高速公路出入口間距安全設計研究

李鈺春

摘要 文章以京滬高速公路擴建工程中廣陵樞紐與廣陵服務區出入口間距為研究對象，通過對駕駛過程產生合流、分流、交織沖突等現象的分析，計算每種駕駛過程的最大需求距離。結果表明：駕駛過程中換道次數越多，對出入口間距的需求越長;當條件受限時，可以通過修正主線減速度、標志判讀距離優化、提前進行變道指引等措施提高安全性。相關研究結論為類似工程提供解決思路。

關鍵詞 樞紐;服務區;出入口間距;安全性評價

中圖分類號 U412.352.1 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）02-0065-03

0 引言

社會經濟快速發展，交通量持續增長，為滿足人們日益旺盛的出行需求，既有高速公路擴建和加密互通等服務設施的需求越來越大。但既有高速公路擴建工程的建設條件復雜，新增或改造互通、服務區后，節點設施的間距將直接影響高速公路的服務水平和運營安全[1]。該文以京滬高速公路廣陵至靖江段擴建工程中廣陵樞紐、廣陵服務區改擴建方案為研究對象，結合交通安全性評價，對出入口間距進行安全設計研究，為類似工程提供解決思路。

1 既有公路安全特性分析

1.1 概述

廣陵樞紐：銜接京滬高速公路、鹽靖高速公路與滬陜高速公路，實現三條高速公路間的交通流轉換。2018年，江廣高速擴建，形成現狀樞紐形式。如圖1所示。

廣陵服務區：位于廣陵樞紐南側。2018年，廣陵服務區雙側提升改造，形成現狀廣陵服務區形式。如圖2所示。

存在問題：現狀廣陵樞紐與廣陵服務區凈距僅647 m、551 m，近年來路網交通量增長快速，對該路段的安全運營帶來了不小挑戰。

1.2 事故調查分析

根據2019年9月至2021年5月間的路段交通事故情況分析，事故集中段落位于廣陵樞紐～廣陵服務區之間，樞紐與服務區之間間距較近，車輛在該路段的換道行為對交通安全產生了較大的危險。如圖3所示。

2 出入口間距計算模型與參數分析

2.1 改造方案

項目研究報告[2]中，從功能適應性、交通量適應性、行車連續性等多方面對現狀樞紐的問題進行了分析，同時，結合安全性分析，提出了改擴建方案。改造后，樞紐范圍內滬陜高速公路、鹽靖高速公路主線車道數分別由雙車道增加為三車道，廣陵樞紐與廣陵服務區凈距由現狀647 m、551 m分別提高至1 324 m、1 464 m。

2.2 駕駛過程分析

廣陵樞紐至服務區路段存在多條交通運行路徑，包括下行方向由鹽靖主線駛入服務區、由京滬主線駛入服務區，上行方向由服務區駛入鹽靖主線、由服務區駛入京滬主線四條主要運行路線。這4種駕駛過程產生合流、分流、交織沖突等現象，出入口間距計算需要考慮每種駕駛過程的最大需求距離。

駕駛過程為以下4種，其中單方向京滬主線3車道、鹽靖主線3車道，合流段主線5車道+1輔助車道，服務區出口1車道：

2.2.1 由鹽靖高速主線駛入服務區

從樞紐互通駛向服務區方向，由鹽靖高速主線D駛入服務區時最不利情況為車輛位于最內側車道，此時，車輛需變換4次車道駛入最外側車道，再經輔助車道，或直接駛入進服務區的匝道。

2.2.2 由京滬高速主線駛入服務區

從樞紐互通駛向服務區方向，由京滬高速主線R駛入服務區時最不利情況為車輛位于中間車道2，此時，車輛需變換2次車道駛入最外側車道，再經輔助車道，或直接駛入進服務區的匝道。如圖4所示。

2.2.3 由服務區駛入鹽靖高速主線

從服務區駛向樞紐互通方向，由服務區駛出并進入鹽靖高速主線，此時車輛可直接通過輔助車道進入鹽靖高速。

2.2.4 由服務區駛入京滬高速主線

從服務區駛向樞紐互通方向，由服務區駛入京滬高速主線，此時車輛至少通過3次車道變換從輔助車道變換至中間車道2進入京滬高速。如圖5所示。

模擬駕駛過程，車輛從發現指路標志到最終駛入服務區（主線）主要經歷以下幾個過程：

（1）京滬、鹽靖主線車道變換車道至輔助車道后駛出，進入服務區：如圖6所示。

（2）從服務區駛出的車輛，匯入主線，選擇京滬或鹽靖方向繼續行駛：如圖7所示。

2.3 計算結果

根據對駕駛過程的分析可知第1種及第4種駕駛情況換道次數最多，情況最不利。對以上兩種情況進行計算分析，關鍵參數選取較大合理值、其他參數選取一般值，標準車型采用小客車，具體選取的計算參數如表1所示。

