李小川

（華設(shè)設(shè)計集團股份有限公司，江蘇南京 210014）

0 引言

20世紀50年代，我國武漢建成第一座互通立交。隨著改革開放的推進和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國開始大面積修建高速公路，同時修建互通立交[1]。從整體看，我國互通立交主要特點為：施工簡單、功能齊全、形式簡潔、線形平順。互通立交是指兩條及兩條以上不同方向的道路在不同標高進行交叉。設(shè)置匝道對兩條道路上的交通流進行轉(zhuǎn)換，保證交叉口車輛能夠順利通行，解決了交通擁堵和行車安全問題[2]。但互通立交存在的形式較多，因此在設(shè)計前應(yīng)對控制因素進行合理分析和方案論證，從而保證互通立交的功能和安全性。

1 匝道常用形式

1.1 右轉(zhuǎn)匝道

右轉(zhuǎn)匝道主要特點為：當車輛需右轉(zhuǎn)時，可從主線右側(cè)駛出，通過右轉(zhuǎn)匝道進入被交路的右側(cè)車道。右轉(zhuǎn)匝道形式簡單，方向明確。

1.2 左轉(zhuǎn)匝道

左轉(zhuǎn)匝道與右轉(zhuǎn)匝道不同，形式較多且復(fù)雜。主要形式有以下幾種。

1.2.1 直連式左轉(zhuǎn)匝道

直接式左轉(zhuǎn)匝道的特點為：當車輛需左轉(zhuǎn)時，可從主線左側(cè)駛出，通過左轉(zhuǎn)匝道進入被交路的左側(cè)車道。優(yōu)點為：匝道長度短、通行能力強、行車舒適性較好；缺點為：工程費用高、交通安全存在隱患，易導致車輛誤行[3]。

1.2.2 半直接式左轉(zhuǎn)匝道

半直接式左轉(zhuǎn)匝道又可以進行詳細劃分，主要形式有：左出右進、右出左進、右出右進。

（1）左出右進式

當車輛需左轉(zhuǎn)時，可從主線左側(cè)駛出，通過左轉(zhuǎn)匝道進入被交路的右側(cè)車道。該方式對左進的方式進行了改善，提高了行車的安全性。但車輛左出時，需跨越雙向行車道，導致跨線構(gòu)造物較多。高速公路一般不采用該進出方式。

（2）右出左進式

當車輛需左轉(zhuǎn)時，可從主線右側(cè)駛出，通過左轉(zhuǎn)匝道進入被交路的左側(cè)車道。該方式提高了行車的安全性，但車輛左進時，交通安全存在隱患。高速公路一般不采用該進出方式。

（3）右出右進式

當車輛需左轉(zhuǎn)時，可從主線右側(cè)駛出，通過左轉(zhuǎn)匝道進入被交路的右側(cè)車道。該方式的優(yōu)點為：該方式對左進左出的行車方式進行了優(yōu)化，提高了行車安全性，且對直行車輛的干擾較??；缺點為：匝道運行距離長，同時跨線構(gòu)造物較多。

1.2.3 間接式左轉(zhuǎn)匝道

間接式左轉(zhuǎn)匝道為環(huán)形匝道，特點為：當車輛需右轉(zhuǎn)時，可從主線右側(cè)駛出，通過右轉(zhuǎn)匝道，向右轉(zhuǎn)彎約270°，進入被交路的右側(cè)車道。

環(huán)形匝道優(yōu)點為：提高了行車的安全性，跨越構(gòu)造物較少，降低了造價；缺點為：通行能力和平面線形指標低。

2 安全性影響因素

2.1 道路因素

2.1.1 匝道幾何線形

匝道幾何線形對安全性影響較大，設(shè)計時應(yīng)充分考慮平、縱、橫的結(jié)合，同時還應(yīng)對視距進行分析。在對匝道進行設(shè)計時，會受到地質(zhì)條件以及周邊控制因素的制約，因此匝道的幾何線形設(shè)計應(yīng)綜合考慮。設(shè)計時應(yīng)從交通適應(yīng)性、安全性、施工、養(yǎng)護等多角度進行分析，對線形進行合理組合。當匝道設(shè)計不合理時，會導致設(shè)計通行能力降低，交通堵塞，甚至發(fā)生嚴重交通事故。

