高速公路隧道出口與主線出口小凈距路段標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計研究

牛敏強(qiáng) 周 波 李 堃

(廣東省南粵交通仁博高速公路管理中心 韶關(guān) 512638)

地形及設(shè)計條件受限的山區(qū)高速公路極易產(chǎn)生隧道出口與主線出口小凈距路段,已有研究及運(yùn)營經(jīng)驗表明[1-3],隧道出口和主線出口之間小凈距路段的事故發(fā)生率遠(yuǎn)高于主線其他路段,近年來已然成為高速公路營運(yùn)管理的安全痛點(diǎn)。因此，對隧道出口及主線出口之間小凈距路段的標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計顯得極為必要。

目前,我國JTG D20-2017 《公路路線設(shè)計規(guī)范》[4](以下簡稱《規(guī)范》)只規(guī)定了“隧道出口與前方互通式立體交叉間的距離,應(yīng)滿足設(shè)置出口預(yù)告標(biāo)志的需要；條件受限制時,隧道出口至前方互通式立體交叉減速車道漸變段起點(diǎn)的距離不應(yīng)小于1 000 m,否則應(yīng)在隧道入口前或隧道內(nèi)設(shè)置預(yù)告標(biāo)志”。而JTG/T D21-2014《公路立體交叉設(shè)計細(xì)則》[5](以下簡稱《細(xì)則》)則規(guī)定“隧道出口段與前方主線出口的間距宜滿足設(shè)置全部指路標(biāo)志的需要。當(dāng)受現(xiàn)場條件限制時,間距可適當(dāng)減少,但隧道與前方主線出口之間的凈距不宜小于表1的規(guī)定值,且應(yīng)提前于隧道之前開始設(shè)置完善的出口預(yù)告等指路標(biāo)志。

表1 隧道與前方主線出口之間的最小凈距

《規(guī)范》及《細(xì)則》雖然對凈距做出了規(guī)定,但并沒有說明凈距控制路段標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計方法,這使得相關(guān)規(guī)范規(guī)定不能很好地指導(dǎo)設(shè)計人員實(shí)際應(yīng)用。本文擬針對凈距條件,提出切實(shí)可行的標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計對策。

1 小凈距路段安全影響因素研究

影響小凈距路段安全的因素主要包括交通流特性、駕駛員生、心理特性和行車環(huán)境3個方面。

1.1 交通流特性

交通流特性是影響小凈距路段安全的主要因素之一,交通量、運(yùn)行速度、車頭時距、大車比例和交通管制均會對道路安全產(chǎn)生影響。

交通量通過影響交通流車頭時距、交通密度和駕駛員心理反應(yīng)來影響車輛的實(shí)際運(yùn)行速度,進(jìn)而影響車輛變道過程中等待外側(cè)車道可插入間隙行駛距離和車輛變道距離,從而決定車輛從隧道出入口與主線出入口之間的最小凈距情況。

我國高速公路一般情況下采取客貨分離的組織方法,根據(jù)大車比例分為小型車車道和大型車車道。隨著主線交通流中大車比例的逐漸提高,由于大型車的動力及制動性能較小型車相差較大,車輛間相互干擾相應(yīng)增大,道路通行能力和運(yùn)行效率降低。

1.2 駕駛員生、心理特性

道路交通可以看做是一個人-車-路等因素組成的動態(tài)系統(tǒng)。研究表明,因駕駛員直接或間接導(dǎo)致的交通事故數(shù)占總事故數(shù)的98.46%[6],因此，在分析小凈距路段安全影響因素時,駕駛員生、心理特性不容忽視。

在通過隧道時，駕駛員的明暗適應(yīng)是影響道路安全性的重要因素之一。駕駛員駕駛車輛在白天和夜間通過隧道的視覺環(huán)境變化不同,光照強(qiáng)度的急劇變化會使人的視覺產(chǎn)生強(qiáng)烈的不適感,已有研究成果表明,暗適應(yīng)過程為4～9 s,明適應(yīng)過程為1～3 s[7-8]。

