互通立交安全設(shè)計(jì)

,公路交通安全工程研究中心周榮貴研究員周建副研究員,互通立交安全設(shè)計(jì),背景,立交選型與幾何設(shè)計(jì),立交安全設(shè)計(jì)原則,為什么進(jìn)行立交安全設(shè)計(jì)?,互通式立交的設(shè)計(jì),在很大程度上影響著高速公路的安全。立交特點(diǎn):具有交通轉(zhuǎn)換功能空間多層結(jié)構(gòu)形態(tài)受投資及環(huán)境限制形式上多樣樞紐、服務(wù)型、復(fù)合型,一、背景,互通立交范圍成為高速公路交通事故的高發(fā)區(qū),高速公路事故大部分發(fā)生在互通式立交區(qū)域內(nèi),且集中在匝道出入口附近。事故原因:在變速車道路段內(nèi)，車輛進(jìn)行分合流；車輛由于變速性能的差異，往往造成追尾；出口視距不佳、減速車道長(zhǎng)度不足；交通量大時(shí)，車輛強(qiáng)行進(jìn)入，引起事故。,一、背景,天津市快速路互通立交通行能力研究江肇高速南延線棠下樞紐互通方案安全性評(píng)價(jià)京港澳高速公路粵境南段機(jī)場(chǎng)北互通南行出口匝道運(yùn)營(yíng)期安全性評(píng)價(jià)以及近幾年完成的十幾條高速公路安全評(píng)價(jià)中的數(shù)十座互通立交安全分析公路互通立交設(shè)計(jì)規(guī)范（在編）,一、背景,事故案例,樞紐型立交,一般型立交,一、背景_案例,一、背景_案例1,自開(kāi)通以來(lái)，該樞紐立交附近（尤其是B匝道區(qū)域內(nèi)）2月份共發(fā)生28起交通事故，死亡7人。除3起重大事故外，其它多為刮蹭、追尾等輕微事故.傷亡事故比例占該通車路段37%,成為事故黑點(diǎn)。,一、背景_案例1,2月正直春運(yùn)高峰，交通量較大，一輛大巴車與前方排隊(duì)等待交費(fèi)的小客車相撞，三人死亡。下午13點(diǎn)30分，一輛小客車由于沒(méi)有正確判別行走路線，在B匝道分流點(diǎn)處停留問(wèn)路，后面一輛大貨車由于躲閃不及與其追尾相撞，造成1人死亡的重大事故。,一、背景_案例1,3月1日下午17點(diǎn)左右，三位交警在B匝道出口處停車視察，看到主線一輛面包車行車不穩(wěn)、雨刷器失效后，示意其靠邊停車，面包車駕駛員由于酒后駕車緊張，操作不當(dāng)，將三名交警撞出路外，致使三位交警死亡，造成慘重事故。,一、背景_案例1,該樞紐立交B匝道區(qū)域內(nèi)的事故高發(fā)的主要原因是:1.司機(jī)安全意識(shí)淡漠、駕駛行為不規(guī)范；2.車況差且性能差異大；3.互通設(shè)計(jì)違背了安全設(shè)計(jì)規(guī)則:_速度不連續(xù)_幾何設(shè)計(jì)缺少容錯(cuò)性_功能不匹配_標(biāo)志信息不連續(xù),一、背景_案例1,速度不匹配、指標(biāo)脫節(jié)匝道的40km/h設(shè)計(jì)速度與主線100km/h的平均行駛速度相比速度差過(guò)大。部分關(guān)鍵指標(biāo)選用了較低設(shè)計(jì)值,不滿足設(shè)計(jì)速度100km/h的指標(biāo)要求。分流漸變段起點(diǎn)處的平曲線半徑700m。縱坡指標(biāo)選用了2.6%，連續(xù)下坡。主線輔助車道的長(zhǎng)度僅有200m;,一、背景_案例1,缺少容錯(cuò)設(shè)計(jì)考慮,1、B匝道前方主線輔助車道起點(diǎn)的視距雖滿足規(guī)范的停車視距要求，但缺少容錯(cuò)考慮，彎道內(nèi)側(cè)山體遮擋了上游駕駛員視線。這樣主線車輛一旦忽視了路側(cè)的出口預(yù)告標(biāo)志，不能及時(shí)預(yù)知輔助車道存在。,一、背景_案例1,2、B匝道末端，即與主線收費(fèi)站連接一端，是該匝道線形最緊的部分，平曲線半徑300m接縱坡坡度4.67%的豎曲線，雖然滿足匝道停車視距的規(guī)定。但對(duì)于前方收費(fèi)站存在判斷視距不足問(wèn)題。,一、背景_案例1,缺少容錯(cuò)設(shè)計(jì)考慮,功能不匹配、收費(fèi)站通行能力不足,一、背景_案例1,司法鑒定申請(qǐng),某市人民法院受理的原告李xx、孫xx等四人與被告xx省交通廳、xx市公路管理局、xx市公路管理局公路管理處人身?yè)p害賠償糾紛一案,需對(duì)xx立交橋出入口線形設(shè)計(jì)是否符合技術(shù)規(guī)范進(jìn)行鑒定。