双向八车道高速公路立交出口交通流组织安全设施

高子翔

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510507）

一、引言

双向四车道高速公路改扩建为双向八车道高速公路后，车辆换道的距离增长，冲突点增多，严重影响了汽车行驶安全性。据此，本文研究了双向八车道高速公路立交出口交通流组织安全设施，以提高道路改扩建后的行车安全性。

二、立柱式标志

当前，立柱式标志共有两种类型，小型标志牌常采用单柱式标志，较大的标志牌常采用双柱式标志，高速公路出口段常采用双柱式标志牌。

（一）立柱式标志可视性分析

图1. 立柱式标志可视区计算示意图

标志牌在司机眼里属于动态视觉的一种，司机在驾驶车辆时，视觉范围表现为锥形视野，随着汽车相对速度不断增加，该视野范围逐渐缩小。有数据显示，人类眼球视野在不转动条件下有6°的有效范围，在转动条件下有18°的视野范围，若此时加上头部转动，将会取得36°的视野范围。因此，为确保驾驶员行车时具有足够的安全性，本文选取仅允许驾驶员眼球转动即取单眼球视野范围为18°的情况进行研究。

（二）立柱式标志遮挡

文中所分析的双向八车道高速公路车道配置为2+2形式，小型车在眺望立柱式标志时，被大型车遮挡的情况如图2 所示。

图2. 立柱式小客车被遮挡示意图

选取标准车型进行分析可知，为避免小型车被大型车遮挡，所需的立柱式标志下缘与地面的距离均大于标准值1.5～2.5m，应加高立柱式标志以满足小型车的视野要求。但在加高立柱式标志时，会引起基础受力改变等一系列问题，出现遮挡路侧立柱式标志的情况。

此外，加高立柱式标志会提高其强度以及设计标准的要求，不利于工程造价，基于此，本文分析了大型车遮挡概率以及临界条件。

小型车被大型车遮挡的原因在于右侧行车道上车辆高度过高。但该种遮挡仅在满足一定的条件时才可能产生。因此，本文将通过研究大型车与小型车的平面位置来分析遮挡情况，并选取小型车与大型车的车头间距，判断遮挡临界位置。

图3. 立柱式标志遮挡过程示意图

通过分析遮挡过程可知，遮挡概率最大的情况为小型车在2车道，大型车在3车道时。图3截面OO'代表小车行使在3车道时，驾驶员的视野范围，此时大型车并未对小型车起到遮挡作用。当遮挡情况开始发生时，小型车和大型车有着最大的车头间距，此后两车的车头间距随着时间的推移而不断缩短，在完成整个遮挡过程时，两车的车头间距达到最小值。故可通过计算两车头间距在整个遮挡过程中的最值来求取遮挡概率。

基于上述分析，本文采用交通仿真软件VISSIM对其遮挡概率进行仿真分析，由数据可知，当1车道和2车道的交通量一定时，随着3车道交通量的上升，遮挡概率出现不断上升的趋势；当3车道的交通量一定时，随着1车道以及2车道交通量的上升，遮挡概率出现不断上升的趋势。

（三）出口标志形式选择

采用与上述原理相同的方法，对悬臂式标志以及门架式标志进行遮挡概率分析可知，在相同的交通量下，对比悬臂式标志和立柱式标志可知，立柱式标志具有更好的视野范围，当大型车量交通量在30%以下时，视野范围最优的是门架式标志。结合道路标识规范以及上述标志遮挡概率，确定双向八车道高速公路一般互通的出口标志：对于三级出口预告标志而言，当小型车交通量在850veh/h以下时，可采用立柱式标志；当其在850veh/h以上，1250veh/h以下时，可采用悬臂式标志；当其在1250veh/h～1650veh/h之间时，可采用门架式标志；同理，对于行动点出口标志，可分别采用立柱式、门架式、门架式标志；对于分叉点出口标志可分别采用立柱式、立柱式、立柱式标志。

三、其他安全设施

（一）防撞措施

当前，以设置防撞桶的方式作为高速公路出口段的防撞设施，但防撞桶的防撞击能力较差，当高速行使的车辆与其发生碰撞时，能够较为轻易的将其撞碎，从而与三角区护栏发生撞击事故，导致车上人员受到伤害。在出口段设置防撞设施必须满足车辆在与其发生撞击之后，不会与三角段护栏发生二次撞击。基于此，本文选择防撞垫作为研究对象。并根据不同情况提出优化措施。

防撞垫主要起缓冲作用，一般设置在道路三角端处。设置防撞垫能够对车辆的撞击能量起到吸收的作用，从而降低交通事故损伤程度。车辆与防撞垫的碰撞主要表现为车头与防撞垫端头的撞击，导致端头出现变形，端头变形所产生的能量被防撞垫里的吸能材料吸收，此外防撞垫后背发生支撑作用，进一步对车辆撞击力起到抵抗作用。为使防撞垫在与车辆发生撞击时能够抵抗各个方向的能量，本文推荐采用橡胶作为其吸能材料。橡胶吸能材料除了能够起到吸能作用之外，还能起到导向作用。

一般情况下，防撞垫抵抗正面撞击的能力强于侧面撞击。但当车辆与防撞垫发生侧面撞击时，防撞垫与车辆会产生刮擦滑移，最后与护栏产生碰撞，该过程会对车辆造成较大的损害，不利于安全性。针对这一问题，可采用导向型防撞垫。相比于普通防撞垫，在车辆与其发生侧面碰撞时，其导向板会对车辆起到导向作用，使车辆回正，其支撑垫则可以起到抗车辆冲击的作用。

（二）辅助标志

当前，我国主要采用四级出口预告标志，相比之下，在美国出口标记的规范中，其还在出口预告标志中加入了诱导标志，从而提高驾驶员对标志的关注度。该种做法可在很大程度上解决遮挡问题，具有一定的参考价值。

对于车距保证标志而言，当外侧车道有较大交通量，内侧车辆换道较为困难时，为确保内侧车辆的换道能够顺利进行，可将车距保证标志设置在外侧车道上，提示外侧驾驶员保持距离，以给内侧驾驶员提供换道机会。

四、结语

双向八车道高速公路立交出口交通流组织安全设施设置的合理性以及科学性对道路路网安全有较大的影响。因此，本文主要通过研究双向八车道高速公路出口的立柱式标志的遮挡概率，从而给出不同情况下，双向八车道高速公路出口段交通标志的推荐形式。