京哈高速公路綏中(冀遼界)至沈陽段維修養護工程交通組織措施研究

姜英田

(遼寧省交通科學研究院有限責任公司 沈陽市 110015)

1 交通組織措施原則

在充分調研施工作業區域交通流特點的基礎上，充分結合相關標準規范，是制定交通組織方案的基本原則。主要目的為通過應用交通管制措施及交通疏導措施，在確保安全的前提下，提升車輛通行的流暢度[1]。對于高速公路維修養護工程，需要注意的原則主要包括：

1.1 施工前期原則

(1)經濟性原則。在制定交通組織方案時，確保方案中各項措施的實用性，在保證所需求功能的基礎上，降低整體方案的成本。

(2)效率優先原則。交通組織方案的制定要充分兼顧作業區域車輛運行效率。

(3)方案適用性原則。交通組織措施的制定應充分以作業區域道路條件以及交通流運行情況作為基礎，不同的維修養護工程遵循不同的方案，嚴禁“一刀切”。

1.2 施工過程中的原則

(1)方案一致性原則。對于制定好的交通組織措施，在施工過程中要嚴格參照執行，不同區域的交通組織措施要保持一致性，以防止駕駛員辨認困難。

(2)安全性原則。安全性原則一方面是要確保車輛的通行安全，另一方面也要確保施工作業人員及各安全設施的安全，避免由于安全設施的應用，增加了新的風險點。

1.3 施工結束后原則

現場及時恢復原則。在作業區域施工結束后，應當及時安排作業人員，依照相關流程，拆除相關交通組織標志等，將道路恢復原樣。

2 作業區空間布局分析

按照《公路養護安全作業規程》(JTG H30—2015)的規定，作業區分為警告區、上游過渡區、作業區、下游過渡區、終止區，本研究對不同區域空間布局進行研究。

2.1 警告區長度確定

根據《公路養護安全作業規程》(JTG H30—2015)，警告區的長度計算方法如式(1)。

S=S1+S2+S3

(1)

式中：S為警告區長度；S1為車輛從減速至達到最終限速值所行駛距離；S2為相鄰車輛最小安全距離；S3為車輛排隊長度。

警告區布設逐級限速標志，相鄰限速標志間距不應小于200m，S1的計算如式(2)。

(2)

式中：vxq、vxh分別為車輛正常行駛以及限速狀態下的行駛速度(km/h)。

S2是以速度vxh行駛的車輛，為保證前方車輛不發生碰撞，與前方車輛的最小安全距離，計算公式如式(3)。

(3)

式中:t為駕駛員反應時間，一般在2.5s左右；φ為道路縱向摩阻系數，在0.29與0.44之間；i為道路縱坡系數；g為重力加速度值。

S3是警告區車輛排隊長度，取值如表1所示。

表1 S3取值表

2.2 上游過渡區長度確定

根據《道路交通標志和標線》(GB 5768-2)，上游過渡區的計算方法如公式(4)。

(4)

式中:Lt為上游過渡區長度(m)；W為封閉車道寬度(m)；v為車輛行駛速度(km/h)。

當車輛通過上游過渡區時，一種情形是車輛經過封閉的車道然后再變換到正常的行駛車道上，上游過渡區最小長度為公式(4)計算結果取整，如表2；另一種情形是通過封閉硬路肩讓車輛通過上游過渡區，隨即通過硬路肩進入緩沖區時，上游過渡區的最小長度為式(4)的計算結果值半數，如表3。

表2 上游過渡區(封閉車道)的最小長度Lt

表3 上游過渡區(封閉硬路肩)的最小長度Lt

2.3 緩沖區長度確定

緩沖區的設置，能夠保證交通流平穩運行，促進車輛平穩進入工作區，計算公式如式(5)。

(5)

式中：t、g、φ、i的含義同式(3)。

2.4 作業區長度確定

《公路養護安全作業規程》(JTG H30—2015)對養護維修作業控制區的長度進行了規定，但針對維修養護工程，對于施工區最大的長度以及相鄰施工區域的距離未提及，而作業區的長度對段落交通運行效率以及運行安全具有顯著影響，因此需要對作業區的路段布局進行研究。

2.4.1施工區最大長度

通過對沈山高速公路交通特性分析，沈山高速公路全年日間高峰小時交通流量基本在900～1800pcu/h之間，貨車比例在50%左右，研究當交通流量為300pcu/h/ln、400pcu/h/ln、500pcu/h/ln、600pcu/h/ln時，貨車比例占50%時，未設置封閉區及設置不同長度封閉區情形下，交通流延誤情況。

