biāo)線E，在B 點(diǎn)出看清楚了標(biāo)線，這個(gè)過程行駛的距離為l1；駕駛員看到信息之后，在采取行動(dòng)之前需要反應(yīng)時(shí)間，在該段時(shí)間車輛行駛至C 點(diǎn)，所行駛的距離為l2，從C點(diǎn)駕駛員開始采取措施，從C 點(diǎn)到E 點(diǎn)是駕駛員操作車輛所行駛的距離，其中主要包括了虛招可插入間隙距離l1以及變化車道行駛的距離l4，則在整個(gè)過程中，識(shí)別視距l(xiāng)s=l1+l2+l3+l4。如表3所示為分岔段的安全視距。

表3：分岔段安全視距

⑵主線合流連接部安全視距

在合流連接部交通量大，是事故多發(fā)點(diǎn)。一側(cè)主線上的車輛能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)另外一側(cè)車輛以及可能會(huì)并入的車輛，需要提前做好減速以及變換車道的準(zhǔn)備。

圖2：安全視距模型過程示意圖

正在行駛的車輛在O 點(diǎn)發(fā)現(xiàn)另一側(cè)D 點(diǎn)的車輛，經(jīng)過一段時(shí)間的反映行駛至A 點(diǎn)，行駛的距離為l1。駕駛員經(jīng)過判斷，認(rèn)為若果按照原來的路線則不能滿足安全駕駛的期望，則可能會(huì)在A 點(diǎn)進(jìn)行換入內(nèi)側(cè)車道，尋找可插入間隙，在C 點(diǎn)處完成換道，則AC 短l2 為變換車道的距離。如果不能滿足變化車道的條件，則駕駛員可能會(huì)采取減速措施，則AB 段l3 為減速距離。因?yàn)橹骶€最外側(cè)的車輛受到合流車輛的影響，而且速度較低，同時(shí)主線車輛大多數(shù)都會(huì)在上游入口前就進(jìn)行了減速行駛或者向內(nèi)側(cè)車道變速，反應(yīng)距離為，其中v 指的是主線的設(shè)計(jì)速度，t 為行駛時(shí)間，主要包括了觀察時(shí)間、判斷時(shí)間、準(zhǔn)備時(shí)間。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，文章從豎曲線以及匝道范圍兩個(gè)方面重點(diǎn)分析了高速公路立交視距設(shè)計(jì)的關(guān)鍵影響因素，并針對(duì)各影響因素提出了計(jì)算方法。同時(shí)文章還重點(diǎn)分析了主線分岔、合流連接部安全視距，為互通立交視距設(shè)計(jì)提供參考。