預測遠景交通量為1 411 pcu/（h*ln），計算結果見表2、表3。

3 設計方案及安全性評價

在預測遠景年設計交通量狀況下，從服務區駛入鹽靖高速主線和京滬高速主線，改造方案出入口設計間距1 324 m大于計算所需距離1 263 m;從鹽靖高速最內側車道變道駛入服務區，改造方案出入口設計間距1 464 m接近計算所需距離1 495 m，由于多方面因素控制，間距無法進一步加大。現對包括修正主線減速度、標志判讀距離優化、提前進行變道指引等優化措施進行分析討論。

3.1 設計方案

3.1.1 修正主線減速度—駕駛員減速

上述計算中主線的減速度值采用AASHTO中發動機的減速度值，而在實際駕駛過程中，駕駛員要駛出主線，往往需要配合制動器進行制動，即主線減速度由1.0 m/s2提升至2.0 m/s2。計算可得所需距離為1 378 m，略低于所提供的間距1 464 m。

3.1.2 標志判讀距離優化—標志提前預告

假設在合流點前鹽靖高速主線上已進行服務區提前預告，保證駕駛員在合流前已接收相關信息，可減少反應時長，此時標志視認距離可考慮采用127 m，駕駛員反應時間為1.64 s。計算可得所需距離為1 422 m，略低于所提供的間距1 464 m。

3.1.3 減少變換車道數—提前提醒變換車道

若在合流點前鹽靖高速主線上提醒進服務區車輛提早變道也可有效減少所需距離，現對從中間車道1、車道2開始操作的情況進行計算。計算可得從中間車道1和車道2變道駛入服務區所需距離分別為1 351.8 m和1 153.8 m，低于所提供的間距1 464 m。

3.2 安全性評價

（1）考慮由于樞紐互通及服務區間距較近，駕駛員采取較為激烈的減速措施，即采用制動器進行減速，計算得出從最內側車道開始變道所需的距離為1 378 m，非常接近間距1 464 m，表明當車輛不得不從最內側車道開始變道時，駕駛人員為了保證能順利進入服務區，可能會采取比計算假設更為激烈的減速行為，這種情況會增加后車追尾和相鄰車道側碰的危險。

（2）通過提前設置指路標志，并輔以預告及提示，可使駕駛員對前進方向有心理預期，減少臨時作出判斷的反應時間，從而減少誤判誤行等導致的危險駕駛行為。

（3）通過對預測交通量狀況下，駛入服務區方向從最內側車道及中間車道2起始變道的場景進行計算，發現當交通量較小的情況下，1 464 m的間距是可以滿足車輛換道需求的，但當交通量增大時，車輛更難尋找到可插入間隙時，最內側車道無法完成車道變換的風險逐漸增大。

4 結論

綜上所述，預測遠景年設計交通量狀況下，從鹽靖高速最內側車道變道駛入服務區，在合流點前鹽靖高速主線上提前進行服務區預告和提前提醒變換車道兩種方式均能滿足小間距出入口需求。隨著社會經濟的發展，高速路網不斷完善，高速公路出入口布局越來越密集。出入口間距過小，將影響高速公路的服務水平、通行能力和交通安全[3]。該文以廣陵樞紐與廣陵服務區的間距為研究對象，結合交通安全性評價，對兩者出入口間距進行安全設計研究，為類似工程提供解決思路。

參考文獻

[1]公路立體交叉設計細則：JTG D21—2014[S].北京：人民交通出版社，2014.

[2]華設設計集團股份有限公司.京滬高速公路廣陵至靖江段擴建工程廣陵樞紐方案研究報告[R].南京：華設設計集團股份有限公司，2021.

[3]趙一飛，陳敏，潘兵宏.隧道與互通式立交出口最小間距需求分析[J].長安大學學報（自然科學版），2011（3）：68-71+89.