駕駛員的行車舒適性對于保證駕駛員在小凈距路段的安全行駛具有重要作用。駕駛員的負(fù)面心理會降低駕駛員的行車舒適性,嚴(yán)重時還將干擾駕駛員的判斷和執(zhí)行能力,造成行車操作失誤,引發(fā)安全事故。

1.3 行車環(huán)境

行車過程中的道路條件、交通狀況和氣候地理環(huán)境都會影響到車輛的出行安全。由于隧道出口與主線出口小凈距路段的特殊性,隧道長度、出入口道路標(biāo)志標(biāo)線和線形對行車安全尤為重要。

隧道長短及內(nèi)部照明設(shè)置直接影響駕駛員生、心理感受和駕駛操作習(xí)慣。對于長度較長的隧道,由于洞內(nèi)照明不足,隧道內(nèi)外光照強(qiáng)度差值較大,易造成較為嚴(yán)重的視覺滯后現(xiàn)象,加之隧道內(nèi)幽閉的黑暗空間增加了駕駛員的心理負(fù)擔(dān),容易造成其心理緊張情緒,影響交通安全。

交通標(biāo)志標(biāo)線是駕駛員進(jìn)行方向和目的地判斷的重要依據(jù),對路段的安全影響至關(guān)重要。在小凈距路段,駕駛員如未能及時發(fā)現(xiàn)出口指路標(biāo)志,提前換至外側(cè)車道,則極易錯過主線出口,影響車輛出行效率。

在彎坡組合線形較差的行車環(huán)境下，駕駛員難以控制行車速度,常常超速行駛,不良的線形條件在凈距不足路段,增大了行車安全風(fēng)險。

2 凈距控制設(shè)計對策研究

結(jié)合《細(xì)則》要求及工程經(jīng)驗,凈距控制路段標(biāo)志標(biāo)識總體設(shè)計要點(diǎn)見表2。

表2 隧道出口與主線出口之間凈距控制總體設(shè)計要點(diǎn)

2.1 凈距大于2 km

當(dāng)隧道出口端與前方主線出口之間的凈距大于2 km時,標(biāo)志預(yù)告條件充裕且車輛有足夠的距離駛出主線,可于隧道出口端之后設(shè)置完整的主線出口預(yù)告標(biāo)志,主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意見圖1。

圖1 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖(隧道出口與主線出口距離大于2 km)

1) 距離主線出口基準(zhǔn)點(diǎn)(指出口減速車道漸變段起點(diǎn),下同)前2 km、1 km、500 m和0 m處,應(yīng)分別設(shè)置2 km、1 km、500 m出口預(yù)告標(biāo)志和出口預(yù)告標(biāo)志。且500 m處出口預(yù)告標(biāo)志應(yīng)采用門架式結(jié)構(gòu),給出直行信息及出口信息。出口預(yù)告系列標(biāo)志版面排版示意圖見圖2。

圖2 出口預(yù)告系列標(biāo)志版面排版示意圖

2) 在距離主線出口基準(zhǔn)點(diǎn)前300，200和100 m處,應(yīng)分別設(shè)置出口300，200和100 m距離預(yù)告標(biāo)志,出口300，200，100 m距離預(yù)告標(biāo)志排版示意圖見圖3。

圖3 出口300，200，100 m距離預(yù)告標(biāo)志排版示意圖

3) 在駛出主線的匝道三角地帶端部應(yīng)設(shè)置出口標(biāo)志或地點(diǎn)、方向標(biāo)志,出口標(biāo)志版面排列示意圖見圖4。

圖4 出口標(biāo)志版面排列示意圖

4) 在主線出口前適當(dāng)位置的路面上施劃“××出口”及導(dǎo)向箭頭等文字標(biāo)記。

5) 對于其他高速公路標(biāo)志標(biāo)線,如限速標(biāo)志、特殊路段預(yù)告標(biāo)志、道路交通信息和救援電話等,應(yīng)遵從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)置,做到標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

