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1、公路交通安全工程研究中心,互通立交安全設計,背景,立交選型與幾何設計,立交安全設計原則,為什么進行立交安全設計?,互通式立交的設計,在很大程度上影響著高速公路的安全。立交特點:具有交通轉換功能空間多層結構形態受投資及環境限制形式上多樣 樞紐、服務型、復合型,一、背景,互通立交范圍成為高速公路交通事故的高發區,高速公路事故大部分發生在互通式立交區域內,且集中在匝道出入口附近。事故原因:在變速車道路段內，車輛進行分合流；車輛由于變速性能的差異，往往造成追尾；出口視距不佳、減速車道長度不足；交通量大時，車輛強行進入，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2、安全性評價京港澳高速公路粵境南段機場北互通南行出口匝道運營期安全性評價以及近幾年完成的十幾條高速公路安全評價中的數十座互通立交安全分析公路互通立交設計規范（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,自開通以來，該樞紐立交附近（尤其是B匝道區域內）2月份共發生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。,一、背景_案例 1,2月正直春運高峰，交通量較大，一輛大巴車與前方排隊等待交費的小客車相撞，三人死亡。下午13點30分，一輛小客車由于沒有正確判別行走路線，在3、B匝道分流點處停留問路，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、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，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匝道區域內的事故高發的主要原因是:1.司機安全意識淡漠、駕駛行為不規范；2.車況差且性能差異大；3.互通設計違背了安全設計規則:_速度不連續 _幾何設計缺少容錯性 _功能不匹配 _標志信息不連續,一、背景_案例 1,速度不匹配、指標脫節匝道的40km4、/h設計速度與主線100km/h的平均行駛速度相比速度差過大。部分關鍵指標選用了較低設計值,不滿足設計速度100km/h的指標要求。分流漸變段起點處的平曲線半徑700m。縱坡指標選用了2.6%，連續下坡。主線輔助車道的長度僅有200m;,一、背景_案例 1,缺少容錯設計考慮,1、B匝道前方主線輔助車道起點的視距雖滿足規范的停車視距要求，但缺少容錯考慮，彎道內側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的出口預告標志，不能及時預知輔助車道存在。,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5、道停車視距的規定。但對于前方收費站存在判斷視距不足問題。,一、背景_案例 1,缺少容錯設計考慮,功能不匹配、收費站通行能力不足,一、背景_案例 1,司法鑒定申請,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損害賠償糾紛一案,需對xx立交橋出入口線形設計是否符合技術規范進行鑒定。,一、背景_案例 2,立交概況,技術標準：一級汽車專用公路。根據當事方提供的資料，公路于1991年開始設計，1992年施工建設，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年開始路面、交通通信、安全設6、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:主線設計速度80km/h,匝道設計速度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,立交選型與幾何設計,立交安全設計原則,人員的不安全行為、車輛的不良技術狀況、道路的不安全設計、惡劣氣候條件和管理上的不足等,都會導致出現事故,二、立交安全設計原則,道路條件是引起人(駕駛員)出錯的深層次原因,人的自身,道路原因,在事故成因中的“人為失誤和錯誤”，除少量事故是真正由于駕駛員粗心引起的以外，相當部分與復雜困難的行駛條件有關，而困難的行駛條件則與7、道路設計有關。,二、立交安全設計原則,安全設計目標:是以人為本，通過改進立交設施的幾何設計,減少交通事故發生的可能性。或在交通事故發生時，降低交通事故的嚴重程度。,功能匹配性：立交選型應和功能相符。設計一致性：速度一致性、駕駛期望一致、指標均衡。標志連續性:道路可預知性,設施的幾何形態應盡可能可以預知,減少公路使用者的判斷反映時間。設計的容錯性:寬容性設計,安全設計原則,二、立交安全設計原則,安全設計目的,提升設施的本質安全 消除設施的技術缺陷,打斷交通事故“鏈”中的道路設施節點。