遼寧省高速公路交通量特性分析

冷 雪

(遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 沈陽市 110166)

隨著國民經濟持續穩定增長，高速公路運輸需求增長迅速。特別是隨著高速公路網絡的形成和高速公路長距離大通道的貫通，網絡效應和通道效應得以體現，交通需求進一步快速增長的要求更為強烈[1]。為充分發揮現代科學技術的作用，提高干線公路的資源利用效率，以存量調動增量的方式，提高公路網整體通行能力和服務水平，這也是交通結構調整和優化的必然要求，對促進公路交通的可持續發展具有積極的意義。因此，有必要對遼寧省不同地區高速公路交通量和交通荷載數據進行分析，從而更客觀和精確地反映交通量及荷載特性，為高速公路通行能力、交通特性分析和路面結構精確化設計提供數據基礎[2]。

1 交通量分布特性

研究中的交通量數據來源于遼寧省高速公路路網收費數據，包括路線交通量和路段交通量，收集了2010年-2016年遼寧省高速公路路網收費數據，對交通量的組成進行分析。

1.1 交通量的變化情況

統計2010年-2016年全省高速公路路網數據，根據《公路工程技術標準》(JTG B01-2014)[3]中規定，將不同收費車型轉化為標準車型，結果見表1。

由表1可以看出，除2015年外，全省高速公路交通量呈現出逐漸增長的趨勢。2010年全省高速公路年平均日交通量為231944輛/日，2011年為282706輛/日，增長率為21.89%，增長較為明顯。2012年-2016年，增長率呈現放緩趨勢。其中，2015年，受經濟下行的影響，全省高速公路交通量呈現負增長的趨勢，但2016年交通量有所回升。對2010年-2016年遼寧省高速公路部分路段年平均日交通量進行統計，結果見圖1。

表1 遼寧省高速公路2010年-2016年交通量統計表

從圖1可以看出，遼寧省高速公路路段交通量的平均增長率呈現出逐漸增大的趨勢，與整個路網交通量增長態勢一致。

1.2 交通量的組成特點

統計遼寧省高速公路2010年-2016年路段交通量組成，如表2所示，可以看出，中小型車比重最大，達到了60%以上。由于受出行方式的多樣化，大客車的比例最小，小客車大體呈現出逐漸增長的趨勢，而受經濟發展的影響，遼寧省高速公路大貨車的比例呈現出逐漸降低的趨勢，其他車型比重基本無明顯的變化。

表2 車型比例變化情況統計表

1.3 交通量的月變化特點

一年內各月交通量的變化稱為月變化，年平均日交通量與月平均日交通量之比，稱為交通量的月變系數(或稱月不平均系數、月換算系數)，如式(1)所示。

(1)

式中，K為當月天數，有30d、29d、31d和28d，年則有平年(365d)和閏年(366d)，MADT為月平均日交通量，如式(2)所示。

(2)

由圖2可以看出，交通量在不同月份的分布有較大差別，12月、1月、2月的月變化系數最大，說明氣候寒冷和春節對出行車影響較大，該3月的交通量為一年中最小的三個月；而7月-10月的月變系數最小，該時間段為主要的運輸期，與此同時，該時間段瀝青路面結構受溫度影響處于敏感時期，因此對瀝青路面結構層來說是重要考驗。

1.4 交通量小時分布系數

交通量小時分布系數是指各個小時的交通量占每日交通量的百分比。由圖3可以看出，交通量高峰期主要分布于12:00-18:00之間，該區間累計交通量占全天總交通量的30%以上；全天交通量主要分布在11:00-21:00之間，該區間占全天交通量總和的50%以上。通過統計發現，各類車輛的小時分布系數差別較大，客車交通主要發生在白天，而有相當數量的貨車則是在夜間行駛。

1.5 方向系數

交通量方向系數主要用來描述特定的行駛方向上的交通量在雙向總交通量中所占的百分比，通常指交通量較大方向上的百分比。遼寧省典型高速公路路段方向系數如表3所示。

表3 方向系數統計

由表3可知，遼寧省高速公路交通量方向系數主要集中在50%～60%之間，且主要集中于0.51～0.55之間，表明交通量在兩個方向上差別并不是很大。《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2017)[4]中推薦的方向系數區間為0.50～0.60之間，美國AASHTO2002[5]中的方向系數推薦區間為0.50～0.80，說明研究中各路線的方向系數區間介于以上兩推薦區間之中。