,一、背景_案例2,立交概況,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)汽車專用公路。根據(jù)當(dāng)事方提供的資料，公路于1991年開(kāi)始設(shè)計(jì)，1992年施工建設(shè)，1994年主體工程完工，1995年10月底建成通車，*立交橋于1994年年底完工。公路于2000年開(kāi)始路面、交通通信、安全設(shè)施高速化改造。,一、背景_案例2,一、背景_案例2,一、背景_案例2,一、背景_案例2,某立交橋:主線設(shè)計(jì)速度80km/h,匝道設(shè)計(jì)速度30m/h,半徑40m,下坡隧道,出口100米接R=40m匝道,隧道,一、背景_案例3,背景,立交選型與幾何設(shè)計(jì),立交安全設(shè)計(jì)原則,人員的不安全行為、車輛的不良技術(shù)狀況、道路的不安全設(shè)計(jì)、惡劣氣候條件和管理上的不足等,都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)事故,道路的安全空間,二、立交安全設(shè)計(jì)原則,道路條件是引起人(駕駛員)出錯(cuò)的深層次原因,人的自身,道路原因,在事故成因中的“人為失誤和錯(cuò)誤”，除少量事故是真正由于駕駛員粗心引起的以外，相當(dāng)部分與復(fù)雜困難的行駛條件有關(guān)，而困難的行駛條件則與道路設(shè)計(jì)有關(guān)。,二、立交安全設(shè)計(jì)原則,安全設(shè)計(jì)目標(biāo):是以人為本，通過(guò)改進(jìn)立交設(shè)施的幾何設(shè)計(jì),減少交通事故發(fā)生的可能性。或在交通事故發(fā)生時(shí)，降低交通事故的嚴(yán)重程度。,功能匹配性：立交選型應(yīng)和功能相符。設(shè)計(jì)一致性：速度一致性、駕駛期望一致、指標(biāo)均衡。標(biāo)志連續(xù)性:道路可預(yù)知性,設(shè)施的幾何形態(tài)應(yīng)盡可能可以預(yù)知,減少公路使用者的判斷反映時(shí)間。設(shè)計(jì)的容錯(cuò)性:寬容性設(shè)計(jì),安全設(shè)計(jì)原則,二、立交安全設(shè)計(jì)原則,安全設(shè)計(jì)目的,提升設(shè)施的本質(zhì)安全消除設(shè)施的技術(shù)缺陷,打斷交通事故“鏈”中的道路設(shè)施節(jié)點(diǎn)。擴(kuò)大道路“安全空間”,提高“寬容度”即使駕駛員有錯(cuò)誤產(chǎn)生，也不能以犧牲生命為代價(jià)。,二、立交安全設(shè)計(jì)原則,背景,立交選型與幾何設(shè)計(jì),立交安全設(shè)計(jì)原則,互通立交安全設(shè)計(jì)要點(diǎn),1互通立交區(qū)內(nèi)的通行能力2互通區(qū)主線線形指標(biāo)3匝道設(shè)計(jì)4匝道出入口5視距6主線流向連續(xù)性7全線出口形式一致8標(biāo)志、標(biāo)線設(shè)計(jì)9被交道路平交口渠化設(shè)計(jì),三、立交選型與幾何設(shè)計(jì),通過(guò)輔助車道溝通了兩座立交，不僅因進(jìn)出口過(guò)多導(dǎo)致運(yùn)行秩序混亂，而且通行能力嚴(yán)重不足，成為交通的常規(guī)擁堵點(diǎn)。,3.1互通立交區(qū)內(nèi)的通行能力,WEAVINGALONGMAINLINEISSTRONGLYDISCOURAGED,方案一:集散道復(fù)合,方案二:集散道和匝道復(fù)合,3.1互通立交區(qū)內(nèi)的通行能力,從行車舒適性、出口安全性和行車方向的易辨別性考慮,互通式立交范圍內(nèi)的主線平、縱面指標(biāo)應(yīng)高于主線正常路段標(biāo)準(zhǔn)。,3.2互通立交主線線形指標(biāo),設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題是設(shè)計(jì)者較多地注重了匝道的設(shè)計(jì)，而往往忽視了主線及被交道路的主線線形指標(biāo)是否滿足安全性要求。