(1)未設置封閉作業區時，不同交通流量交通流延誤如圖1所示。

圖1 未設置作業區不同交通流量交通流延誤

(2)設置封閉作業區時，不同交通流量交通流延誤：

通過仿真單向三車道封閉外側一車道，內側兩車道通行這種具有代表性的作業區形式，研究當封閉作業區為500m時，封閉作業區為1km時，及封閉作業區為2km時，不同交通流量的交通流延誤如圖2所示。

圖2 設置作業區不同交通流量交通流延誤

在美國道路服務水平定義中，當交通流延誤小于等于45s時，交通流符合C級服務水平，為研究在施工區不同長度下，路段交通流量均能維持在C級服務水平以上，對不同施工區長度可接受最大交通流量進行分析。

(3)對未設置封閉作業區及設置封閉作業的不同交通流延誤進行分析，結論如下：

①在未建立封閉區情況下，當交通流量在550pcu/h/ln以下情形下，路段可保持C級以上服務水平。

②封閉區的建立，會導致區域內交通流延誤增加，當封閉區長度固定時，隨著交通流量的增加，交通流延誤上升幅度增加。

③當作業區長度為500m時，交通流量在480pcu/h/ln以下時，路段可保持C級以上服務水平。

④當作業區在1km時，當交通流量大于430pcu/h/ln時，路段服務水平在C級以下。

⑤當作業區在2km時，當交通流量大于350pcu/h/ln時，路段服務水平在C級以下。

針對作業區為2km時，研究通過限制貨車比例，進而保證路段服務水平在C級以上，提出貨車比的建議值如表4。

表4 貨車比限制建議值

2.4.2相鄰施工區的間距

對車道半幅封閉，借用對向車道行駛的封閉方式進行研究，當兩處施工點距離較近時，當下游作業面交通擁堵，會加劇對上游作業面的影響程度，所以需研究確定相鄰施工區的最小間距。

對于相鄰施工作業區，在間隔長度較小的情形下，通常有兩種設置方式，如圖3、圖4。

圖3 施工作業區分離車輛行駛路徑

圖4 施工作業區合并車輛行駛路徑

通過利用VISSIM軟件進行仿真，在兩種設置方式情形下，通過輸入較小交通流量以及接近飽和狀態下的交通流量，對施工作業區不同間距時的交通流延誤進行分析，結果如圖5。

圖5 半幅封閉半幅通行施工區不同間距交通流延誤

通過選取第一施工區上游警告標志起到第二施工區下游終止區范圍為數據采集區域，統計車輛在區域內的延誤情況，分析如下：

(1)當交通量較小時，兩種作業模式的延誤不存在明顯差異，將兩個區域分隔開，車輛交通延誤相對較小。

(2)當交通流量接近通行能力時，當施工區間距大于6km時，兩種作業模式的延誤趨近于相同，但當施工區間距小于6km時，將兩個作業區合并，整個段落車輛的交通延誤相對更低。

2.5 下游過渡區

根據《公路養護安全作業規程》(JTG H30—2015)，下游過渡區長度應大于30m，考慮到限速對下游過渡區長度的影響，根據上游過渡區長度建議值取值情況，得到下游過渡區的長度在限速值不同時的取值如表5。

表5 下游過渡區長度建議值

2.6 終止區

根據《公路養護安全作業規程》(JTG H30—2015)，終止區長度應大于30m，考慮到限速對終止區長度的影響，得到終止區的長度在限速值不同時的取值如表6[2]。

表6 終止區長度建議值

3 交通組織措施建議

(1)完善臨時安全交通設施[3]

臨時安全設施的設計遵循“安全第一，預防為主”的原則，提前預告、誘導交通，能夠起到警示、隔離以及誘導等作用，保證行車安全。其設置以施工組織設計為基礎，服務于施工組織和交通組織。臨時安全設施的設置應全面利用原有設施，對于可以利用的，通過推移拆除、移位利用等方式，起到節約成本、保證資源充分利用的效果；在施工路段應避免標志功能缺失，確保標志設置充分、合理。

(2)完善應急預案

由于施工影響，施工作業區域內交通流處于不穩定狀態，因此需完善應急預案，并加強現場的應急保障措施。現場安排安全員加強安全管理，對于交通流量較大的路段，協調路政、交警等部門人員加強現場安全水平。

(3)加強對外宣傳工作

為做好對外宣傳以及信息提示工作，維修養護工程項目在作業前，應通過廣播、導航軟件、公眾號等媒體，以及主要入口處通過張貼公告等方式，向社會加強交通組織方案的宣傳，包括封閉作業區域時間安排、封閉路段以及其他管制措施。

4 結語

對高速公路維修養護工程交通組織原則進行了簡要介紹，重點對作業區空間布局、作業區限速模式進行了研究，為維修養護工程的實施提供理論參考，同時提出了交通組織保通方案措施的其他建議。