高速公路改擴(kuò)建期間交通流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

■朱勝標(biāo)

(中交第四航局第三工程有限公司，湛江 524005)

0 引言

隨著道路交通壓力的不斷增大，我國早期建成的高速公路已不能滿足交通日益增長的需求，對(duì)原先的高速公路進(jìn)行改擴(kuò)建成為必然趨勢(shì)。作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，原先的高速公路不能因?yàn)楦臄U(kuò)建工程而進(jìn)行長時(shí)間關(guān)閉，高速管理單位一般會(huì)采用“半運(yùn)營半施工”的模式對(duì)高速公路進(jìn)行改擴(kuò)建，所以高速公路的交通組織是改擴(kuò)建工程中面臨的重要問題。

高速公路受施工影響，來往車輛需要根據(jù)路況進(jìn)行往復(fù)變道行駛，在這過程中，駕駛員會(huì)因?yàn)橐暰嗖蛔愫吐穫?cè)凈空間不足等問題增大行車難度，行車速度會(huì)有較大波動(dòng)。對(duì)高速公路改擴(kuò)建工程相應(yīng)路段進(jìn)行合理的交通組織可以減緩其對(duì)交通流的干擾，降低交通沖突，提升道路通行能力。相對(duì)而言，我國的高速公路改擴(kuò)建發(fā)展較晚，改擴(kuò)建工程一般參照新建高速公路和道路養(yǎng)護(hù)相關(guān)的技術(shù)要求，國內(nèi)還沒有形成針對(duì)高速公路改擴(kuò)建相應(yīng)的交通組織規(guī)范和指南。對(duì)高速公路改擴(kuò)建過程中道路交通進(jìn)行組織規(guī)劃管理，可以提升道路使用率，發(fā)揮路網(wǎng)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)道路服務(wù)水平和服務(wù)能力，保障高速公路改擴(kuò)建工程中的交通安全。

1 高速公路改擴(kuò)建對(duì)交通影響

1.1 對(duì)高速公路的交通影響

高速公路改擴(kuò)建會(huì)占用部分路段，在施工作業(yè)區(qū)的范圍內(nèi)，由于施工因素會(huì)使得經(jīng)過車輛必須限速行駛，這會(huì)直接導(dǎo)致高速公路的通行能力明顯下降，甚至?xí)?dǎo)致部分擁擠路段出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象。一般而言，高速公路的改擴(kuò)建工期至少在2個(gè)月以上，這會(huì)直接造成高速公路的長期的低水平服務(wù)，長此以往會(huì)使得高速公路受飽和交通影響造成路面結(jié)構(gòu)的破壞，降低高速公路服務(wù)水平，縮短高速公路的服役年限。

1.2 對(duì)周邊路網(wǎng)的交通影響

高速公路改擴(kuò)建在降低道路通行能力的同時(shí)，將原先的交通量轉(zhuǎn)移到周邊其他路網(wǎng)中，會(huì)加劇對(duì)其他路網(wǎng)交通服務(wù)壓力，從而進(jìn)一步增添了周圍路網(wǎng)的運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)、管理的相關(guān)費(fèi)用，因此，在高速公路改擴(kuò)建之前，需要對(duì)交通進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研和合理規(guī)劃，避免因高速公路改擴(kuò)建而加劇周邊路網(wǎng)負(fù)荷，甚至導(dǎo)致周邊路網(wǎng)飽和。

1.3 對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響

高速公路改擴(kuò)建施工需要針對(duì)整個(gè)路網(wǎng)進(jìn)行，施工期一般很長，短時(shí)間內(nèi)無法完成。對(duì)路網(wǎng)上的車輛采取交通分流和對(duì)車輛類型的限制以及對(duì)行車速度的限制等措施會(huì)增加車輛的耗油量、行車延誤、出行距離等費(fèi)用，同時(shí)還會(huì)對(duì)區(qū)域車輛出行產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一定影響。

