李文靖

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710065)

1 立體交叉線(xiàn)路的相關(guān)規(guī)定

對(duì)路線(xiàn)交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，各項(xiàng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要做出詳細(xì)的說(shuō)明，主要包括：最大縱坡的長(zhǎng)度、平曲線(xiàn)最小的半徑、豎曲線(xiàn)半徑、以及視距等。當(dāng)車(chē)輛在高速公路行駛的過(guò)程中，在平面方向的行車(chē)視距與當(dāng)前行車(chē)路線(xiàn)的平曲線(xiàn)半徑存在著直接性的關(guān)聯(lián)。之所以要詳細(xì)規(guī)定，主要是因?yàn)檐?chē)輛在行駛的過(guò)程中，高速公路互通立交進(jìn)行車(chē)輛行駛的過(guò)程中，行車(chē)視距會(huì)受到多方面因素的影響。在設(shè)計(jì)階段，視距不足造成隱患的路段主要有：平面暗彎處，縱斷面凸形豎曲線(xiàn)，互通立交匝道小半徑曲線(xiàn)的中分帶外側(cè)超車(chē)道；小半徑平縱曲線(xiàn)組合的匝道路段；下穿式立體交叉長(zhǎng)大下坡坡底路段等。要想確保行車(chē)視距滿(mǎn)足各方面的客觀(guān)要求，一定要準(zhǔn)確制定相關(guān)的影響參數(shù)，詳情見(jiàn)表1。

表1 不同類(lèi)型車(chē)道的平曲線(xiàn)最小半徑相關(guān)規(guī)定

2 互通立交中行車(chē)視距指標(biāo)取值

在高速公路中，根據(jù)分析行駛的車(chē)輛可以得知，主要的行駛車(chē)輛當(dāng)包括2種類(lèi)型：第一種是轎車(chē)，第二種是貨車(chē)。轎車(chē)和貨車(chē)具有較多的不同，差異性也比較明顯。與貨車(chē)相比較，轎車(chē)的機(jī)動(dòng)性能更強(qiáng)，不僅如此，這兩種汽車(chē)在體量、行駛目的等方面也存在諸多的不同。所以，對(duì)高速公路的立體交叉環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不會(huì)將其設(shè)計(jì)成為單一的車(chē)道，要設(shè)計(jì)成為多車(chē)道。在諸多因素的影響下，轎車(chē)行駛于高速公路的時(shí)候，往往會(huì)選擇內(nèi)側(cè)車(chē)道，而外側(cè)車(chē)道主要服務(wù)于貨車(chē)。在這樣的情況下，對(duì)高速公路的互通立交進(jìn)行設(shè)計(jì)中，需要將小客車(chē)作為重要的控制因素，因?yàn)樾】蛙?chē)行駛的路線(xiàn)靠近公路內(nèi)側(cè)，特別在一些彎道中，路線(xiàn)設(shè)計(jì)會(huì)明顯影響視距，這就要進(jìn)一步分析小客車(chē)行駛情況。

2.1 確定平曲線(xiàn)最小的半徑

當(dāng)車(chē)輛在高速公路行駛的過(guò)程中，一旦行駛的路線(xiàn)屬于平曲線(xiàn)路段，那么，車(chē)輛的行車(chē)視距就會(huì)受到平曲線(xiàn)半徑的影響。隨著平曲線(xiàn)半徑的減小，車(chē)輛行車(chē)視距也會(huì)跟隨著變小，而行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)不斷提升。一旦平曲線(xiàn)半徑設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成交通隱患。從該理論能夠準(zhǔn)確計(jì)算出平曲線(xiàn)的最小半徑。詳情如表2所示，在該表中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與表1中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相比，各個(gè)數(shù)值都十分接近，不過(guò)，對(duì)于主線(xiàn)設(shè)計(jì)速度，若低于80 km/h的極限值規(guī)定，則危險(xiǎn)性較高。

