《新理念下的公路设计指南》互通(修改稿)200507.

第七章互通式立交在道路交通日趋现代化的今天，互通式立交的设计理念发生了根本性的变化。

早期的互通式立交强调的是“连通”和“节省”，构思巧妙、造价最低成为当时设计者的一种追求（图7-1）。

现代互通式立交强调的则是“以人为本”，不但要满足其交通需求，还要提供安全与舒适的运行条件，追求与自然环境和社会环境的和谐一致。

体现在设计中的则是包括安全、环境、功能、用地和成本等多因素的考虑和灵活的设计手法（图7-2）。

图7-1 50年代建于美国巴尔的摩（Baltimore）的一座枢纽互通式立交，其匝道和主线的布置可谓匠心独运，有效地减少了桥梁和节省了造价。

但在实际运行中，其事故隐患被大量地显现出来，迫使政府对该立交进行了改造。

图7-2 现代互通式立交设计注重以安全为中心的多因素考虑，互通式立交的技术特征越来越趋于形式的单一性、运行的一致性和造型的规则性等。

在上述各因素中，安全是核心，环境是制约因素，功能是联系安全和环境的纽带，用地和造价等亦可视为环境因素的一部分。

各种要素的有机联系、共同作用，构成了互通式立交系统的整体，并最终实现如下设计目标：为主交通发生源提供近便的服务。

为交通流提供安全、顺畅的运行条件。

各部位的服务水平保持在一个协调的水平上，以使互通式立交及其附近路段的交通流平稳流畅。

有良好的方向识别性，尽可能消除引起驾驶员出错的各种因素。

1 安全因素互通式立交具有交通转换功能和空间多层结构形态的两大特征。

在有限的区域空间要完成各方向的交通转换，这就注定了其运行方向的复杂性。

互通式立交同时又是一项极受项目投资、现场条件及其环境限制的工程，其技术指标往往偏低，当几个低限指标组合不当时，所构成的线形可能造成运行条件的复杂性。

这些复杂的因素导致互通式立交成为高速公路交通事故的多发地。

因此，互通式立交设计的重要目标之一就是交通安全，对设计者最大的挑战就是要在投资和自然环境限制内使互通式立交达到最高的安全水平。

1.1 安全设计误区在过去的设计中，设计者往往以满足规范要求为满足，认为只要设计指标达到或超过了规范所规定的最小值，同时也就满足了安全要求。

这无疑是认识上的一个误区，设计者忽略了在运行过程中驾驶员生理、心理方面的特征以及车辆的行驶动力特性等。

互通式立交是复杂运行的集中地，某些指标从单个来讲是安全的，但在某些场合组合在一起时就可能是不安全的，如果所提供的运行条件与人和车的特征相违背，那也可能是不安全的。

通常出现在互通式立交设计方面的主要安全误区有：（1）流出点不明确。

在凸形竖曲线顶部设置出口最容易产生流出点不明确的问题。

由于视距不良，当驾驶员接近出口时，不能提早看见出口部分的构造及其匝道走向，如果减速车道同时又是平行式时，则不能自如、有效地利用减速长度和控制方向，因而导致车辆失控（图7-3）。