主線豎曲線半徑指標(biāo)僅滿足正常路段標(biāo)準(zhǔn)，或僅大于極限值而小于一般值。,流出點(diǎn)不明確,3.2互通立交主線線形指標(biāo),設(shè)計(jì)速度不匹配：立交主線是100km/h，匝道僅為40km/h，不符合運(yùn)行速度一致性要求。,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)速度,根據(jù)主線設(shè)計(jì)速度和互通式立交類別、交通量分布情況大體確定取值范圍，并用以指導(dǎo)匝道的布置，再根據(jù)匝道形式及其可能達(dá)到的運(yùn)行速度確定。,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)速度,匝道設(shè)計(jì)速度,選用匝道設(shè)計(jì)速度應(yīng)遵循的原則：右轉(zhuǎn)彎匝道應(yīng)盡量采用上限或中間值。直連式和半直連式左轉(zhuǎn)彎匝道宜采用上限或中間值。出口附近的匝道應(yīng)有較高的設(shè)計(jì)速度。,匝道設(shè)計(jì)速度選取原則,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)速度,運(yùn)行速度動(dòng)態(tài)控制,充分認(rèn)識(shí)匝道運(yùn)行速度變化頻繁的特點(diǎn)，在變化過(guò)大的相鄰路段之間，通過(guò)運(yùn)行速度的檢驗(yàn)和幾何設(shè)計(jì)的調(diào)整，保證運(yùn)行速度的連續(xù)性。相鄰單元路段的運(yùn)行速度差和運(yùn)行速度梯度小于一定的臨界值。在一定的道路交通條件下實(shí)際的運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)車速差小于一定的臨界值。,建議的相鄰路段的運(yùn)行速度差和運(yùn)行速度梯度指標(biāo),3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)速度,匝道類型與事故率,排序：左側(cè)匝道剪刀形喇叭形無(wú)集散道的苜蓿葉匝道,3.3匝道線形指標(biāo),A型、B型喇叭選擇不合理教條地將最大282輛/小時(shí)的流向作為主流向選用了B型喇叭,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)問(wèn)題,超高設(shè)置匝道超高設(shè)置應(yīng)與車輛在匝道上的行駛速度相適應(yīng)，最大超高應(yīng)出現(xiàn)在環(huán)形匝道上。過(guò)大的超高給人一種不安全感，同時(shí)影響路容，而超高不足也會(huì)降低用路者的舒適性與安全性。,匝道設(shè)計(jì)問(wèn)題,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)問(wèn)題,“欠超”的現(xiàn)象較為普遍,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)問(wèn)題,沒(méi)有考慮服務(wù)的主流車型，全部按小客車進(jìn)行設(shè)計(jì)選取了10%的最大超高值，極易出現(xiàn)彎道大型貨車傾覆事故。,匝道超高值過(guò)大,3.3匝道線形指標(biāo)_匝道設(shè)計(jì)問(wèn)題,調(diào)查表明:高速公路事故大部分發(fā)生在互通式立交區(qū)域內(nèi)；且集中在匝道出入口附近。事故原因:在變速車道路段內(nèi)，車輛進(jìn)行分合流車輛由于變速性能的差異，往往造成追尾；出口視距不佳、減速車道長(zhǎng)度不足；交通量大時(shí)，車輛強(qiáng)行進(jìn)入，引起事故。,3.4匝道出入口,排序：流出匝道流入匝道減速車道變速車道之間加速車道,互通區(qū)域的事故分布,3.4匝道出入口,主線彎道內(nèi)側(cè)出口漸變率過(guò)小，而外側(cè)出口漸變率過(guò)大：_對(duì)出口行駛方向識(shí)別不利。_對(duì)于平行式減速車道，分流點(diǎn)的曲率半徑不滿足要求，線形變化過(guò)急。