表2 平曲線(xiàn)最小半徑

2.2 確定凸形豎曲線(xiàn)的最小半徑

當(dāng)車(chē)輛行駛在凸形豎曲線(xiàn)道路中的時(shí)候，凸形豎曲線(xiàn)形狀會(huì)直接影響行車(chē)視距。如果設(shè)計(jì)的曲線(xiàn)半徑過(guò)小的情況下，在道路曲線(xiàn)曲率的影響下，行駛視線(xiàn)會(huì)減少，行車(chē)前方路段隆起部分將造成駕駛員的視線(xiàn)阻礙，進(jìn)而會(huì)減少車(chē)輛的行車(chē)視距。駕駛員的反應(yīng)時(shí)間往往會(huì)超過(guò)客觀(guān)需要的反應(yīng)時(shí)間，由于駕駛員無(wú)法有效應(yīng)對(duì)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致交通事故的出現(xiàn)。所以，要想全面保障道路的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要詳細(xì)針對(duì)凸形豎曲線(xiàn)的道路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此保證凸形豎曲線(xiàn)的半徑處于安全范圍。通常情況下，為了防止交通事故的出現(xiàn)，以停車(chē)視距的兩倍為安全標(biāo)準(zhǔn)，然后，再確定凸形豎曲線(xiàn)公路的最小半徑。不過(guò)，在設(shè)計(jì)階段，客觀(guān)影響因素相對(duì)較多，應(yīng)該對(duì)凸形豎曲線(xiàn)路段的最小半徑做出明確規(guī)定，在這樣的情況下，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要以1.5倍停車(chē)視距為準(zhǔn)。例如，在某段凸形豎曲線(xiàn)路段中，在車(chē)輛的前方，物體高度為10 cm，假如視點(diǎn)的高度為120 cm，OA的長(zhǎng)度就是半徑和視點(diǎn)高度的總和，OB長(zhǎng)度就是半徑和前方物高度的總和，縱向視距的計(jì)算公式為S=axR，a的取值為arccos(OB/OA)，將其代入就可以計(jì)算出縱向的視距。

2.3 確定最大的坡度

在高速公路中，坡度直接影響車(chē)輛的行車(chē)視距，設(shè)計(jì)人員一定要重視道路的坡度，主要是因?yàn)槠露冗^(guò)大的情況下會(huì)給車(chē)輛的安全行駛安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，特別是在北方地區(qū)，冬季的氣溫比較低，在下雪之后路面極滑，對(duì)于大坡度連續(xù)直行的公路而言，不管是上坡，又或者是下坡均會(huì)發(fā)生車(chē)輛打滑現(xiàn)象，在很大程度上增加了車(chē)輛連續(xù)追尾事件，交通事故時(shí)常發(fā)生。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐研究可知：當(dāng)行駛路段為連續(xù)上坡，如果坡度差大于3.5%，那么，約為70%的司機(jī)都會(huì)出現(xiàn)坡度錯(cuò)覺(jué)，當(dāng)行駛路段為連續(xù)下坡情況，如果坡度差達(dá)到了2.5%，那么，約為70%的司機(jī)都會(huì)出現(xiàn)坡度錯(cuò)覺(jué)。然而，在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候，豎曲線(xiàn)額的半徑應(yīng)該大于表3中的半徑值時(shí)，這樣可以避免85%的駕駛員出現(xiàn)坡度錯(cuò)覺(jué)。

表3 坡度錯(cuò)覺(jué)臨界豎曲線(xiàn)半徑值

3 高速公路互通立交視距設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

3.1 提升視距設(shè)計(jì)的靈活性

現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)人員會(huì)普遍認(rèn)為行車(chē)視距就是要與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)相適應(yīng)，也就是說(shuō)，要滿(mǎn)足安全的行車(chē)視距。對(duì)于設(shè)計(jì)值來(lái)說(shuō)，不管是接近規(guī)范的極限值，又或者是超過(guò)了規(guī)范值，可以看作是行車(chē)視距滿(mǎn)足了規(guī)范要求。然而，在規(guī)范中所規(guī)定的指標(biāo)數(shù)值確定主要是建立在理論分析基礎(chǔ)上，也是平面簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果。然而，在具體的工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，行車(chē)視距往往是平、縱、橫組合而成的不規(guī)則的三維立體，存在很多因素的影響。如果對(duì)規(guī)范值進(jìn)行直接套用，這樣在實(shí)際應(yīng)用中就會(huì)發(fā)生較大的風(fēng)險(xiǎn)，不僅如此，行車(chē)視距也可能無(wú)法滿(mǎn)足客觀(guān)的需求。尤其對(duì)一些特殊路段，如主線(xiàn)下穿時(shí)，跨線(xiàn)橋橋孔布設(shè)不當(dāng)，橋墩對(duì)識(shí)別視距可能造成影響；當(dāng)主線(xiàn)上跨時(shí)，對(duì)于長(zhǎng)度較短的右轉(zhuǎn)匝道，駕駛員的視線(xiàn)會(huì)被遮擋，不能分辨匝道的路線(xiàn)走向。因此，互通立交設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該滿(mǎn)足規(guī)范要求的同時(shí)，還要從工程實(shí)際情況出發(fā)，綜合考慮各方面影響因素，多方面考慮計(jì)算相關(guān)視距要求，保證視距設(shè)計(jì)滿(mǎn)足工程實(shí)際應(yīng)用需求。