图7-3 分流部位设在半径较小的凸形竖曲线上，致使很难看清前方的分岔点和匝道走向，无疑会留下交通事故隐患。

（2）流入点不明确。

首先是匝道的流入点不明确，其次是高速公路的合流点不明确。

由于几何设计或标志标线设置方面的原因，导致合流路段过短或合流点不明确，致使驾驶员迷茫而使运行效率下降（图7-4）。

特别对于双车道加速车道，如果连接部设置不当或标线划分使车道不明，在外侧车道上最容易产生此种情况。

图7-4 一个典型的入口不明的例子，进出口在此重叠交错，尤其是入口的车辆到此，会让驾驶员感到茫然不知所措。

（3）不自然的分、合流形式。

研究表明，左侧出口的危险性是右侧出口的两倍，左侧入口的事故率比右侧入口高 60%。

左侧分合流导致不自然的交通运行，驾驶员能见范围小，且缺少左侧分合流的经验，不是驾驶员所期待的，因而左侧分合流具有较高的事故率（图7-5、图7-6）。

图7-5 通过左侧分合流，有效减少了桥梁长度并降低了造价，然而其分岔方向却与驾驶员的期望相违背。

图7-6 左侧流出的又一个例子。

分岔端部护栏被损坏的情况，从一定程度上反映了左侧分岔的危害性。

（4）速度急剧变化。

许多流出匝道的几何形状变化急剧，运行速度突变，超出了驾驶员所期待和所能接受的程度（图7-7）。

图7-7 出口处的弯道半径是满足规范要求的，但不幸的是与前后平直线形的组合导致运行速度的不连续，超出了驾驶员所期待和所能接受的范围。

（5）能见范围不够。

许多设计不能提供足够的能见范围，导致驾驶员不能正确判断线形变化和交通状况并进行操作方案的决策。

如上坡前方的拱顶后有复杂的线形变化、驾驶员在分流区看不清出口、在合流区难以清楚看到正在合流的其他交通等。

另一种不良的例子是，当完全苜蓿叶型出入交通量较大时，在位于凸形竖曲线交织段附近就难以及时发现出口（图7-8）。

图7-8 在完全苜蓿叶型桥上的交织段附近，当交通量较大且出口前有大型车辆的遮挡时，往往难以及时发现出口。

（6）令人困惑的几何线形。

有很多平面交叉和匝道连接部，从图纸上看渠化水平是较高的，但从车里看去，驾驶员对方向和线形的变化却是迷惘的。

（7）多个连续的出口。

连续的多个出口，导致信息繁杂，驾驶员判别困难，从而极易出现错行现象（图7-9）。

图7-9 多个出口连续设置，且距离较近，驾驶员在高速状态下选择出口时极易出错。

（8）超出驾驶员的负荷。

有些流入匝道需要驾驶员通过从侧面车窗看出去，以寻找主线车流中的可插车间隙。

一方面要力图看清主线交通状况，另一方面又要驾车通过复合曲线、超高和三角区段等，然后再流入高速公路的曲线上。

这些超负荷的任务，使驾驶员很难在短时间内有效地完成。

1.2 安全设计对策1.2.1 基本要求在设计中除了要遵循标准要求并使各项指标满足标准的规定以外，同时还应针对互通式立交的安全特点，灵活运用互通式立交的各要素，使互通式立交达到如下一些基本要求：清晰的方向通过互通式立交各部位自身的构造，使路线前方的走向能在高速行驶的状态下轻易地被识别，即所谓“易感知前方”的要求。

良好的运行所采用的分岔方式和匝道线形，符合驾驶员行为和车辆行驶动力学的要求，并保证运行速度的连续性。

适宜的位置各互通式立交之间以及各出入口之间有足够的时间和空间距离，以提供足够长的判断和反应时间。

完善的信号通过完善的信号标志，预告、警告和引导驾驶员，以保证车辆安全和高效运行。

1.2.2 视距为满足“易感知前方”的要求，足够的视距是首要的保证，而且互通式立交范围内主线的视距比其他路段有更高的要求。

特别在互通式立交出口，应根据主线的运行速度预测值保证判断出口所需的识别视距。

作为一般性的控制指标，该视距应保证主线停车视距的2倍，当受地形等的限制时，最少应保证主线停车视距的1.5倍。

该识别视距的能见范围，应包括保证驾驶员能在出口前清楚地看见匝道第一曲线的起点及曲率趋势。

对于合流端，应保证匝道与主线间具有足够的通视范围，以使来自匝道的车辆驾驶员能看清主线车流状况，从而能从容地寻找可插车间隙。

按照规范规定的最小技术指标进行控制设计的互通式立交，其主线和匝道线形在一般情况下能够满足相应设计速度下的识别视距要求，但须对如下一些情况引起重视，必要时应按照运行速度预测值对识别视距进行检查：（1）主线下穿时，跨线桥桥墩对视距的影响。

