高速公路施工路段通行能力評估指標研究

熊師遠 江俊翔 姜容

摘要：四車道高速公路施工路段通行能力影響因素復雜，現行規范標準利用交通量飽和度來評估高速公路施工路段的通行能力，而交通飽和度未考慮其他相關因素的影響。文章為完善高速公路施工路段通行能力評估指標體系，分析交通量及交通組成、道路線性指標、運行速度、相鄰路段速度差、交通組織方案及惡劣天氣對施工路段通行能力的影響，確定施工路段實際通行能力評估指標體系及評估標準，并根據相關資料確定各影響因素在不同情況下的修正系數。同時，結合工程實例利用施工路段通行能力評估指標體系，評估其日常及重大節假日服務水平等級，分析現場交通組織存在的問題，指導完善交通組織方案及應急救援預案。

關鍵詞：施工路段;通行能力;修正系數;評估指標

0 引言

由于影響施工路段通行能力的因素繁多復雜，確定施工路段通行能力的評估指標體系難度較大。現有規范中主要利用交通量飽和度來評估高速公路施工路段的通行能力，但交通飽和度只考慮交通量、交通組成、駕駛人總體特征、路側干擾因素的影響。而目前道路線形指標、速度差、不同交通組織路側干擾等級、惡劣天氣、臨時安全設施等因素對高速公路施工路段的通行能力影響也較明顯[1]。

運行速度預測模型作為公路幾何設計、環境、車輛性能以及駕駛人生理、心理等多方面綜合作用的表現[2]，通過相鄰路段運行速度協調性及評價標準，分析對通行能力影響的修正系數。

本文針對雙向四車道高速公路施工路段采取不同交通組織方式，優化其不同交通組織方案對應的路側凈區寬度、臨時交通安全設施對施工路段通行能力的修正系數。

1 通行能力影響因素分析

高速公路施工道路通行能力的因素主要包括：交通量、貨車組成、駕駛人特征、車道寬度、路側凈寬、開放車道數量、運行速度、惡劣天氣、道路線形指標、施工區設置、臨時安全設施等[3]。通過對各因素歸納匯總，主要對交通量及交通組成、道路線形指標、運行速度、交通組織方案、惡劣天氣等主要因素進行分析。

1.1 交通量及交通組成

交通流飽和度隨道路交通量變大而增高，通行能力隨之下降。交通量飽和度與交通流狀況及事故率如圖1所示。

施工路段各種類型車輛的性能和速度都存在很大差異，在大型車輛加減速和變換車道過程中車輛間的相互干擾增加，導致通行能力下降[4]。

1.2 道路線形指標

小半徑圓曲線段容易向外側滑和傾翻，降低了車輛的穩定性和安全度，同時前方視距縮短的影響，可能導致車輛通行能力下降。

大型車輛在陡坡路段易出現上坡熄火，下坡剎車失靈的情況。高速公路施工路段通常為單車道通行，其通行速度由大貨車行車速度決定。

1.3 運行速度

施工區交通環境復雜，當行車道變少，車輛強制合流時，車速差偏大。半幅通行利用中央分隔帶開口段，車速明顯下降[5]。

大型車與拖掛車加減速比小汽車慢，車速差較大。施工區同一路段，一般為單向單車道行駛，施工路段的運行速度由大貨車的速度決定。

根據相關事故數據分析，相鄰路段速度差>20 km/h的事故率比速度差在10～20 km/h的事故率高2倍，比速度差<10 km/h的事故率高6倍。

1.4 惡劣天氣

大風、暴雨、大霧等惡劣天氣下，對道路狀況、車輛性能、駕駛人生理心理反應等均有不良影響，導致施工路段通行能力下降、增加行車安全風險，造成交通事故（如圖2所示）。

1.5 交通組織方案

高速公路施工作業區一般采用單向外側車道封閉、單向內側車道封閉、半幅封閉。封閉部分車道后路側凈區寬度減小及路側干擾等級增加，導致其他車道交通量驟然增加，交通流狀態處于穩定流和擁堵流之間。

施工作業控制區布置及臨時交通安全設施存在缺陷，交通管制方案不合理，導致車輛頻繁改道，或交通安全設施對車流引導、隔離效果較差，影響施工路段車輛通行能力[6]。

2 通行能力評估指標

2.1 實際通行能力評估指標體系

2.4 惡劣天氣修正系數

主要考慮降雨、強風、大霧等因素對臨時交通安全設施和行車環境造成的影響，見表4。

2.5 臨時安全設施修正系數

主要考慮各作業區安全設施的完整性及對破損的安全設施的修復情況，見表5。

3 工程實例

3.1 項目簡介

某高速公路標準為雙向四車道，設計速度為100 km/h，施工路段圓曲線最小半徑為1 500 m，最大縱坡為3.5%（1處）。施工區域采用半幅封閉半幅通車交通組織方案，作業區長度為3 km，限速60 km/h，按標準規范要求設置完善的安全設施。該地區氣候環境一般，可能影響通行能力，但不顯著。

（1）運行速度

利用緯地公路路線安全性分析系統軟件，主要分析施工路段的貨車運行速度及相鄰路段線形協調性，存在3處線形協調性不良路段，為中央分隔帶、車道轉換及大縱坡路段，如表7所示。

（2）交通量

根據施工路段管養單位提供的日常及重大節假日交通量數據及車輛類型，中、大型車所占比例約為40%，折算出施工路段日常及重大節假日的交通量。

日常正向、反向交通量分別為1 036 pcu/（h·ln）、1 088 pcu/（h·ln）;重大節假日正向、反向交通量分別為1 902 pcu/（h·ln）、2 201 pcu/（h·ln）。

3.2 通行能力評估

施工路段通行能力的評估指標及修正系數的取值如表8所示。

根據高速公路服務水平分級表，本項目施工路段日常服務水平等級均為四級，滿足規范要求。重大節假日期間，由于車流量劇增，服務水平等級均為六級。為保證客車通行，可分流部分貨車，提前通過媒體發布消息，并設置相應的標志、標識。同時，制定完善的應急救援預案，保證施工路段正常通行。

4 結語

本文在現行規范的基礎上，增加運行速度、相鄰路段速度協調性、不同交通組織方式的路側干擾等級、惡劣天氣及臨時安全設施對四車道高速公路施工路段的通行能力分析及評估指標修正系數，可反映施工路段的實際交通狀況及可能誘發的事故，突出現場交通組織的重點及難點，指導完善交通組織方案及應急救援預案。

參考文獻：

[1]祁文潔.四車道高速公路典型施工作業區道路通行能力研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2013.

[2]楊 陽.基于運行車速的高速公路交通安全性能研究[D].長沙：湖南大學，2012.

[3]李 耘.高速公路施工區交通流特性與安全風險分析[D].西安：長安大學，2014.

[4]李永義.高速公路施工路段交通組織方案設計與評價研究[D].南京：東南大學，2006.

[5]梁 坤，鐘勇強.改擴建高速公路基本路段通行能力研究[J].道路工程，2009（12）：36-39.

[6]吳 彪，許洪國，戴彤焱.高速公路施工區行車安全影響因素辨識方法的比較研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2011，35（1）：95-100.