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互通式立交的出现解决了平面交叉路口带来的交通拥堵与交通安全问题,但是由于互通式立交作为两条道路的衔接段,该位置仍然是事故高发区。虽然有很多研究是根据事故对立交匝道提出改善措施,但是未对事故发生的机理进行研究,导致事故未能从立交的设计阶段杜绝。
本文的研究是借助仿真手段实现的。首先本文依托川渝某一高速公路项目,收集了从2014年1月到2019年5月的立交区域事故数据,并进行事故统计分析,确定了事故高发立交与事故车型;然后以轿车为例,使用Carsim进行车辆建模,并根据立交的设计文件,使用纬地软件对立交进行设计复现,并将立交的道路数据进行输出整理后,导入Carsim的道路建模中,控制调整实现车辆从主线上匝道再下匝道的完整过程;接着按事故类型分别研究,对单喇叭型的立交进行小轿车辆恒速与变速仿真实验;最后使用小轿车与货车对“8”字形立交枢纽进行仿真实验。
研究结果表明:在仿真实验中,随着仿真车辆的速度增大,车辆在单喇叭型立交事故高发区域,方向盘调整角度变大,方向盘转速变快。在蓬安立交与渠县立交事故高发匝道上,当车辆的速度超过55km/h时,在营山西立交事故匝道上车速超过50km/h时,横向加速度均出现在驾驶不适区间。研究发现这3个单喇叭型事故高发立交,都具有圆曲线长度占事故区域长度(圆曲线与缓和曲线)比重过大的特点,营山西立交与渠县立交占比为62%,蓬安立交占比64%,圆曲线比重过大可能会造成交通事故的发生。对单喇叭型立交进行变速仿真实验时,研究速度曲线发现,该仿真实验能够较好地模拟实车实验。对“8”字形立交枢纽进行小车侧滑仿真实验时,发现在事故高发区域车速越快,附着系数越小,车辆在该位置越容易发生侧滑事故。研究货车在“8”字形立交枢纽事故高发匝道上的仿真实验时,发现货车轮胎载荷转移率随着道路附着系数、超高的变大而变小;随着车速、载重和质心高度的增大而增大。使用正交试验的方法,对货车进行侧翻研究时发现,在研究选取的因素中影响车辆侧翻的主次顺序为:道路附着系数、质心左右位置、车辆载重量、质心高度、匝道半径、车速、超高、最大制动压力、转向轮轮距、驱动轴轴距、转向轴轴距、驱动轮轮距;在小半径匝道上对车辆侧翻显著作用的为道路附着系数。
根据上述的研究成果,分别对单喇叭立交与“8”字形立交枢纽,提出具体的减少事故发生的改善措施。
本文的研究是借助仿真手段实现的。首先本文依托川渝某一高速公路项目,收集了从2014年1月到2019年5月的立交区域事故数据,并进行事故统计分析,确定了事故高发立交与事故车型;然后以轿车为例,使用Carsim进行车辆建模,并根据立交的设计文件,使用纬地软件对立交进行设计复现,并将立交的道路数据进行输出整理后,导入Carsim的道路建模中,控制调整实现车辆从主线上匝道再下匝道的完整过程;接着按事故类型分别研究,对单喇叭型的立交进行小轿车辆恒速与变速仿真实验;最后使用小轿车与货车对“8”字形立交枢纽进行仿真实验。
研究结果表明:在仿真实验中,随着仿真车辆的速度增大,车辆在单喇叭型立交事故高发区域,方向盘调整角度变大,方向盘转速变快。在蓬安立交与渠县立交事故高发匝道上,当车辆的速度超过55km/h时,在营山西立交事故匝道上车速超过50km/h时,横向加速度均出现在驾驶不适区间。研究发现这3个单喇叭型事故高发立交,都具有圆曲线长度占事故区域长度(圆曲线与缓和曲线)比重过大的特点,营山西立交与渠县立交占比为62%,蓬安立交占比64%,圆曲线比重过大可能会造成交通事故的发生。对单喇叭型立交进行变速仿真实验时,研究速度曲线发现,该仿真实验能够较好地模拟实车实验。对“8”字形立交枢纽进行小车侧滑仿真实验时,发现在事故高发区域车速越快,附着系数越小,车辆在该位置越容易发生侧滑事故。研究货车在“8”字形立交枢纽事故高发匝道上的仿真实验时,发现货车轮胎载荷转移率随着道路附着系数、超高的变大而变小;随着车速、载重和质心高度的增大而增大。使用正交试验的方法,对货车进行侧翻研究时发现,在研究选取的因素中影响车辆侧翻的主次顺序为:道路附着系数、质心左右位置、车辆载重量、质心高度、匝道半径、车速、超高、最大制动压力、转向轮轮距、驱动轴轴距、转向轴轴距、驱动轮轮距;在小半径匝道上对车辆侧翻显著作用的为道路附着系数。
根据上述的研究成果,分别对单喇叭立交与“8”字形立交枢纽,提出具体的减少事故发生的改善措施。