匝道是互通式立體交叉的主要組成結(jié)構(gòu)，也是立交設(shè)計中的重要內(nèi)容，因此匝道幾何線形的合理與否直接影響到互通立交的安全性，如果匝道設(shè)計不合理，匝道交通事故發(fā)生率將會明顯增大，從而嚴重影響互通式立交范圍內(nèi)的通行能力。
　　 匝道的幾何線形設(shè)計從匝道平面線形、縱斷面線形、橫斷面組成相協(xié)調(diào)角度出發(fā)，保證駕駛員清晰明了的行車路徑，提供給駕駛員足夠的視距和通視條件，從而提高匝道交通的安全水平和服務(wù)水平。從微觀角度分析以交通量、交通組成以及運行速度為主要內(nèi)容的匝道交通流特性，使影響交通安全性的主要因素得以合理有效的解決。最后通過分類評析匝道中典型的事故發(fā)生類型，從而反映出的線形合理及速度協(xié)調(diào)問題是匝道安全性評價的重要手段。
　　1、匝道道路幾何條件與行車安全
　　1.1 平面線形
　　 若匝道處出現(xiàn)小半徑圓曲線時，會增大駕駛員的操作難度，增加更多的安全隱患；或是匝道緩和曲線參數(shù)a較小時，易使得駕駛員緊張操作，發(fā)生交通事故。因此，我國技術(shù)規(guī)范中，依據(jù)互通式立交的設(shè)計速度、交通量、通行能力等綜合因素對匝道圓曲線半徑、緩和曲線參數(shù)a值、匝道平曲線長度以及分、合流點處曲率半徑和回旋線參數(shù)的提出了嚴格技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從行車安全、舒適的角度考慮，一般情況有以下要求[1]：
　　 （1）圓曲線半徑應(yīng)適應(yīng)匝道上速度的變化；
　　 （2）匝道平面線形應(yīng)適應(yīng)交通量的變化，交通量大的匝道應(yīng)具有較高的平面線形指標(biāo)；
　　 （3）駛出匝道較駛?cè)朐训缿?yīng)具有較高的平面線形指標(biāo)；
　　 （4）分、合流處具有良好的通視條件；
　　 （5）匝道中設(shè)置緩和曲線時，回旋線參數(shù)a≤1.5r為宜；若兩回旋線反向連接時，回旋線參數(shù)a宜相等（不滿足時，比值應(yīng)小于1.5）；
　　 （6）分流點采用較大曲率半徑以適應(yīng)行駛速度，同時滿足規(guī)范中對分流點曲率半徑和回旋線參數(shù)的要求。
　　1.2 縱斷面線形
　　 匝道縱斷面線形受兩端相連接主線的縱坡、坡向限制以及跨線構(gòu)造物標(biāo)高的控制，同時綜合考慮縱面線形對制動、排水的要求，以及節(jié)省用地和減少拆遷等因素，主要針對匝道最大縱坡、匝道豎曲線最小半徑及長度（尤其是分流點處）以及與平面線形的協(xié)調(diào)性進行安全性評價分析[2]。不合理的縱面設(shè)計會導(dǎo)致車輛爬坡能力下降，致使車輛長時間擁堵在匝道上或是下坡行駛速度過高減速困難，在進入交叉口時存在安全隱患。由此，從安全角度考慮，一般要求：
　　 （1）匝道同主線相連接的部位，其縱面線形應(yīng)連續(xù)，避免線形的突變；
　　 （2）匝道應(yīng)采用緩坡，盡量避免采用極限縱坡；
　　 （3）匝道應(yīng)采用較大豎曲線半徑，滿足停車視距的要求；分、合流處豎曲線半徑既要滿足停車視距還應(yīng)滿足通視條件。
　　1.3 橫斷面組成
　　 合理的匝道橫斷面寬度應(yīng)與匝道設(shè)計速度相適應(yīng)，同時還要滿足匝道通行能力以及設(shè)計交通量的要求。而匝道設(shè)計交通量是確定匝道類型、設(shè)計速度、車道數(shù)等的重要依據(jù)。
　　 行車道、路緣帶、硬路肩和土路肩是匝道橫斷面的基本組成部分，各組成部分的寬度是影響匝道交通安全的重要因素，其中以路肩寬度影響較為顯著。硬路肩的主要作用是供車輛臨時停放，防止交通事故和避免交通紊亂，除此之外，還具有保護及支撐路面結(jié)構(gòu)、增加行車安全性和舒適感、以及誘導(dǎo)視線等功能?！兑?guī)范》允許匝道的右側(cè)硬路肩遇特殊困難路段可小于2.5m，但是許多相關(guān)研究認為，寬度小于2.5m的硬路肩對行車速度影響較大，會給匝道范圍的臨時停車、養(yǎng)護作業(yè)以及匝道橫凈距帶來不利。
