高速公路路面改造交通組織的設計與實現分析

文/梁文峰

1 前言

隨著我國加快推進交通強國建設，公路建設實現跨越式飛躍[1]。本文以廣西興業至六景高速公路（以下簡稱“興六高速”）既有水泥混凝土路面改造為瀝青路面為例，基于“四階段組合法”交通量預測模型，通過交通量調查與預測，采用全線“半幅封閉施工，另半幅單向正常通行”的交通組織方案，提前順利完成下行線改造任務，實現了高效安全施工。

2 項目概況

“興六高速”起點位于興業縣興業鎮，與岑興高速公路相連接，途經木格、瓦塘等地區，終點在橫縣六景，路線全長99.792km，于2001年5月20日開工建設，水泥混凝土路面結構，2003年8月15日建成通車，項目業主將既有路面改造為瀝青混凝土路面。基礎路網圖如圖1 所示。

3 區域路網現狀調查與分析

“興六高速”輻射周邊的路網資源豐富，可供車輛分流的線路如圖1 所示，分為六景北立交-橫縣、橫縣-云表、云表-貴港、貴港-瓦塘互通、瓦塘互通-木格、木格-興業六個區段。

3.1 交通量空間分布特性

3.1.1 路段平均日交通量分析

根據調查數據分析，2019年“興六高速”六景北立交-橫縣、云表-貴港、瓦塘互通-木格、木格-興業較大，貴港-瓦塘互通、橫縣-云表平均日交通量較小，呈現“三峰兩谷”趨勢[1]。

3.1.2 路段服務水平分析

分析2019年“興六高速”各路段飽和度，進而確定各路段服務水平，其中各路段飽和度在0.51～0.6 之間，服務水平均為二、三級，交通流屬于相對自由流的狀態。

3.1.3 路段高峰小時交通量分析

“興六高速”各路段高峰小時交通量較少，交通流屬于自由流的狀態，與平均日交通量變化趨勢一致，也呈現“三峰兩谷”形狀，路段平均高峰小時系數0.078。

3.1.4 路段方向不均勻系數分析

2019年收費站數據顯示，重交通方向為六景至興業方向，平均方向不均勻系數為0.507；各路段方向不均勻系數在0.5～0.51 之間，東西行方向交通量分布基本一致，其中云表-貴港路段的方向不均勻系數最大為0.51。

3.2 交通量時間分布特性

瓦塘互通-木格路段2010～2019年交通量保持持續增長趨勢外，其余各路段以2015年為臨界點。2015年之前交通量呈現遞增趨勢，但2015～2016年呈現出下降趨勢，2016～2017年交通量基本持平，2017～2019年又呈現遞增趨勢。

3.3 交通量車型構成

3.3.1 分路段構成

2019年“興六高速”各類型車的占比車型以客車為主，各路段客車占比在68.96%～71.20%，平均為69.87%；其中1 類客車比例為65.04%，貨車占比在28.80%～31.04%，平均30.13%。

3.3.2 分方向構成

六景北立交-橫縣路段客車占比最大，東行和西行分別達到71.04%、71.20%、而貴港-瓦塘互通路段客車占比最小，東行和西行分別為68.56%、68.96%；貨車分布規律同客車，其中貴港—瓦到塘互通路段貨車占比最大，東行和西行分別達到31.44%、71.04%，而六景北立交—橫縣路段貨車占比最小，東行和西行分別為28.96%、28.8%。

4 交通量預測

考慮交通組織擬采用方案施工期為2020 下半年至2021年上半年，故本次興業高速交通量預測特征年為2020年和2021年。

4.1 預測方法

“四階段法”預測模型是將研究的道路交通劃分為交通產生、交通分布、交通方式劃分、交通分配等四階段，這也是目前交通需求預測中比較常用的模型，預測方法簡單實用[2]。本項目采用兩個階段組合、多個階段組合的方式，構建新的預測模型，消除因各個階段間獨立而對預測結果產生的影響，簡化預測步驟、提高工作效率。“興六高速”施工期交通量預測采用“四階段組合法”預測模型。