当主线下穿，且出口位于桥梁之后不远的距离时，如果桥梁布跨不当，桥墩对出口的识别视距可能会造成遮挡（图7-10）。

图7-10 由于桥墩的遮挡导致出口的识别视距不足，难以看清出口和匝道曲率变化方向。

（2）主线上跨时，出口匝道线形对识别视距的影响。

由于出口匝道处于下坡段，当出口匝道纵坡较大或出口凸型竖曲线半径较小时，匝道的路线走向可能会很快消失在视线中。

当右转弯匝道长度较短时，这种情况极易发生（图7-11）。

图7-11 出口匝道处于下坡，且匝道纵坡较大，出口凸型竖曲线半径较小，匝道的路线走向很快消失在视线中，导致出口识别视距不足。

（3）挖方路段，路堑边坡对视距的影响。

在挖方路段，当路线平曲线半径较小，且路侧横向净宽不足时，曲线内侧路堑边坡的遮挡有可能造成视距不足。

在匝道尤其是环形匝道的挖方路段，这种情况极易发生。

因此互通式立交内部的挖方最好修整成圆滑缓和的坡面。

（4）在较小半径曲线路段，路侧障碍物对视距的影响。

无论是主线还是匝道，平曲线半径尽管满足了规范规定的最小值，但由于护栏、防眩板或防眩植物的影响，曲线内侧车道有可能存在视距不足的问题，应当按照运行速度预测值对该路段的视距进行检验。

当不能满足视距要求时，可通过加大平曲线半径、改善纵断面设计、加宽中央分隔带或土路肩的方法来满足视距要求。

为保证视距所需的曲线内侧车道中心至路边障碍物的距离计算方法如图7-12。

（5）树或灌木长大以后可能对视距的影响。

在进行景观设计时，所布置的树或灌木应该考虑在其长大以后可能对视距的影响问题。

1.2.3 出口出口是车辆在高速运行状态下方向和速度都发生较大改变的地方，因此出口同时又是交通事故最为集中的地方。

基于安全方面考虑的出口设计要点有：（1）避免左侧流出。

左侧流出由于不符合驾驶员的经验和期望，因而最容易出现驾驶员犹疑、车辆错过出口、退返、误行等情况，从而容易导致交通事故。

而位于最右侧车道的大型车辆要转移车道至左侧，也会给直行交通流带来干扰。

因此，应尽量避免从左侧出口。

（2）避免多个连续的出口。

多个和不明的出口，容易导致驾驶员对出口信息的迷惑，甚至错行或操作失误。

因此互通式立交的出口应尽可能只有单一的选择，当不可避免需要有多个出口时，应尽量合并出口，其后的分流放至匝道或集散道上。

左侧流出和多个出口的不良例子及改善方案见图7-13和图7-14。

图7-13 右侧连续的两个出口应合并为一个右出口。

一左一右的两个出口也应该在右侧合并为一个出口。

图7-14 出现左侧流出和多个连续出口是不良设计，应通过调整匝道和合并出口等方法予以解决。

良好的设计不良的设计不良的设计（2个出口）良好的设计（1个出口）不良的设计（左1右1，2个出口）良好的设计（1个右出口）（3）流出最好在桥墩之前。

如果流出分岔端部设置在被交叉道路跨线桥之后，桥墩、桥台等容易对流出方向产生遮挡。

当主线位于凹型竖曲线底部时，桥梁上构也可能对大型车的识别视距产生影响。

因此，流出分岔端部最好设置在跨线桥之前，当不可避免时，应尽可能将其移至桥梁之后的较远处，以使驾驶员穿过桥梁后能看情分岔端部的情况。

B型喇叭或B型部分苜蓿叶要将分岔端部远移较为困难，因此A型喇叭和A型部分苜蓿叶是较为安全的出口形式，当为B型时，出口最好设在桥墩之前（图7-15）。

图7-15 分岔端部在桥墩之前，即使流出匝道在桥墩前方，也有利于对前行方向的判断，并及时流出。

（4）分岔点之间保持足够的距离。

在有多个连续的出口时，首先应考虑将其合并为一个。

但不管是在高速公路侧还是在匝道上，相邻分岔点之间必须保持足够的距离，以使驾驶员有充足的阅读标志时间和反应时间。