1.4 對(duì)周圍環(huán)境影響

高速公路的改擴(kuò)建也會(huì)伴隨著對(duì)周圍環(huán)境造成負(fù)面影響，改擴(kuò)建工程中會(huì)因?yàn)榻ú牡倪\(yùn)輸和使用，造成工程粉塵飄散、建材垃圾和生活垃圾隨意堆放等環(huán)境污染，此外，高速公路改擴(kuò)建工程工程中，行車會(huì)因?yàn)槁窙r的復(fù)雜造成汽車不斷地制動(dòng)和減速，在這一過程會(huì)產(chǎn)生噪聲污染和尾氣排放污染。因此，在高速公路改擴(kuò)建工程中，需要進(jìn)行環(huán)境綜合評(píng)價(jià)，以降低改擴(kuò)建工程隊(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

2 高速公路改擴(kuò)建交通流組織方案

2.1 路基施工交通流組織方案

高速公路改擴(kuò)建過程中，無論是單側(cè)還是雙側(cè)加寬都會(huì)對(duì)高速公路的交通運(yùn)營造成一定影響。當(dāng)高速公路將原有的隔離柵進(jìn)行拆除作業(yè)時(shí)，會(huì)降低會(huì)橫向交通的管制力度，與此同時(shí)會(huì)增加施工區(qū)域交通的干擾，易產(chǎn)生交通安全事故。為促進(jìn)道路的安全平穩(wěn)運(yùn)營，需要在高速公路的相應(yīng)位置設(shè)置隔離設(shè)施和警示標(biāo)志。路基施工和路面施工是相輔相成的，改擴(kuò)建工程中一般以路基路面施工為主。常見的施工方法有兩種，一種是路基兩側(cè)分幅施工路基，另一種是單側(cè)路基不變加寬施工。再路基兩側(cè)分幅施工時(shí)，其交通組織一般可遵循以下措施：

將原先的護(hù)欄位置保持不變，改變隔離柵的位置，將其向外拓展，高速公路改擴(kuò)建的區(qū)域仍舊在道路的兩側(cè)，原先高速公路的交通不受影響可參照原先交通組織進(jìn)行運(yùn)營；路基在進(jìn)行拼接修建時(shí)，兩側(cè)路基通過隔離柵進(jìn)行隔離，在施工路段需要進(jìn)行交通組織改變?cè)O(shè)計(jì)，可減少或合并單向行駛車道進(jìn)行交通運(yùn)行，但值得注意的時(shí)，施工的路段禁止車輛臨時(shí)改變車速和行駛方向；在高速公路改擴(kuò)建路段施工完成后需要更新隔離柵和標(biāo)志標(biāo)線等附屬設(shè)施，以確保交通的正常運(yùn)行。

2.2 路面施工階段交通流組織方案

對(duì)于路面施工而言，采用最多的是全封閉施工，來往交通分流到其他路網(wǎng)中或借用對(duì)向車道進(jìn)行交通流的疏散，路面施工對(duì)原先高速公路交通的組織運(yùn)營有較大影響，以路面兩側(cè)加寬為例，進(jìn)行路面分區(qū)半幅施工時(shí)，可遵循以下建議：

根據(jù)高速公路施工的整體要求，對(duì)改擴(kuò)建區(qū)域進(jìn)行分段施工，因此，需要對(duì)改擴(kuò)建道路全線的基本情況進(jìn)行了解，在此基礎(chǔ)上確定各施工區(qū)域的路段位置和具體間隔長度。針對(duì)道路改擴(kuò)建工程中的路面半幅施工，可以借用對(duì)向一個(gè)車道將交通量進(jìn)行轉(zhuǎn)移和疏散，車輛借用對(duì)向車道通過施工區(qū)域后需要返回原先車道繼續(xù)行駛，在此過程中駕駛員需要低速慢行，施工單位需要在施工區(qū)域設(shè)置防撞護(hù)欄、道路指引等標(biāo)志標(biāo)牌以提升道路交通組織暢行程度。當(dāng)路面完成半幅施工后，可以將交通量轉(zhuǎn)移到已完成的擴(kuò)建路段中，對(duì)需要改擴(kuò)建的另半幅路進(jìn)行施工，同樣需要設(shè)置相應(yīng)的防撞、交通標(biāo)志等基礎(chǔ)交通設(shè)施。