擴大道路“安全空間”,提高“寬容度”即使駕駛員有錯誤產生，也不能以犧牲生命為代價。,二、立交安全設計原則,背景,立8、交選型與幾何設計,立交安全設計原則,互通立交安全設計要點,1 互通立交區內的通行能力 2互通區主線線形指標 3匝道設計 4匝道出入口 5視距 6主線流向連續性 7全線出口形式一致 8標志、標線設計 9被交道路平交口渠化設計,三、立交選型與幾何設計,通過輔助車道溝通了兩座立交，不僅因進 出口過多導致運行秩序混亂，而且通行能力嚴重不足，成為交通的常規擁堵點。,3.1 互通立交區內的通行能力,WEAVING ALONG MAINLINE IS STRONGLY DISCOURAGED,方案一:集散道復合,方案二:集散道和匝道復合,3.1 互通立交區內的通行能力,從行車舒適性、出口安全性和行車方向的易9、辨別性考慮,互通式立交范圍內的主線平、縱面指標應高于主線正常路段標準。,3.2 互通立交主線線形指標,設計中常見的問題是設計者較多地注重了匝道的設計，而往往忽視了主線及被交道路的主線線形指標是否滿足安全性要求。主線豎曲線半徑指標僅滿足正常路段標準，或僅大于極限值而小于一般值。,流出點不明確,3.2 互通立交主線線形指標,設計速度不匹配：立交主線是100km/h，匝道僅為40km/h，不符合運行速度一致性要求。,3.3 匝道線形指標_匝道設計速度,根據主線設計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，并用以指導匝道的布置，再根據匝道形式及其可能達到的運行速度確定。,3.3 匝道線形指10、標_匝道設計速度,匝道設計速度,選用匝道設計速度應遵循的原則：右轉彎匝道應盡量采用上限或中間值。直連式和半直連式左轉彎匝道宜采用上限或中間值。出口附近的匝道應有較高的設計速度。,匝道設計速度選取原則,3.3 匝道線形指標_匝道設計速度,運行速度動態控制,充分認識匝道運行速度變化頻繁的特點，在變化過大的相鄰路段之間，通過運行速度的檢驗和幾何設計的調整，保證運行速度的連續性。相鄰單元路段的運行速度差和運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際的運行速度與設計車速差小于一定的臨界值。,建議的相鄰路段的運行速度差和運行速度梯度指標,3.3 匝道線形指標_匝道設計速度,匝道類型與事故率,排11、序：左側匝道剪刀形喇叭形無集散道的苜蓿葉匝道,3.3 匝道線形指標,A型、B型喇叭選擇不合理教條地將最大282輛/小時的流向作為主流向選用了B型喇叭,3.3 匝道線形指標_匝道設計問題,超高設置 匝道超高設置應與車輛在匝道上的行駛速度相適應，最大超高應出現在環形匝道上。過大的超高給人一種不安全感，同時影響路容，而超高不足也會降低用路者的舒適性與安全性。,匝道設計問題,3.3 匝道線形指標_匝道設計問題,“欠超”的現象較為普遍,3.3 匝道線形指標_匝道設計問題,沒有考慮服務的主流車型，全部按小客車進行設計選取了10%的最大超高值，極易出現彎道大型貨車傾覆事故。,匝道超高值過大,3.3 匝道線形12、指標_匝道設計問題,調查表明:高速公路事故大部分發生在互通式立交區域內；且集中在匝道出入口附近。事故原因:在變速車道路段內，車輛進行分合流 車輛由于變速性能的差異，往往造成追尾；出口視距不佳、減速車道長度不足；交通量大時，車輛強行進入，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,互通區域的事故分布,3.4 匝道出入口,主線彎道內側出口漸變率過小，而外側出口漸變率過大：_對出口行駛方向識別不利。_對于平行式減速車道，分流點的曲率半徑不滿足要求，線形變化過急。,3.4 匝道出入口_常見問題 1,出口彎道半徑是滿足規范要求的，但不幸的是與前后平直線形的組合導致13、運行速度的不連續，超出了駕駛員所期待和所能接受的范圍。,運行速度急劇變化,3.4 匝道出入口_常見問題 1,加、減速車道長度不足,分流點之后的緩和曲線長度過短，不能滿足車輛繼續減速要求,3.4 匝道出入口_常見問題 2,變坡點與反向平曲線的拐點重合，視距不足極易誘發交通事故。,平、縱面線形組合不良,3.4 匝道出入口_常見問題 3,車道不連續和車道數平衡問題,3.4 匝道出入口_常見問題 4,流入端部的車道平衡,合流后的車道數等于合流前的主線與匝道車道數之和，或者為合流前的主線與匝道車道數之和再減去一個車道。即：NcNF+NE1或 NcNF+NE,3.4 匝道出入口_常見問題 4,流出端部的車14、道平衡,分流前的車道數等于分流后的主線與匝道車道數之和再減去一個車道。即：NcNF+NE1,3.4 匝道出入口_常見問題 4,車道平衡與通行能力,通過通行能力分析確定主線基本車道數和匝道車道數。車道數一旦被確定，車道平衡原理則被用來決定是否設置輔助車道。