式中：xa-路段a 上的流量；X-路段流量；q-OD 點間的出行分布量；ta-路段a 上的運行時間-OD 點對r、s 在k 路段上的交通流；Y-參數。

4.2 預測結果及分析

4.2.1 特征年路段交通量預測

“興六高速”公路未來特征年2020年、2021年（施工期）在未分流的情況下，全線各路段平均交通量預測值整體呈遞增趨勢，其中六景北立交-橫縣、瓦塘互通-木格、木格-興業交通量較大，2021年瓦塘互通-木格最大為37755pcu/d；橫縣-云表、云表-貴港、貴港-瓦塘互通交通量較小，2021年貴港- 瓦塘互通最小為31364pcu/d，2021年平均交通量為34261pcu/d。

4.2.2 預測服務水平分析

從預測結果看，未來特征年“興六高速”2020年各路段飽和度在0.55～0.65 之間，全線平均為0.6。除貴港-瓦塘互通段為二級服務水平，其余路段均為三級服務水平。另外，“興六高速”2021年各路段飽和度在0.57～0.69 之間，全線平均為0.62，全線各路段均為三級服務水平。

4.2.3 特征年交通流車型構成

“興六高速”未來特征年1 類車比例增加，全線車型以客車為主，客車中又以1 類客車為主，2020年及2021年1 類客車比例分別為65.56%和65.83%，貨車比例為29.78%和26.69%。

4.2.4 效果分析

相較于“邊通車，邊施工（分段半幅封閉施工、半幅對向兩車道通行）方案”，擬采用“半幅封閉施工、另外半幅正常通行”的方案，該方案具有以下明顯的優勢：

4.2.4.1 安全性方面：常規方案需要頻繁進行交通轉換，道路通行能力下降，極易發生道路交通事故，并可能造成次生安全責任事故。擬采用“半幅封閉施工、另半幅正常通行”的方案將施工區與通行車道實現物理隔離，交通流與施工相互干擾的因素基本消除，車輛通行和施工作業人員的安全性都將大大提升。

4.2.4.2 通行能力方面：常規方案受交通轉換的影響較大，道路通行能力下降，極易造成大面積的交通擁堵，雙向交通均不能保持原有服務水平，對交通出行影響大。擬采用方案，半幅交通通行能力未受到影響，封閉半幅可繞行周邊路網保障通行，且經研究具備可行的路網分流條件，整體來說，對道路通行能力影響較小，司機出行能得到較好的保障。

4.2.4.3 工期方面：常規方案受交通轉換的影響和條件制約，無法大面積有序組織開展施工作業，工期較長（預計約14 個月），對人們出行帶來較長時間的影響。擬采用方案的總體施工組織進度不受交通轉換的影響，可大面積有序組織開展施工作業，工期大幅度縮短（預計約7 個月），對人們出行影響時間短，總體來說，工期縮短一半。

4.2.4.4 施工投入方面：常規方案需劃分多個工區，且需要大量的臨時設施，耗費較多人力資源。擬采用方案直接半幅封閉，施工區與通行車道實現物理隔離，無需額外設置歷史隔離設施，工區減少也可降低人力成本。

5 組織實施

5.1 專家論證方案

根據上面模型分析，本項目組織多次專家論證，“興六高速”周邊公路符合分流條件的路網相對較多，全線“半幅封閉施工，另半幅單向正常通行”的交通組織方案比常規改道施工交通組織方案在交通通行安全性、縮短施工工期、降低交通事故發生率、減少社會負面影響等方面均具有明顯優勢。

5.2 組織實施

本項目從2020年9月1 開始，興六路下行線封閉交通組織施工，上行線保持單向正常通行，于2020年12月15日完成改造任務，對社會開放下行線六景往玉林方向車流，同時轉換封閉上行線施工，預估2021年3月底全部完成路面改造工程施工任務，比原計劃提前一個月完成項目施工任務，全線恢復交通。

6 結語

“四階段組合法”交通量預測模型適用于既有道路改造工程，其計算結果與實際吻合，能夠為今后的交通組織設計提供依據。改造路段周邊有自由流分流交通條件的道路優先選用全線半幅封閉交通，可以加快施工進度，確保施工安全、道路交通安全以及有序分流。