2.3 立交施工階段交通流組織方案

高速公路上的橫跨立交一般可以分為兩種類型，一是分離式立交，二是互通式立交。分離式立交可以增添臨時(shí)通道以方便交通量的轉(zhuǎn)移。而高速公路中互通式立交的數(shù)量較多，互通式立交可以將不同方向的道路網(wǎng)進(jìn)行組合連接，交通流可以在互通式立交上實(shí)現(xiàn)分流和合流的目的，促進(jìn)了高速公路車輛的周轉(zhuǎn)水平的提升。對(duì)于高速公路互通式立交施工而言，要保障施工階段車輛的相互協(xié)調(diào)作用，既方便施工作業(yè)的正常展開，又保障互通立交的服務(wù)水平不受較大影響。在施工階段，施工管理人員需要對(duì)互通式立交上下游的車輛按車型、車速進(jìn)行分流管理，減少其對(duì)施工作業(yè)區(qū)域的交通壓力影響。對(duì)于互通式立交的改擴(kuò)建，一般有單側(cè)加寬和雙側(cè)加寬兩種主要模式，在進(jìn)行交通組織管理優(yōu)化時(shí)可以采取以下措施：

(1)以單喇叭形互通式立交改擴(kuò)建為例進(jìn)行單側(cè)加寬

在線性設(shè)計(jì)上不改變單喇叭形互通式立交的基本形狀，在原先的匝道基礎(chǔ)上進(jìn)行向外拓展，可在原砸道上進(jìn)行半幅封閉，利于臨時(shí)便道和半幅車道進(jìn)行交通流的組織管理，在另外半幅車道上形成作業(yè)區(qū)進(jìn)行單側(cè)拓寬，在施工結(jié)束后將作業(yè)區(qū)的圍欄拆除，對(duì)于整個(gè)互通式立交進(jìn)行標(biāo)識(shí)標(biāo)線、基礎(chǔ)設(shè)施的重新整改。

(2)以喇叭形互通式立交改擴(kuò)建為例進(jìn)行雙側(cè)加寬

在互通式立交改擴(kuò)建前，將原高速公路兩側(cè)的路基、路面、橋梁等其他施工領(lǐng)域進(jìn)行完成，在此基礎(chǔ)上修建半幅駛?cè)牒婉偝雠R時(shí)便道，在改建立交匝道的同時(shí)，用臨時(shí)便道代替改擴(kuò)建部分的通行。在施工結(jié)束后，將臨時(shí)便道進(jìn)行拆除，并配備相應(yīng)的交通標(biāo)志、標(biāo)線等交通基礎(chǔ)設(shè)施。由于互通式立交的改擴(kuò)建工程具有較強(qiáng)的特殊性，因此其施工組織也具備一定的復(fù)雜多樣性，所以，高速公路管理部門要制定相應(yīng)的交通的組織方案，因地制宜地為高速立交的改擴(kuò)建提供技術(shù)保障。

2.4 橋梁施工階段交通流組織方案

高速公路橋梁的改擴(kuò)建一般包括橋梁、涵洞、地下通道等多結(jié)構(gòu)的具體分步施工，高速公路橋梁的改擴(kuò)建施工的交通組織方案也具備普遍相似性。高速公路橋梁的擴(kuò)建會(huì)使得新建部分與原橋梁之間形成不均勻的沉降，在一定程度上會(huì)使得新老結(jié)合處形成錯(cuò)臺(tái)裂縫，這是橋梁擴(kuò)建普遍存在的問題。一般而言，高速公路橋梁改擴(kuò)建方案中會(huì)采用下部結(jié)構(gòu)分離的原則，上部結(jié)構(gòu)的改擴(kuò)建可以分為拼接和分離兩種主要形式，從整個(gè)高速公路體系來看，橋梁的長度較短，可以作為高速公路改擴(kuò)建工程中的一個(gè)施工關(guān)鍵部位。在橋梁改擴(kuò)建施工時(shí)，橋梁兩側(cè)的擴(kuò)建需要根據(jù)橋梁的荷載等級(jí)、交通量大小等基本參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，這就要求相應(yīng)的施工組織方案進(jìn)行組合協(xié)調(diào)，以促進(jìn)橋面和路面的順利搭接。在橋梁兩側(cè)下部結(jié)構(gòu)施工過程中，需要對(duì)路基兩側(cè)部分進(jìn)行同步施工，在路基施工結(jié)束后按照要求進(jìn)行路面施工，交通組織基本原則可借鑒路基、路面施工的具體要求，以維持交通一秩序?yàn)榛就緩剑晟平煌ńM織運(yùn)營方案。