2.2 凈距小于2 km但大于推薦值

當(dāng)隧道出口端與前方主線出口之間的凈距小于2 km,但大于《細(xì)則》的推薦值時,應(yīng)結(jié)合隧道出口與前方主線出口之間的凈距和隧道長度,提前于出隧道前設(shè)置主線出口預(yù)告標(biāo)志。

1) 對于隧道入口與主線出口距離大于2 km的長隧道或特長隧道,宜根據(jù)隧道長度,在隧道入口前加設(shè)一塊主線出口預(yù)告標(biāo)志,設(shè)置位置距主線出口距離取整。如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。其余標(biāo)志按照2.1方案要求進(jìn)行控制設(shè)計,主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖見圖5和圖6。

圖5 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖

圖6 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖

2) 對于隧道入口與主線出口距離小于2 km的短隧道,直接按2.1方案要求進(jìn)行標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計。

①隧道出口距主線出口距離大于1 km。宜在隧道內(nèi)選擇適當(dāng)位置再次設(shè)置主線出口預(yù)告標(biāo)志,如“××出口/隧道出口外××m”,或“××出口××m”。以避免駕駛員錯過2 km預(yù)告標(biāo)志后,在隧道內(nèi)可再次獲取出口預(yù)告信息,安全駛出主線，見圖7。

圖7 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖

②隧道出口距主線出口距離小于1 km。主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖見圖8。

圖8 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖

3) 設(shè)置于隧道內(nèi)的出口預(yù)告標(biāo)志,宜采用反光標(biāo)志或自發(fā)光LED屏,設(shè)置于隧道緊急停車帶迎車面的頂部或隧道頂部,且滿足JTG D70-2014《公路隧道設(shè)計規(guī)范》[9]中的要求。

4) 隧道限速標(biāo)志宜設(shè)置在隧道入口前100～200 m處,隧道信息標(biāo)志、隧道開燈標(biāo)志、隧道限高標(biāo)志、隧道限寬標(biāo)志和隧道限速標(biāo)志等指示標(biāo)志應(yīng)滿足JTG D70-2014 《公路隧道設(shè)計規(guī)范》中的要求。

2.3 凈距小于推薦值但大于低一級設(shè)計速度推薦值

當(dāng)隧道出口段與前方主線出口之間的凈距小于該設(shè)計速度下《細(xì)則》的推薦值,但大于低一級設(shè)計速度推薦值時,可通過采取降速措施,降低隧道路段和隧道至主線出口之間路段的運(yùn)行速度,并采用低一級設(shè)計速度的凈距標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計。

1) 降低速度后的主線出口預(yù)告標(biāo)志,按照2.1方案中“隧道出口與主線出口距離小于1 km”的對應(yīng)設(shè)計速度設(shè)計。無論隧道長短,宜保證隧道入口前、隧道中和隧道出口與主線出口之間均有至少1塊主線出口預(yù)告標(biāo)志。當(dāng)為長隧道或特長隧道時,可在隧道內(nèi)設(shè)置部分或全部出口預(yù)告標(biāo)志。

2) 在減速路段開始前和隧道中,應(yīng)設(shè)置限速標(biāo)志；在減速路段結(jié)束后應(yīng)設(shè)置解除限速標(biāo)志。