（1）平面設(shè)計因素

道路平面線形三要素為直線、圓曲線、緩和曲線。在進行立交匝道設(shè)計時，直線段長度往往受到線形影響而減短。匝道的組成主要通過曲線設(shè)計完成。在進行匝道平面設(shè)計時，圓曲線的半徑應(yīng)綜合考慮設(shè)計速度、安全性等因素。當?shù)匦螚l件受限時可在規(guī)范允許情況下，適當減小圓曲線半徑。采用小半徑圓曲線時可設(shè)置加寬來降低交通事故的發(fā)生。

（2）縱斷面設(shè)計因素

縱坡設(shè)計的合理性影響匝道的行車安全性。當匝道縱坡較大時，駕駛員會頻繁剎車以降低車速，但受到天氣影響，頻繁剎車會增大交通事故發(fā)生的可能性，尤其是卡車。

通過對匝道的交通事故進行統(tǒng)計可知，匝道縱坡越大，發(fā)生交通事故的可能性越大。根據(jù)資料分析，縱坡大小與交通事故發(fā)生概率為正相關(guān)關(guān)系。如表1所示。

表1 匝道縱坡與交通事故關(guān)系表

因高速公路出口匝道鼻端速度較高，出口匝道安全性設(shè)計尤為重要，縱面坡度、坡長、豎曲線指標要求較匝道標準段高。

出口匝道縱坡不宜過大，若匝道的坡度較大、坡差較大，導致車輛在較高車速情況下進入陡坡，行車安全性不足，易引發(fā)交通安全事故。坡長的設(shè)計同樣對匝道的行車安全有影響。為保證車輛的行車安全性，在進行坡長設(shè)計時，應(yīng)通過貨車速度折減計算對坡長進行控制。當匝道出現(xiàn)長大縱坡時，貨車爬坡會出現(xiàn)行車緩慢，甚至熄火。車輛下坡時頻繁的剎車對行車安全影響較大。除此之外，還應(yīng)保證同向豎曲線間最小直坡段長度。

出口匝道豎曲線的設(shè)計對視距、交通安全有直接影響。凸型豎曲線對于行車視距影響較大，一般出口匝道豎曲線半徑較匝道標準段要求高，以適應(yīng)出口匝道的行駛速度。豎曲線設(shè)計時，應(yīng)充分分析視距要求，控制最小凸型豎曲線半徑滿足視距要求，且保持豎曲線設(shè)置宜的均衡性，提高行車舒適性、安全性，降低交通事故率。

（3）橫斷面設(shè)計因素

匝道的橫斷面寬度對交通安全有一定影響。因此在進行橫斷面設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)匝道交通量、設(shè)計速度合理選擇匝道橫斷面。

（4）視距影響

視距是匝道設(shè)計的主要幾何指標，視距主要包括：停車視距、超車視距、會車視距。駕駛員在行車過程中，應(yīng)看到車輛前方較遠的距離，當發(fā)生交通事故或發(fā)現(xiàn)障礙物時，能及時采取措施，保證行車安全。因此在進行匝道設(shè)計時，應(yīng)滿足視距的要求，避免發(fā)生車輛相撞。匝道設(shè)計時，行車視距不足主要發(fā)生于平面的暗彎處、縱斷面凸形豎曲線?；ネㄔ训莱隹谶M行設(shè)計時，應(yīng)保證車輛具有良好的視距條件。在對視距進行計算時，駕駛員反應(yīng)時間應(yīng)取較大值。

（5）匝道和主線交角

匝道與主線間的交角設(shè)計不合理時，會給行車舒適性以及安全性帶來明顯的影響。當交角過大時，從匝道進入主線會對車輛造成側(cè)向沖擊；交角較小時，會影響駕駛員的行車視距。

2.2 交通因素對面道安全的影響

2.2.1 交通量

（1）當交通流為自由流時，交通事故發(fā)生較少，且發(fā)生概率為偶然事件；當自有流的交通量增大時，駕駛員的行為會更加慎重，因此交通事故發(fā)生概率會降低。