2.5 服務(wù)區(qū)施工階段交通流組織方案

高速公路服務(wù)區(qū)的改擴(kuò)建對(duì)高速公路交通組織的干擾程度較小，但是高速公路服務(wù)區(qū)作為高速公路組織運(yùn)營的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)也發(fā)揮重要功效。為保障高速公路交通流能夠在服務(wù)區(qū)正常地進(jìn)行休憩服務(wù)，需要對(duì)服務(wù)區(qū)的交通組織進(jìn)行合理規(guī)劃。一般而言，高速公路服務(wù)區(qū)施工的交通組織方案包括兩個(gè)步驟：一是將道路兩側(cè)的路基路面進(jìn)行加寬施工，而服務(wù)區(qū)出入口保持不變繼續(xù)運(yùn)營；二是對(duì)服務(wù)區(qū)出入口進(jìn)行擴(kuò)建，要求高速車輛在道路兩側(cè)慢性排隊(duì)駛?cè)牒婉偝龇?wù)區(qū)，在服務(wù)區(qū)出入口擴(kuò)建完畢后，拆除相關(guān)圍欄，將標(biāo)志標(biāo)線、交通指引等標(biāo)識(shí)重新恢復(fù)。

3 案例分析

3.1 工程概況

某高速公路改擴(kuò)建方案是將原雙休6車道改擴(kuò)建成雙向8車道，全長56.32km，在高速公路改擴(kuò)建中采用“半施工半運(yùn)營”的交通組織方案，在路基和路面拓寬過程中，要求以拼寬為主、局部分離的擴(kuò)建方案。

3.2 交通流組織方案

根據(jù)該高速公路改擴(kuò)建的設(shè)計(jì)方案和公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)基本要求，在高速進(jìn)行施工管理過程中需要保障道路行車安全和施工技術(shù)人員的施工安全，在本擴(kuò)建工程的交通控制區(qū)，即施工作業(yè)控制區(qū)應(yīng)設(shè)置(1)警示區(qū)→(2)前漸變區(qū)→(3)緩沖區(qū)→(4)作業(yè)區(qū)→(5)后漸變區(qū)→(6)終止區(qū)六個(gè)區(qū)段。作業(yè)控制區(qū)示意圖如圖1所示。

圖1 作業(yè)控制區(qū)示意圖

(1)路基施工交通組織

對(duì)于需要雙側(cè)拼接的路基施工項(xiàng)目，可以采用左右幅同一階段施工的方法，其中，采用單側(cè)加寬的新建路基可以先開始施工?？梢栽诓徊鸪穫?cè)護(hù)欄的基礎(chǔ)上進(jìn)行隔離網(wǎng)隔離施工，管理單位需要在施工區(qū)域設(shè)置臨時(shí)的警示標(biāo)志和其他交通標(biāo)志標(biāo)線指引標(biāo)牌。此外，有必要在緊急停車帶區(qū)域設(shè)置防撞桶等交通指引裝置。

(2)路面施工交通組織

對(duì)于路面施工，可以實(shí)施先左幅后右幅的分段交通施工方案，在道路施工區(qū)域，可以將車流從中央地帶轉(zhuǎn)移到單幅道路，在這轉(zhuǎn)移車道區(qū)域需要設(shè)置對(duì)應(yīng)的限度、交通疏導(dǎo)標(biāo)志；將某一段落的高速公路改擴(kuò)建完成后可以推進(jìn)前一段道路進(jìn)行同樣的施工操作，相應(yīng)的交通組織和設(shè)施也進(jìn)行前移，在單幅道路封閉施工中，可以將上下車流通過雙向車道進(jìn)行疏導(dǎo)，待路面施工結(jié)束后可以重新設(shè)置新的路面標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)線和交通指引標(biāo)志。

4 結(jié)語

高速公路改擴(kuò)建是未來交通基礎(chǔ)建設(shè)的重要方向，研究高速公路改擴(kuò)建工程中的交通組織方案，有利于提升交通組織運(yùn)營的總體水平。圍繞路基施工、路面施工、立交施工、橋梁施工、服務(wù)區(qū)施工5個(gè)高速公路改擴(kuò)建的重要領(lǐng)域進(jìn)行交通組織的具體分析研究，對(duì)于從事高速公路改擴(kuò)建工程相關(guān)的技術(shù)人員具有一定借鑒意義。