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1、对城市互通立交线形设计安全性研究 摘要：互通式立交桥设计的安全性分析是从使用者行车安全的角度对立交设计进行安全性评价,实现立交线形指标与交通流量、车辆行驶速度及司乘人员自然舒适感受三者之间的协调统一。关键词：立交安全性设计;立交线形指标;交通流量中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：引言在高速公路建设中，互通式立交也是高速公路的重要组成部分，是具有空间多层结构形态和立体交通转向功能的专用设施。全国各级公路尤其是交叉口的交通事故异常严重，我国已经开始对道路交通安全性进行系统研究。1、互通立交的安全评价指标高速公路行车稳定性的3大主要因素是人、
2、车、路,互通立交作为连接高速公路与高速公路或高速公路与地方公路之间交通流转换的枢纽,是车辆集中与分散的汇合点,立交设计的安全性评价即以路(立交)的设计为重点及出发点,实现人、车、路之间的和谐统一。1.1立交线形指标与交通流量的协调统一7立交的主要功能是实现2条或多条相交道路之间车辆快速、迅捷、安全的交通转换,立交线形指标的确定以满足上述交通转换的需要为前提及基础。各匝道线形指标不应拘泥于某一固定形式,而是根据匝道实际功能需要分别选用,确保实现立交线形指标与转向交通流量的协调,避免出现:(1)立交设计指标过高,造成资源上的浪费,以及车辆转向速度过快,导
3、致行车安全隐患;(2)立交设计指标偏低,产生车流拥堵、交织或冲突等现象,影响立交功能的发挥。1.2立交线形指标与车辆行驶速度的协调统一以驶出匝道为例,车辆在立交匝道上的行驶轨迹如图1所示。图1.车辆在立交匝道行驶的V～t曲线7因此,立交设计应注意保持以下2种概念的速度协调性:(1)匝道与主线之间运行速度的协调,车辆由主线分离至立交匝道或由匝道合流至高速公路主线时,其速度在短距离内有较大变化,有必要重点优化立交分、合流的端口设计,结合必要的清晰的交通标识,引导转向汽车完成立交与主线的顺利过渡,保持运行过程中速度渐变的协调及平顺;(2)匝道设计指标与实际
4、运行速度的协调,不同于主线的匀速行驶理论,立交匝道应采用变速行驶理论。通常,司机在行驶过程中采用的车速是根据其对路况或沿线障碍物(如收费站等)的判断,综合其对安全及速度等要求后确定的。图1中a、b均为良好的行驶轨迹,而c则出现匝道线形指标偏高,诱导司机提前加速后又被迫减速的行驶状况。因此,提供合适的线形指标,及早明示障碍物的存在,对司机调整速度而言是非常重要的。这一方面需完善道路交通指示系统,及时提醒司机;另一方面,更重要的是通过匝道线形设计上的变化,透露给司机需调整车速的信号,或以线形上的约束强制司机改变车速。1.3立交线形指标与司乘人员舒适感受的
5、协调统一作为立交的另一服务对象,司机可能的行为及心理感受在立交设计中应得到充分考虑。由于立交线形布设复杂、车流交汇分合频繁,司机需做出思索、判断的要求较一般路段多且高。安全的立交设计应确保司机在通行立交时保持视觉上的畅通、对行驶方向的正确判断以及行驶轨迹的顺畅自然。避免出现:(1)司机思索而放慢车速;(2)司机茫然而停滞不前;(3)司机误入车道等现象引发的交通拥堵、夹塞、甚至车祸等不安全事故。2、高速公路互通立交的安全性设计实现人、车、路之间的协调,尽可能消除道路行驶的不安全隐患,是现时代人们对立交设计人员提出的更高要求。2.1准确预测交通量立交交通
6、量预测及分析是确定立交形式及线形指标的先决条件和重要的基础资料。根据交通量预测结果,确定立交主次匝道分布。7主匝道相应采用较高标准,以确保主方向车流行驶顺畅、快捷;次匝道因其交通量偏小,可适当采用低标准,以减少投资。在满足立交线形指标与转向交通流量协调匹配的同时,还应注意保持相邻匝道线形指标的均衡性。由于车辆的方向转换是依赖一条或几条匝道得以实现的,对于多条匝道共同完成某一方向车流转换的情况,应注意维持相邻匝道之间线形指标的协调,保持车辆行驶的延续性。2.2优化线形设计线形设计是立交设计工作中的重点及难点,也是影响立交安全性能的最重要因素。石滩立交的
7、线形设计从安全性角度出发,进行了以下优化设计。2.2.1优化匝道端口设计匝道端口是立交与主线衔接的出入口,是立交行车事故的多发地段(图2.),优化端口设计对保证立交与主线车流速度的协调及车辆分合流渐变行驶的顺畅有重大影响。图2.端口事故类型示意2.2.2优化匝道端口设计需注意以下几点。(1)车道数平衡保证匝道端口的车道数平衡,是确保车流由双车道匝道安全驶出/驶入主线的一个重要措施。(2)变速车道长度设置7匝道变速车道长度的设定是设计者权衡立交安全性与工程造价后,预留给司机以调整速度的空间。对于立交匝道加(减)速车道长度及分合流角度的规定,各国规范根据
8、国情的不同取值各不相同,美国规范对变速车道长度的规定远远大于我国和日本。这些数据在一定程度上反映了各国对立交