（2）當交通流為穩(wěn)定流時，超車現(xiàn)象發(fā)生頻率會增加，因此交通事故會增多。

（3）交通流為不穩(wěn)定流時，交通事故會發(fā)生較大的增長。

（4）交通流達到飽和狀態(tài)時，車輛數(shù)量增大，車速反而會降低，因此發(fā)生交通事故的概率會下降。

（5）交通流為阻塞流時，車速下降幅度較大，交通事故也會減少。

2.2.2 運行車速影響

運行車速對匝道出口的安全性有較大程度影響，發(fā)生交通事故的幾率和交通事故的嚴重程度不僅取決于運行速度的絕對值，還有運行速度差。

通過資料調(diào)查發(fā)現(xiàn)，具有人員傷亡的交通事故中，因車輛運行速度不合理占總交通事故的45%，且越嚴重的交通事故，運行速度越大。通過相關(guān)研究表明，速度的離散性越大，發(fā)生超車現(xiàn)象越頻繁，交通事故率上升幅度越大。因此為減少交通事故的發(fā)生，應(yīng)降低速度差。

3 出口匝道安全性評價要點分析

出口匝道指的是車輛駛出主線的匝道。一般來講，車輛自主線駛出時，由于行駛的連續(xù)性，車輛在通過出口匝道的鼻端附近仍具有較高的車速，即高于匝道的設(shè)計速度。從主線駛出的車輛流出后，除了在減速車道降低了部分速度，在出口匝道也完成了部分降速過程。因此，出口匝道的安全性評價對于互通樞紐的設(shè)計尤為重要。綜合考慮，應(yīng)從減速車道長度、匝道平縱技術(shù)指標、交通組成、車輛運行速度等方面分析出口匝道的安全性。

4 出口匝道安全性評價

我國目前對交通安全的評價主要依據(jù)《公路項目安全性評價指南》（JTG/T B05—2004）進行。但該規(guī)范中并沒有對安全評價方法和具體流程進行說明。因此本文通過數(shù)理統(tǒng)計，確定出適合于匝道出口交通安全性評價的方法。

本文主要通過以下三點來選擇評價方法：

（1）該方法應(yīng)重點考慮行車安全性，旨在降低交通事故率，降低事故危害程度。

（2）該方法應(yīng)適用于各個等級公路匝道出口的安全性評價。

（3）該方法應(yīng)依據(jù)最不利原則進行分析。

通過以上內(nèi)容分析，并結(jié)合匝道出口的復(fù)雜性進行綜合分析，本文選擇模糊層次分析法對匝道出口的安全性進行評價。

采用模糊層次分析法對匝道出口安全性進行分析時，首先應(yīng)建立評價指標集，然后確定隸屬度矩陣，通過判斷矩陣標度法確定出各個因素的權(quán)重，將評價結(jié)果劃分為危險、比較危險、基本安全、安全四個等級。通過資料分析以及數(shù)理統(tǒng)計分析各個子集對交通事故率的影響程度。以下以高速公路（120km/h）的單車道匝道出口為例進行分析。

4.1 減速車道長度

減速車道指匝道出口與被交路的過渡段。主線與匝道間存在速度差，因此減速車道應(yīng)盡可能減速才能保證匝道出口車輛的安全行駛。減速車道長度與事故率間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 事故率與減速車道長度關(guān)系圖

4.2 匝道平曲線半徑

平曲線半徑較小時，橫向加速度加大，對行車的安全性不利。因此曲線半徑事故發(fā)生率有較大影響。統(tǒng)計事故率與匝道平曲線半徑關(guān)系如圖2所示。

圖2 事故率與匝道平曲線半徑關(guān)系圖

4.3 縱坡

統(tǒng)計事故率與縱坡關(guān)系如圖3所示。

圖3 事故率與縱坡關(guān)系圖

4.4 匝道交通量

飽和交通流對交通事故的嚴重程度和交通事故頻率影響較為嚴重，統(tǒng)計事故率與匝道交通量關(guān)系圖4所示。

圖4 事故率與匝道交通量關(guān)系圖

匝道出口安全性評價指標及分級匯總?cè)绫?所示。為保證行車安全，在安全評價中，應(yīng)保證安全等級達到基本安全。

表2 安全性評價指標表

5 結(jié)語

本文通過模糊層次分析法，對匝道出口安全性進行評價，得到了各個指標的安全等級，同時建立了安全評價指標體系，為該類問題提供了理論分析方法。