3.2 驗(yàn)算分流識(shí)別視距

高速公路互通立交分流段易發(fā)生視距不良事故的路段主要有：當(dāng)互通立交出口位于主線(xiàn)平曲線(xiàn)外側(cè)的后半段，受中分帶設(shè)施的遮擋不易識(shí)別出口標(biāo)志；當(dāng)互通立交出口位于主線(xiàn)平曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)，受橋梁橋墩或路側(cè)護(hù)欄遮擋，不能及時(shí)識(shí)別出口位置，尤其車(chē)速較高時(shí)，易撞向固定物；當(dāng)互通立交出口處在較小的凸形豎曲線(xiàn)變坡點(diǎn)后，受物高和視高影響，不能及時(shí)識(shí)別出口標(biāo)志，易錯(cuò)過(guò)出口。

對(duì)高速公路進(jìn)行互通立交視距的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其主線(xiàn)行車(chē)視距應(yīng)該超過(guò)常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用汽車(chē)?yán)碚摷叭梭w工程學(xué)原理分析，駕駛員在互通立交出口視距應(yīng)包括認(rèn)讀距離、判斷距離、行動(dòng)距離和安全距離，其中認(rèn)讀時(shí)間一般為3 s，判斷時(shí)間為2.0～2.5 s，行動(dòng)時(shí)間包括汽車(chē)反應(yīng)時(shí)間，消除制動(dòng)踏板的間隙等所需要的時(shí)間及制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間，安全距離通常為15～100 m。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，通常對(duì)于分流識(shí)別視距，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要以車(chē)輛10～13 s的行車(chē)為標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)于不同分析方法，對(duì)分流處識(shí)別視距存在一定的差異。

在高速公路的互通立出口處，應(yīng)該對(duì)分流識(shí)別距離做出合理判斷，按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，在不同的規(guī)范下，計(jì)算方式存在很大的差異性。假如設(shè)計(jì)的主線(xiàn)行車(chē)速度為120 km/h，在《公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，將識(shí)別視距做出了明確規(guī)定，即：要滿(mǎn)足350～460 m。不過(guò)，根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出的識(shí)別視距則為333～433 m?？梢?jiàn)，對(duì)視距進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮不同的規(guī)范計(jì)算方式存在的差異性，進(jìn)而選擇合理的指標(biāo)。

3.3 驗(yàn)算匯流識(shí)別視距

高速公路互通立交合流區(qū)的事故主要有：主線(xiàn)外側(cè)車(chē)輛速度較高，與匯入車(chē)輛發(fā)生碰撞事故；在對(duì)入口識(shí)別時(shí)，對(duì)主線(xiàn)車(chē)輛的反應(yīng)存在時(shí)差，一般在接近合流端的時(shí)候才會(huì)減速、變換車(chē)道，與后方車(chē)輛或內(nèi)側(cè)車(chē)輛發(fā)生事故；主線(xiàn)交通流較大，匝道待匯入車(chē)輛難以匯入，強(qiáng)制匯入時(shí)發(fā)生碰撞事故。

在高速公路互通立交匯流區(qū)，主線(xiàn)車(chē)輛駕駛行為分為兩種，一種是減速通過(guò)，避免與匝道車(chē)輛發(fā)生碰撞，一種是向主線(xiàn)內(nèi)側(cè)車(chē)道變道，行駛到對(duì)自己干擾較小的車(chē)道行駛。同時(shí)，匝道上的車(chē)輛在加速車(chē)道上尋求合適插入間隙匯入主線(xiàn)， 需要在匝道

上有足夠的距離來(lái)辨別主線(xiàn)車(chē)輛的安全視距。因此，在高速公路中，對(duì)互通立交分流進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)轳{駛行為不同就會(huì)使識(shí)別視距產(chǎn)生諸多的差異性，而這種差異性會(huì)出現(xiàn)在交通路線(xiàn)的匯流中。要想?yún)R流全過(guò)程具有良好的安全性，應(yīng)該全面保障對(duì)匯流區(qū)域的三角區(qū)的視野，主線(xiàn)應(yīng)該以100 m以上為標(biāo)準(zhǔn)，匝道應(yīng)該以60 m以上為標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)，這些要求還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)合理設(shè)計(jì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在高速公路中，對(duì)互通立交進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，行車(chē)視距一直是設(shè)計(jì)難點(diǎn)，因?yàn)閰R車(chē)道和分車(chē)道存在大角度的交叉，這樣會(huì)使行車(chē)視距不足，無(wú)法保證車(chē)輛的安全行駛，還會(huì)影響高速公路的通行效率。所以，行車(chē)視距應(yīng)該綜合考量，重點(diǎn)路段要重點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證公路互通立交要滿(mǎn)足視距的客觀(guān)需求，為車(chē)輛安全行駛奠定良好的基礎(chǔ)。