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在城市立交设计中,基于传统道路线形设计理论规划城市立交是一种常用的方法,但在实际应用中不尽理想,如较小的匝道半径、不良的行车视距、与主线的速度差较大等因素,使得城市立交区成为事故高发路段。交通事故中人因是导致道路交通事故发生的主要原因,行车中驾驶心理负荷对行车安全的影响较大,心理负荷的高低直接影响驾驶员对车辆操作的稳定性。因此,从驾驶员心理负荷的角度来研究立交匝道交通安全问题具有重要的意义,可为山地城市立交设计提供一定的参考,同时能够改善城市立交的行车安全,预防交通事故的发生。本研究首先从交通心理学的角度出发,研究驾驶员心理负荷的形成机理,重点分析人、车、路、环境四个方面因素对驾驶心理负荷的影响,归纳心理负荷相关评价指标,最终选用心率增长率和心率变异性指标RMSSD作为驾驶员心理负荷评价指标。其次,对苜蓿叶形和螺旋形立交进行道路实测试验,获取自然驾驶环境下被试人心理特征数据、立交线形参数、车辆运行参数及道路交通环境信息。最后依据实测数据,运用统计分析方法,对试验数据进行分析。影响心理负荷外在因素主要是车辆的行驶环境,其中跟车、超车和会车三种模式是导致驾驶员心理负荷增大的主要因素,而会车模式对心理负荷影响大于前两种模式;其次匝道的分合流鼻端驾驶员心理负荷上升是共性,且上升的幅值要受主线车流的影响。而影响心理负荷的内在因素主要为驾驶熟练程度以及对道路的熟悉程度,两因素均与心理负荷的大小呈负相关性。对相关评价指标的统计性分析,研究发现,无论环形匝道还是螺旋形匝道,上坡匝道驾驶员心理负荷均高于下坡匝道;其中环形上坡匝道心率增长率均值分布呈“负偏态”分布,而下坡匝道则呈“正偏态”分布;上坡匝道HRI均值主要分布在8.34%-15.00%,下坡匝道HRI均值主要分布在6.67%-13.34%;而螺旋形立交上下坡匝道RMSSD均值分布均呈“负偏态”分布;上坡匝道RMSSD均值主要分布在13.75-22.50ms,下坡匝道RMSSD均值主要分布在12.50-20.00ms。对驾驶员心理负荷与立交线形的关系进行了研究,结果表明匝道半径与心理负荷存在较强的相关性,心理负荷与匝道半径呈负相关性;对环形立交匝道建立三种不同类型驾驶员行驶匝道半径与HRI关系模型,对螺旋立交匝道建立三种不同类型驾驶员行驶匝道半径与RMSSD关系模型;同时对于螺旋形立交匝道,坡度与RMSSD关系呈两种不同的变化模式,并建立坡度与RMSSD之间的关系模型。