1.6 車道系數

車道分布系數描述了某個行車方向上12型及以上車輛在各個車道上的分布比例，在路面結構設計中，將最大的分布比例稱為車道分布系數。表4為我國及國外典型路面設計方法中車道系數的推薦值。遼寧省高速公路車道系數統計結果如表5所示。

表4 各設計方法中車道系數的推薦值(%)

表5 車道系數統計結果(%)

對于兩車道高速公路，所研究的高速公路車道系數的實測值明顯地小于AASHTO 2002的推薦值，這是由于我國卡車司機的駕駛習慣造成的，表明我國卡車司機會更多地占用超車道。對于3車道的高速公路，卡車則可較均勻地分布在外側兩個車道上，表7中的數據反映了這一情況；對于4車道道路，目前主要是高速公路，卡車主要在外側三個車道上行駛。為更客觀地反映現場情況，本項目中以此作為一個分類依據，分別給出車道系數。綜合以上分析，遼寧省高速公路車道系數的推薦值如表6所示。

表6 遼寧省高速公路車道分布系數

2 交通荷載分布特性

目前，遼寧省高速公路上實行了聯網計重收費，這為研究提供了重要的數據來源。分別提取了10個典型收費站的數據，并將典型收費站采集數據進行交通荷載特性的統計分析。

2.1 車型分布系數

車型分布系數指的是各種類型車輛在總體車輛中所占的百分比。通過對車型分布系數的的研究可以總體上了解各路線的交通組成情況，對路線的服務功能定位和交通組織是十分關鍵的。車型分布系數是軸載計算的重要基礎數據，也是重要參數。車型分布系數統計結果見表7。

表7 車輛類型分布系數

由表7可以看出，遼寧省各條高速公路的交通量相差較為懸殊，各收費站之間不同車型比例也有很大的不同。萬家站、錦州站和毛家店站的貨車比例相對較高，其車型組成和車型比例較為相似，說明該3個收費站的交通組成中大部分為貨車，過往車輛以運輸資源、大件商品為主，這與其貨運服務對象較為相符。大連站、沈陽站、蘇家屯站的大客車和整體式貨車分布比例較高，說明該三個收費站的車輛主要以客運和小件貨運為主，尤其以沈陽收費站最為明顯。因此，在路面結構設計過程中，需根據不同路段交通荷載特性單獨進行設計。

2.2 軸數系數

平均軸數也稱軸數系數，指的是某一類車型中該種軸型總數與車輛總數的比值，表示各類車輛中不同軸型(單軸單胎、單軸雙胎、雙聯軸和三聯軸)的平均軸數，見式(3)。

(3)

式中：NAPTmi—m類車輛中i種軸型的平均軸數；

NAmi—m類車輛中i種軸型總數；

NTm—m類車輛總數；

i—1～7類軸型；

m—2～11類車。

根據遼寧省高速公路計重收費數據，對車輛軸型的統計結果進行分析。對所采集的軸型數據按照不同軸型進行區別統計，根據高速公路計重收費數據中實測的軸數數據，得到遼寧省高速公路范圍內的軸數系數參考值，結果如表8所示。

表8 遼寧省高速公路軸數系數推薦值

以上軸數系數的選取應結合工程項目實際情況，結合道路使用功能及服務對象確定軸數系數，通常情況下重載交通取高值，中輕荷載交通宜取中、低值。

3 結論

(1)2010年-2016年，全省高速公路交通量呈現出逐年增長的趨勢，其增長率約在20%左右。小客車大體呈現出逐漸增長的趨勢；大貨車的比例呈現出逐漸降低的趨勢。

(2)全年高速公路交通量高峰期主要出現在6～10月份，該區間為遼寧省氣溫最高時段，荷載對路面結構的影響最為顯著，高溫性能指標需予以重視。

(3)交通量高峰期主要分布于12:00～18:00之間，該區間累計交通量占全天總交通量的30%以上，客車交通主要發生在白天，而有相當數量的貨車則是在夜間行駛。

(4)遼寧省高速公路交通量方向系數主要集中在50%～60%之間，且主要集中于0.51～0.55之間。

(5)通過對典型路段交通量和交通荷載進行觀測分析，得出遼寧省高速公路不同車道數的車道系數和軸數系數的推薦值。