高速公路路面改造交通組織的設(shè)計與實現(xiàn)分析

文/梁文峰

1 前言

隨著我國加快推進(jìn)交通強國建設(shè)，公路建設(shè)實現(xiàn)跨越式飛躍[1]。本文以廣西興業(yè)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(yù)測模型，通過交通量調(diào)查與預(yù)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(wù)，實現(xiàn)了高效安全施工。

2 項目概況

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

3 區(qū)域路網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與分析

“興六高速”輻射周邊的路網(wǎng)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(yè)六個區(qū)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(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)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(yè)較大，貴港-瓦塘互通、橫縣-云表平均日交通量較小，呈現(xiàn)“三峰兩谷”趨勢[1]。

3.1.2 路段服務(wù)水平分析

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

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(tài)，與平均日交通量變化趨勢一致，也呈現(xiàn)“三峰兩谷”形狀，路段平均高峰小時系數(shù)0.078。

3.1.4 路段方向不均勻系數(shù)分析

2019年收費站數(shù)據(jù)顯示，重交通方向為六景至興業(yè)方向，平均方向不均勻系數(shù)為0.507；各路段方向不均勻系數(shù)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(shù)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(xù)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(xiàn)遞增趨勢，但2015～2016年呈現(xiàn)出下降趨勢，2016～2017年交通量基本持平，2017～2019年又呈現(xiàn)遞增趨勢。

3.3 交通量車型構(gòu)成

3.3.1 分路段構(gòu)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(gòu)成

六景北立交-橫縣路段客車占比最大，東行和西行分別達(dá)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(guī)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(dá)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(yù)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(yè)高速交通量預(yù)測特征年為2020年和2021年。

4.1 預(yù)測方法

“四階段法”預(yù)測模型是將研究的道路交通劃分為交通產(chǎn)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(yù)測中比較常用的模型，預(yù)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(gòu)建新的預(yù)測模型，消除因各個階段間獨立而對預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生的影響，簡化預(yù)測步驟、提高工作效率?！芭d六高速”施工期交通量預(yù)測采用“四階段組合法”預(yù)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(shù)。

4.2 預(yù)測結(jié)果及分析

4.2.1 特征年路段交通量預(yù)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(yù)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(yè)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(yù)測服務(wù)水平分析

從預(yù)測結(jié)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(wù)水平，其余路段均為三級服務(wù)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(wù)水平。

4.2.3 特征年交通流車型構(gòu)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(yōu)勢：

4.2.4.1 安全性方面：常規(guī)方案需要頻繁進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換，道路通行能力下降，極易發(fā)生道路交通事故，并可能造成次生安全責(zé)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(qū)與通行車道實現(xiàn)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(yè)人員的安全性都將大大提升。

4.2.4.2 通行能力方面：常規(guī)方案受交通轉(zhuǎn)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(wù)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(wǎng)保障通行，且經(jīng)研究具備可行的路網(wǎng)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(guī)方案受交通轉(zhuǎn)換的影響和條件制約，無法大面積有序組織開展施工作業(yè)，工期較長（預(yù)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(jìn)度不受交通轉(zhuǎn)換的影響，可大面積有序組織開展施工作業(yè)，工期大幅度縮短（預(yù)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(guī)方案需劃分多個工區(qū)，且需要大量的臨時設(shè)施，耗費較多人力資源。擬采用方案直接半幅封閉，施工區(qū)與通行車道實現(xiàn)物理隔離，無需額外設(shè)置歷史隔離設(shè)施，工區(qū)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(jù)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(wǎng)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(guī)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(fā)生率、減少社會負(fù)面影響等方面均具有明顯優(yōu)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(wù)，對社會開放下行線六景往玉林方向車流，同時轉(zhuǎn)換封閉上行線施工，預(yù)估2021年3月底全部完成路面改造工程施工任務(wù)，比原計劃提前一個月完成項目施工任務(wù)，全線恢復(fù)交通。

6 結(jié)語

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