,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題1,出口彎道半徑是滿足規(guī)范要求的，但不幸的是與前后平直線形的組合導(dǎo)致運(yùn)行速度的不連續(xù)，超出了駕駛員所期待和所能接受的范圍。,運(yùn)行速度急劇變化,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題1,加、減速車道長(zhǎng)度不足,分流點(diǎn)之后的緩和曲線長(zhǎng)度過(guò)短，不能滿足車輛繼續(xù)減速要求,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題2,變坡點(diǎn)與反向平曲線的拐點(diǎn)重合，視距不足極易誘發(fā)交通事故。,平、縱面線形組合不良,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題3,車道不連續(xù)和車道數(shù)平衡問(wèn)題,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,流入端部的車道平衡,合流后的車道數(shù)等于合流前的主線與匝道車道數(shù)之和，或者為合流前的主線與匝道車道數(shù)之和再減去一個(gè)車道。即：NcNF+NE1或NcNF+NE,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,流出端部的車道平衡,分流前的車道數(shù)等于分流后的主線與匝道車道數(shù)之和再減去一個(gè)車道。即：NcNF+NE1,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,車道平衡與通行能力,通過(guò)通行能力分析確定主線基本車道數(shù)和匝道車道數(shù)。車道數(shù)一旦被確定，車道平衡原理則被用來(lái)決定是否設(shè)置輔助車道。,通行能力,車道數(shù)量,設(shè)置輔助車道,不設(shè)置輔助車道,車道平衡?,否,是,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,車道平衡與基本車道連續(xù),通過(guò)互通式立交路段，首先應(yīng)保證基本車道數(shù)，同時(shí)保證車道連續(xù)，再視需要增設(shè)輔助車道以維持車道平衡。(a)車道平衡，但基本車道不連續(xù)：(b)基本車道連續(xù)，但車道不平衡：(c)車道平衡，且基本車道連續(xù)。,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,基本車道的連續(xù),（a）主線在互通范圍保證了有三個(gè)車道，但只有一個(gè)車道是連續(xù)的。（b）主線在互通范圍最少也為三個(gè)車道，但三個(gè)車道都是連續(xù)的。,主線在通過(guò)互通時(shí)，應(yīng)盡可能使每條直行車道是連續(xù)的而不應(yīng)輕易將其中斷或橫移。,中斷,中斷,3,3,3,3,3,3,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,車道數(shù)的連續(xù),主線在通過(guò)互通式立交時(shí)其直行車道數(shù)原則上是連續(xù)的。由于分期建設(shè)而在某一路段暫時(shí)少建一條主線車道，或因其它原因而需在互通式立交間減少或增加車道時(shí)，應(yīng)選擇在主線的右側(cè)，若在左側(cè)便是車道失去了連續(xù)性。,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題4,輔助車道長(zhǎng)度不足,2ndlanemustbelongenough,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題5,100200,在有多個(gè)連續(xù)的出口時(shí)，首先應(yīng)考慮將其合并為一個(gè)。不管是在高速公路還是在匝道上，相鄰分岔點(diǎn)之間必須保證足夠的距離，以使駕駛員有充足的閱讀標(biāo)志時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間。