　　1.4匝道超高橫坡和超高漸變率
　　 一般情況下，匝道范圍內(nèi)的平曲線都會設(shè)計成單向橫坡的形式，使得道路的橫向力系數(shù)和超高共同抵消車輛曲線行駛產(chǎn)生的離心力作用。
　　 
　　 式中：r--圓曲線半徑（m）；
　　 v--匝道實際運行速度（km/h）；
　　 u--橫向力系數(shù)；
　　 i--超高橫坡。
　　 公式中反映出運行速度、橫向力系數(shù)與超高橫坡的相互制約關(guān)系，而橫向力系數(shù)對行車的舒適性和安全性則有很大的影響。因此，要合理確定匝道的超高橫坡，盡量保證橫向力系數(shù)的要求，如下表1所示：
　　
　　
　　 若橫向力系數(shù)過大或是超高橫坡不滿足要求，通過調(diào)整匝道平曲線半徑，使其滿足規(guī)范要求。同時超高漸變率也要依據(jù)平面線形和縱坡的特點，使線形較好的誘導(dǎo)視線，從而提高行車舒適性和安全性。過小的超高漸變率會導(dǎo)致路面排水不暢；反之，則會導(dǎo)致視線的扭曲，存在嚴重的安全隱患。
　　2、匝道交通流條件與行車安全
　　2.1交通量因素
　　 匝道的安全水平直接受匝道上交通量大小的影響，張梟雄[3]通過研究表明，匝道上交通量與交通流狀況有一定關(guān)系，而且交通流飽和程度影響交通事故頻率和嚴重程度。因此，可以認為交通量大小與交通事故有緊密的聯(lián)系，圖1表征兩者的相互關(guān)系：
　　
　　
　　 圖中所示交通事故與交通流關(guān)系并不與普遍認識完全一致，在飽和度為0.4～0.6時，事故發(fā)生數(shù)量較大，此時交通流處于不穩(wěn)定流和飽和流狀態(tài)；但隨著飽和度的增加，交通流逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞?，反而交通事故發(fā)生數(shù)量會降低，主要是此時車速受交通量影響降低的比較嚴重。
　　2.2交通組成因素
　　 匝道上復(fù)雜的交通組成也會對匝道上車輛運行安全產(chǎn)生直接的威脅，其中大型車輛的影響更為顯著，主要是因為匝道上行駛的大型車與小型車之間的速度差造成的交通干擾。不同車型的速度差是產(chǎn)生交通擁堵的主要原因，它經(jīng)常會造成高速公路匝道車輛追尾事故，引發(fā)匝道交通擁堵，從而降低高速公路匝道安全性。因此，充分利用匝道的現(xiàn)有資源，合理調(diào)整大型車在匝道上的分布（時間上和空間上）狀況，會大幅度提高互通式立交范圍匝道的通行能力和服務(wù)水平。
　　2.3運行車速影響
　　 運行速度是匝道上事故發(fā)生的另一個重要影響因素，根據(jù)多年的研究表明，事故數(shù)量與速度的關(guān)系并不顯著（但是速度越高，事故發(fā)生的后果越嚴重），主要和速度離散性有關(guān)[4]。速度的離散性說明匝道上頻繁發(fā)生的車輛超車和被超車情況是致使交通事故發(fā)生的主要原因，因此，不應(yīng)全然降低行車速度來降低事故率，更應(yīng)該注重匝道上車輛速度差的控制。
　　3、高速公路匝道車輛運行安全性分析
　　 由于高速公路主線與匝道的技術(shù)指標(biāo)相差較大，因此不可避免會出現(xiàn)匝道行車安全性問題，而運行速度的研究則變的尤為重要，它是認識匝道交通流以及分析匝道行車安全的必要參數(shù)。
　　 根據(jù)立交范圍內(nèi)匝道的構(gòu)造形式、線形指標(biāo)的情況，江曉霞[5]等人對車輛在不同時間段的運行速度變化情況進行了測試分析，如下圖2所示：
　　
　　
　　圖中： 曲線a--匝道設(shè)置收費站時行車的運行速度軌跡線；
　　 曲線b--匝道不設(shè)置收費站時行車的運行速度軌跡線；
　　 曲線c--匝道中部線形較好時運行速度先增大后減小的速度軌跡線。
