雙向八車道高速公路立交出口交通流組織安全設施

高子翔

（廣東省交通規(guī)劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507）

一、引言

雙向四車道高速公路改擴建為雙向八車道高速公路后，車輛換道的距離增長，沖突點增多，嚴重影響了汽車行駛安全性。據此，本文研究了雙向八車道高速公路立交出口交通流組織安全設施，以提高道路改擴建后的行車安全性。

二、立柱式標志

當前，立柱式標志共有兩種類型，小型標志牌常采用單柱式標志，較大的標志牌常采用雙柱式標志，高速公路出口段常采用雙柱式標志牌。

（一）立柱式標志可視性分析

圖1. 立柱式標志可視區(qū)計算示意圖

標志牌在司機眼里屬于動態(tài)視覺的一種，司機在駕駛車輛時，視覺范圍表現為錐形視野，隨著汽車相對速度不斷增加，該視野范圍逐漸縮小。有數據顯示，人類眼球視野在不轉動條件下有6°的有效范圍，在轉動條件下有18°的視野范圍，若此時加上頭部轉動，將會取得36°的視野范圍。因此，為確保駕駛員行車時具有足夠的安全性，本文選取僅允許駕駛員眼球轉動即取單眼球視野范圍為18°的情況進行研究。

（二）立柱式標志遮擋

文中所分析的雙向八車道高速公路車道配置為2+2形式，小型車在眺望立柱式標志時，被大型車遮擋的情況如圖2 所示。

圖2. 立柱式小客車被遮擋示意圖

選取標準車型進行分析可知，為避免小型車被大型車遮擋，所需的立柱式標志下緣與地面的距離均大于標準值1.5～2.5m，應加高立柱式標志以滿足小型車的視野要求。但在加高立柱式標志時，會引起基礎受力改變等一系列問題，出現遮擋路側立柱式標志的情況。

此外，加高立柱式標志會提高其強度以及設計標準的要求，不利于工程造價，基于此，本文分析了大型車遮擋概率以及臨界條件。

小型車被大型車遮擋的原因在于右側行車道上車輛高度過高。但該種遮擋僅在滿足一定的條件時才可能產生。因此，本文將通過研究大型車與小型車的平面位置來分析遮擋情況，并選取小型車與大型車的車頭間距，判斷遮擋臨界位置。

圖3. 立柱式標志遮擋過程示意圖

通過分析遮擋過程可知，遮擋概率最大的情況為小型車在2車道，大型車在3車道時。圖3截面OO'代表小車行使在3車道時，駕駛員的視野范圍，此時大型車并未對小型車起到遮擋作用。當遮擋情況開始發(fā)生時，小型車和大型車有著最大的車頭間距，此后兩車的車頭間距隨著時間的推移而不斷縮短，在完成整個遮擋過程時，兩車的車頭間距達到最小值。故可通過計算兩車頭間距在整個遮擋過程中的最值來求取遮擋概率。

基于上述分析，本文采用交通仿真軟件VISSIM對其遮擋概率進行仿真分析，由數據可知，當1車道和2車道的交通量一定時，隨著3車道交通量的上升，遮擋概率出現不斷上升的趨勢；當3車道的交通量一定時，隨著1車道以及2車道交通量的上升，遮擋概率出現不斷上升的趨勢。

（三）出口標志形式選擇

采用與上述原理相同的方法，對懸臂式標志以及門架式標志進行遮擋概率分析可知，在相同的交通量下，對比懸臂式標志和立柱式標志可知，立柱式標志具有更好的視野范圍，當大型車量交通量在30%以下時，視野范圍最優(yōu)的是門架式標志。結合道路標識規(guī)范以及上述標志遮擋概率，確定雙向八車道高速公路一般互通的出口標志：對于三級出口預告標志而言，當小型車交通量在850veh/h以下時，可采用立柱式標志；當其在850veh/h以上，1250veh/h以下時，可采用懸臂式標志；當其在1250veh/h～1650veh/h之間時，可采用門架式標志；同理，對于行動點出口標志，可分別采用立柱式、門架式、門架式標志；對于分叉點出口標志可分別采用立柱式、立柱式、立柱式標志。

三、其他安全設施

（一）防撞措施

當前，以設置防撞桶的方式作為高速公路出口段的防撞設施，但防撞桶的防撞擊能力較差，當高速行使的車輛與其發(fā)生碰撞時，能夠較為輕易的將其撞碎，從而與三角區(qū)護欄發(fā)生撞擊事故，導致車上人員受到傷害。在出口段設置防撞設施必須滿足車輛在與其發(fā)生撞擊之后，不會與三角段護欄發(fā)生二次撞擊?；诖耍疚倪x擇防撞墊作為研究對象。并根據不同情況提出優(yōu)化措施。

防撞墊主要起緩沖作用，一般設置在道路三角端處。設置防撞墊能夠對車輛的撞擊能量起到吸收的作用，從而降低交通事故損傷程度。車輛與防撞墊的碰撞主要表現為車頭與防撞墊端頭的撞擊，導致端頭出現變形，端頭變形所產生的能量被防撞墊里的吸能材料吸收，此外防撞墊后背發(fā)生支撐作用，進一步對車輛撞擊力起到抵抗作用。為使防撞墊在與車輛發(fā)生撞擊時能夠抵抗各個方向的能量，本文推薦采用橡膠作為其吸能材料。橡膠吸能材料除了能夠起到吸能作用之外，還能起到導向作用。

一般情況下，防撞墊抵抗正面撞擊的能力強于側面撞擊。但當車輛與防撞墊發(fā)生側面撞擊時，防撞墊與車輛會產生刮擦滑移，最后與護欄產生碰撞，該過程會對車輛造成較大的損害，不利于安全性。針對這一問題，可采用導向型防撞墊。相比于普通防撞墊，在車輛與其發(fā)生側面碰撞時，其導向板會對車輛起到導向作用，使車輛回正，其支撐墊則可以起到抗車輛沖擊的作用。

（二）輔助標志

當前，我國主要采用四級出口預告標志，相比之下，在美國出口標記的規(guī)范中，其還在出口預告標志中加入了誘導標志，從而提高駕駛員對標志的關注度。該種做法可在很大程度上解決遮擋問題，具有一定的參考價值。

對于車距保證標志而言，當外側車道有較大交通量，內側車輛換道較為困難時，為確保內側車輛的換道能夠順利進行，可將車距保證標志設置在外側車道上，提示外側駕駛員保持距離，以給內側駕駛員提供換道機會。

四、結語

雙向八車道高速公路立交出口交通流組織安全設施設置的合理性以及科學性對道路路網安全有較大的影響。因此，本文主要通過研究雙向八車道高速公路出口的立柱式標志的遮擋概率，從而給出不同情況下，雙向八車道高速公路出口段交通標志的推薦形式。