,進(jìn)出口間距不足,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題6,流入點(diǎn)不明確,進(jìn)出口在此重疊交錯(cuò).尤其是入口的車輛到此，會(huì)讓駕駛員茫然不知所措。,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題6,連續(xù)的多個(gè)出口，導(dǎo)致信息繁雜，駕駛員判別困難，從而極易出現(xiàn)錯(cuò)行現(xiàn)象。,連續(xù)出口,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題6,300mstandard,Parallelforkseliminatedgoodif2500,主線分岔：確保車輛強(qiáng)制換車道數(shù)不大于1條,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題6,主線合流(右側(cè)合流),“Insidemerge”isBAD,400m輔助車道,匝道匯流,3.4匝道出入口_常見(jiàn)問(wèn)題6,特別關(guān)注分岔前的識(shí)別視距，讓駕駛員提前知道和判斷其前行方向，而不是到了面前才猛然發(fā)現(xiàn)有方向的選擇，這樣極易導(dǎo)致駕駛員的失措并出現(xiàn)交通事故。,3.5視距,互通式立體交叉區(qū)域應(yīng)具有良好的通視條件。在主線出口分流鼻之前，應(yīng)保證判斷出口所需的識(shí)別視距。在入口處,匯流鼻前，匝道與主線間應(yīng)具有通視三角區(qū)，使駕駛員能看清主線上的交通情況，以便安全駛?cè)?,3.5視距,3.5視距,3.5視距,上跨與下穿,被交叉公路最好上跨，此時(shí)出口匝道位于上坡路段，有利于保證出口識(shí)別視距和減速。對(duì)于入口，有利于駕駛員觀察主線來(lái)車，便于尋找可插車間隙。若主線上跨被交叉公路，且平面交叉距主線橋梁很近時(shí)，在平面交叉處最易發(fā)生沖突。,3.5視距,優(yōu)先保證主交通流方向的連續(xù)性，即使主流向有較大的轉(zhuǎn)彎，亦應(yīng)保證該方向的連續(xù)，并在設(shè)計(jì)互通時(shí)，將其按主線直行車道對(duì)待。,3.6主流向連續(xù)性,當(dāng)高速公路轉(zhuǎn)變方向時(shí),即主線流向在互通立交范圍內(nèi)為轉(zhuǎn)彎行車道時(shí),亦應(yīng)保證該方向的連續(xù)，并在設(shè)計(jì)互通時(shí)，將其按主線直行車道對(duì)待。,3.6主流向連續(xù)性,-41-,雖然高速公路直行方向不變,但當(dāng)轉(zhuǎn)彎交通量大于過(guò)境（直行交通量）時(shí)；為保持路線的連續(xù)性，也應(yīng)將轉(zhuǎn)彎行車道（匝道)作為主線直行車道對(duì)待。,3.6主流向連續(xù)性_工程實(shí)例德國(guó)的樞紐互通,當(dāng)轉(zhuǎn)彎交通量大于直行交通量時(shí)；為保持路線的連續(xù)性，將轉(zhuǎn)彎匝道作為主線直行車道對(duì)待。,轉(zhuǎn)彎匝道,直行車道,3.6主流向連續(xù)性_工程實(shí)例德國(guó)的樞紐互通,即使主流向有較大的轉(zhuǎn)彎，亦應(yīng)保證該方向的連續(xù)，并在設(shè)計(jì)互通時(shí)，將其按主線直行車道對(duì)待,3.6主流向連續(xù)性_工程實(shí)例德國(guó)的樞紐互通,3.6主流向連續(xù)性_工程實(shí)例德國(guó)的樞紐互通,改造后,3.6主流向連續(xù)性_工程實(shí)例德國(guó)的樞紐互通,改造前,出口運(yùn)行的一致性,無(wú)論是流出方式還是流出位置，全線始終保持一致。,3.7全線出口形式一致,避免左側(cè)出口。避免連續(xù)的出口。通過(guò)完善的信號(hào)標(biāo)志，預(yù)告、警告和控制駕駛員，以保證車輛安全和高效運(yùn)行。,3.7全線出口形式一致,3.7全線出口形式一致,避免先左轉(zhuǎn)，后右轉(zhuǎn)。,互通標(biāo)志設(shè)計(jì)要求：