3) 在隧道入口減速路段和隧道中,宜設(shè)置測速裝置或速度反饋標(biāo)志,并可在隧道入口前后路段設(shè)置減速標(biāo)線。

4) 在隧道出口前至隧道出口路段,可鋪設(shè)防滑路面并設(shè)置減速標(biāo)線。

5) 必要時,減速路段可包含互通式立體交叉或服務(wù)區(qū)全范圍。

6) 主線減速路段與前后路段的運(yùn)行速度差不應(yīng)超過20 km/h。

2.4 凈距小于低一級設(shè)計速度推薦值但大于6 s行程

當(dāng)隧道出口端與前方主線出口之間的凈距小于《細(xì)則》低一級設(shè)計速度的推薦值,車輛如果再降低一級運(yùn)行速度,不僅將大大影響高速公路整體運(yùn)行效率,而且會造成路段前后運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性較差,交通事故頻發(fā),不利于行車安全[10-11]。此時,隧道出口至前方主線出口之間距離已不能滿足完整判讀標(biāo)志反應(yīng)距離和車輛變換車道所需要的距離,但滿足駕駛員的明適應(yīng)距離和確認(rèn)安全距離所需時間,即不小于6 s行程。因而,可通過設(shè)置交通指示標(biāo)志,誘導(dǎo)車輛在隧道入口前即完成變道,使車輛駛出隧道后,能夠有明適應(yīng)距離和確認(rèn)安全距離駛離主線。

指示標(biāo)志設(shè)置距離參考《細(xì)則》推薦值,在隧道入口前不同距離處依次設(shè)置3次變道標(biāo)志,以提醒駕駛員完成變道。第一次變道標(biāo)志距隧道入口距離應(yīng)滿足推薦值基礎(chǔ)上增加2 km；第二次變道標(biāo)志宜在推薦值基礎(chǔ)上增加1 km,第三次變道標(biāo)志宜設(shè)置在推薦值處。主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖見圖9。

圖9 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖

2.5 凈距小于6 s行程

當(dāng)隧道出口與前方主線出口之間凈距小于6 s行程,如果主線出口仍設(shè)置在隧道出口之后,由于明適應(yīng)的影響,相對于設(shè)在隧道之中更加危險。故當(dāng)凈距小于6 s行程時,宜誘導(dǎo)車輛在隧道入口前完成變道,且將減速車道漸變段起點(diǎn)設(shè)于隧道出口之前,使車輛在隧道內(nèi)或進(jìn)入隧道前便駛?cè)霚p速車道。

1) 當(dāng)為長和特長隧道時,在隧道出口前應(yīng)設(shè)置“下高速車輛靠右行駛”指示標(biāo)志,指示標(biāo)志距減速車道漸變段起點(diǎn)的間距應(yīng)至少滿足車輛從最內(nèi)側(cè)車道變換至最外側(cè)距離,見表3,指路標(biāo)志設(shè)置示意圖見圖10。

表3 指示標(biāo)志距減速車道漸變段起點(diǎn)的最小間距

圖10 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖(長、特長隧道)

而減速車道漸變段起點(diǎn)距隧道出口距離至少滿足80 km/h時的車輛橫移變道距離[10]。

該方案需要在隧道內(nèi)進(jìn)行換道至減速車道,由于隧道路段運(yùn)行速度往往低于其他路段,但交通量并未減少,導(dǎo)致隧道路段的車流密度相對較大,且隧道內(nèi)的運(yùn)行環(huán)境相對復(fù)雜,因此在隧道內(nèi)換道的方案應(yīng)慎用。

2) 當(dāng)為短隧道和中隧道,且長度小于表1的規(guī)定值時,因隧道內(nèi)明暗適應(yīng)交替迅速,駕駛環(huán)境變化復(fù)雜,車輛應(yīng)在隧道前便駛?cè)霚p速車道,駛出隧道后再駛?cè)氤隹谠训?主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖見圖11,同時減速車道漸變段起點(diǎn)與隧道入口距離應(yīng)大于一次車輛橫移變道距離,即62 m。

圖11 主線出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置示意圖(短隧道和中隧道)

3 結(jié)語

針對目前隧道出口與主線出口小凈距路段標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計規(guī)定不完善問題,從小凈距路段安全影響因素分析著手,對小凈距路段標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計對策進(jìn)行了研究。研究成果對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在高速公路出口與主線出口標(biāo)志標(biāo)線方面的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行了細(xì)化與補(bǔ)充，可為建設(shè)條件受限情況下的高速公路標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計提供一定參與。