　　
　　 上圖顯示出車輛在匝道上的行駛狀況，會出現(xiàn)明顯的減速過程和加速過程，對于通過運行速度分析，評價匝道各組成部分的線形指標(biāo)從而采用與其相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來增加匝道上車輛行駛的安全性是很必要的。
　　 從另一個角度看，車輛在匝道行駛的交通流狀態(tài)主要有：自由行駛、跟車行駛以及分合流行駛?cè)N形式。
　　 對于自由行駛狀態(tài)下車輛的運行安全，國外學(xué)者gipps通過在公路上反復(fù)進行自由流車輛試驗，建立自由行駛狀態(tài)下的安全模型，研究發(fā)現(xiàn)在高速行駛時速度緩慢增大或減小可以保證車輛運行的安全。對跟車行駛主要是以車輛運動學(xué)為理論基礎(chǔ)，因為跟車模型的推導(dǎo)過程還存在一定困難，只有理論上的跟車行駛安全性分析，不過仍然對車輛在出入口匝道內(nèi)的跟車行駛速度做了一定限制，保證車輛行駛有安全速度和合理間距維持安全的運行狀態(tài)。對于分合流行駛的狀態(tài)主要發(fā)生在出入口匝道車輛進行強制性車道變換時，通常將此過程分解為信息判斷和操作執(zhí)行兩部分。在分流行駛時，只要車輛行駛可以避免目標(biāo)車輛與目標(biāo)車道內(nèi)的前車追尾和換車道車輛被原車道后車追尾的情況發(fā)生，就可以保證在分流行駛狀態(tài)下的安全行駛；相同的道理，對于合流行駛的車輛為了保證安全的行駛狀況，一方面要避免目標(biāo)車與目標(biāo)車道后車追尾的發(fā)生，另一方面要避免目標(biāo)車被當(dāng)前車道后車追尾。
　　4、高速公路匝道行車安全技術(shù)對策
　　 上述主要針對匝道幾何線形、交通流特性和車輛運行效果等對匝道運行安全性的影響進行系統(tǒng)的分析，其實從宏觀角度即匝道發(fā)生事故類型以及事故發(fā)生位置，也可以結(jié)合道路線形指標(biāo)及交通特性提出合理的安全性方案。下圖3是根據(jù)楊少偉[6]等人對匝道的交通事故統(tǒng)計分析，得到的匝道不同位置的事故發(fā)生類型圖。
　　
　　
　　 分流減速過程中的追尾事故主要是轉(zhuǎn)彎車輛由于減速駛?cè)朐训蓝蓴_主線上高速直行車輛，而且通常主線與匝道的設(shè)計速度相差很大，所以此減速過程中車速變化幅度較大，易導(dǎo)致追尾事故的發(fā)生。匝道出口端或是勻速段往往發(fā)生側(cè)翻事故，一方面是駕駛員不熟悉路況而誤入出口導(dǎo)致來不及返回正線造成的；另一方面是由于減速段起點不明晰同時減速車道的長度或其他技術(shù)指標(biāo)不滿足規(guī)范要求所致。加速合流段若車輛長時間滯留加速車道而無法加速駛?cè)胫骶€會出現(xiàn)上圖的擠撞事故，同時如果入口端加速車道長度不足或是沒有良好的通視條件必然會增加入口段碰撞事故的發(fā)生率。
　　 不同的事故類型以及事故嚴重程度都在一定程度上反映出匝道設(shè)計中存在的安全問題，因此在提高匝道行駛安全的基礎(chǔ)上，不僅要嚴格規(guī)范匝道設(shè)計的幾何線形（平面線形、縱斷面線形、橫斷面組成以及超高橫坡、超高漸變率等參數(shù)）技術(shù)指標(biāo)，還應(yīng)通過對車輛運行速度、交通流特性、事故發(fā)生的不同位置等進行綜合分析，從駕駛員的心理、視覺條件等方面滿足其行車舒適性以及操作可便性，以達到保證行車安全的最高要求。
　　 
　　參考文獻
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　　[5] 江曉霞，袁宏偉. 高速公路互通立交安全性設(shè)計研究[j].公路，2006，第4期
　　[6] 楊少偉.道路立體交叉規(guī)劃與設(shè)計[m].北京:人民交通出版社，2003
　　注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。