,通行能力,車道數量,設置輔助車道,不設置輔助車道,車道平衡?,否,是,3.4 匝道出入口_常見問題 4,車道平衡與基本車道連續,通過互通式立交路段，首先應保證基本車道數，同時保證車道連續，再視需要增設輔助車道以維持車道平衡。(a)車道平衡，但基本車道不連續：(b)基本車道連續，但車道不平衡：(c)車道平衡，且基本車道連續。,3.4 匝道出入口15、_常見問題 4,基本車道的連續,（a）主線在互通范圍保證了有三個車道，但只有一個車道是連續的。（b）主線在互通范圍最少也為三個車道，但三個車道都是連續的。,主線在通過互通時，應盡可能使每條直行車道是連續的而不應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_常見問題 4,車道數的連續,主線在通過互通式立交時其直行車道數原則上是連續的。由于分期建設而在某一路段暫時少建一條主線車道，或因其它原因而需在互通式立交間減少或增加車道時，應選擇在主線的右側，若在左側便是車道失去了連續性。,3.4 匝道出入口_常見問題 4,輔助車道長度不足,2nd lane must be l16、ong enough,3.4 匝道出入口_常見問題 5,在有多個連續的出口時，首先應考慮將其合并為一個。不管是在高速公路還是在匝道上，相鄰分岔點之間必須保證足夠的距離，以使駕駛員有充足的閱讀標志時間和反應時間。,進出口間距不足,3.4 匝道出入口_常見問題 6,流入點不明確,進出口在此重疊交錯.尤其是入口的車輛到此，會讓駕駛員茫然不知所措。,3.4 匝道出入口_常見問題 6,連續的多個出口，導致信息繁雜，駕駛員判別困難，從而極易出現錯行現象。,連續出口,3.4 匝道出入口_常見問題 6,300mstandard,Parallel forks eliminated good if 2500,主線17、分岔：確保車輛強制換車道數不大于1條,3.4 匝道出入口_常見問題 6,主線合流(右側合流),“Inside merge”is BAD,400 m 輔助車道,匝道匯流,3.4 匝道出入口_常見問題 6,特別關注分岔前的識別視距，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現有方向的選擇，這樣極易導致駕駛員的失措并出現交通事故。,3.5 視距,互通式立體交叉區域應具有良好的通視條件。在主線出口分流鼻之前，應保證判斷出口所需的識別視距。在入口處,匯流鼻前，匝道與主線間應具有通視三角區，使駕駛員能看清主線上的交通情況，以便安全駛入.,3.5 視距,3.5 視距,3.5 視距,上跨與下穿,18、被交叉公路最好上跨，此時出口匝道位于上坡路段，有利于保證出口識別視距和減速。對于入口，有利于駕駛員觀察主線來車，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，在平面交叉處最易發生沖突。,3.5 視距,優先保證主交通流方向的連續性，即使主流向有較大的轉彎，亦應保證該方向的連續，并在設計互通時，將其按主線直行車道對待。,3.6 主流向連續性,當高速公路轉變方向時,即主線流向在互通立交范圍內為轉彎行車道時,亦應保證該方向的連續，并在設計互通時，將其按主線直行車道對待。,3.6 主流向連續性,-41-,雖然高速公路直行方向不變,但當轉彎交通量大于過境（直行交通量）時；為保持路線19、的連續性，也應將轉彎行車道（匝道)作為主線直行車道對待。,3.6 主流向連續性_工程實例 德國的樞紐互通,當轉彎交通量大于直行交通量時；為保持路線的連續性，將轉彎匝道作為主線直行車道對待。,轉彎匝道,直行車道,3.6 主流向連續性_工程實例 德國的樞紐互通,即使主流向有較大的轉彎，亦應保證該方向的連續，并在設計互通時，將其按主線直行車道對待,3.6 主流向連續性_工程實例 德國的樞紐互通,3.6 主流向連續性_工程實例 德國的樞紐互通,改造后,3.6 主流向連續性_工程實例 德國的樞紐互通,改造前,出口運行的一致性,無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20、左側出口。避免連續的出口。通過完善的信號標志，預告、警告和控制駕駛員，以保證車輛安全和高效運行。,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，后右轉。,互通標志設計要求：（1）以陌生駕駛員為對象,進行針對性設計 _對于立交樞紐節點，司機在該處的路徑選擇具有非唯一性（2）避免出現信息過載、信息不足（3）一致性原則 _ 指路標志內容，必須保持內容的連續一致性 _ 如出口預告標志、出口標志、地點距離標志、地點方向標 志中所指示的地名（路名）應具有一致性，并保持連續，以避免因行駛錯誤而強行掉頭等導致的不安全事件。,3.8 標志標線設計,指示地點較多，文字偏小,3.8 標志標線設計,3.9 被交路平交口的安全性,渠化不良交叉口，路徑不清晰,3.9 被交路平交口的安全性,設置專用車道，增加容錯空間,介紹完畢，多提寶貴意見！交通運輸部公路院,