重交通流條件下高速公路互通改造交通組織方案研究

高子翔

(廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司, 廣東 廣州 510507)

互通立交改造是高速公路改擴(kuò)建中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，尤其是原位改建的互通，施工期間對(duì)交通影響較大，保通方案很大程度決定項(xiàng)目方案的可行性。以廣東省為例，目前完成改擴(kuò)建的路段(如廣佛高速、佛開(kāi)高速、廣清高速、開(kāi)陽(yáng)高速公路)以及正在擴(kuò)建施工的路段(如沈海高速公路廣湛線段、深汕西高速公路等)基本為雙向四車道擴(kuò)建為雙向八車道。目前雙向六車道高速公路互通立交改擴(kuò)建案例較為稀少，尤其是在重交通流的情況下，互通立交改造期間的保通需求強(qiáng)烈，難度較大。廣(州)深(圳)高速公路連接穗莞深港，是國(guó)省高速公路網(wǎng)的重要通道，由于建設(shè)年代較早，其現(xiàn)狀一般接地互通基本以菱形互通立交為主，占地面積較大且車流繞行嚴(yán)重。新塘互通改造作為廣深高速公路改擴(kuò)建的先行段，旨在提高原互通通行效率，釋放閑置土地為后續(xù)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)創(chuàng)造條件。

新塘互通立交改造與目前四車道改八車道的高速公路互通立交改造的交通組織保通模式不同，其主要區(qū)別有：

(1) 主線由雙向六車道擴(kuò)建為雙向十二車道，主線橋需拆除重建為含上蓋結(jié)構(gòu)的四幅分離式橋梁。

(2) 互通立交范圍交通量大，施工期間保通要求高。

(3) 互通位于高度城鎮(zhèn)化地帶，臨時(shí)便道設(shè)置條件受限。

因此，如何確保新塘互通立交改擴(kuò)建期間的道路通行條件和行車安全，減少施工干擾引起的交通事故和擁堵，成為該項(xiàng)目的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

該文以確保交通優(yōu)先為原則，盡量做到“不中斷交通、少影響交通”，結(jié)合土建設(shè)計(jì)情況，對(duì)新塘互通改造施工期間的交通組織方案進(jìn)行分析研究，提出合理可行的保通方案。

1 交通組織總體方案

考慮該工程所在運(yùn)輸通道內(nèi)交通量大、城鎮(zhèn)化程度高等特點(diǎn)，采用邊通車、邊施工的交通組織總體方案。廣深高速公路設(shè)計(jì)速度為120 km/h，雙向六車道，新塘互通段主線現(xiàn)狀交通量約為13萬(wàn)pcu/d，2020年平均高峰小時(shí)交通量如圖1所示，服務(wù)水平為四級(jí)，通行壓力較大。借鑒以往高速公路改擴(kuò)建成功經(jīng)驗(yàn)，考慮到該路段通行壓力較大，結(jié)合項(xiàng)目主線六改十二的擴(kuò)建模式，施工過(guò)程中高速公路主線以維持現(xiàn)狀雙向六車道通行為前提，不進(jìn)行強(qiáng)制分流，分段施工、分段通車，互通立交改造結(jié)合主線保通方案基本維持其原有交通服務(wù)功能。

圖1 新塘互通2020年現(xiàn)狀高峰小時(shí)交通量(單位：pcu/h)

2 互通主線段施工保通方案

新塘互通范圍中間主線以橋梁段為主，南北出入口范圍接整體式路基段。大部分改擴(kuò)建項(xiàng)目主線橋梁基本以整體式拼寬為主，施工期間采用臨時(shí)拼接維持半幅雙向通行。結(jié)合保通需求，該項(xiàng)目擬將原雙向六車道主線橋梁段拆除重建為雙向十二車道分離式斷面，同時(shí)為廣深高速公路全線改擴(kuò)建預(yù)留條件。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，互通主線橋梁拆建施工時(shí)，主線車流主要借用新建外側(cè)橋梁基本維持80 km/h的運(yùn)行速度雙向六車道通行，采用的交通組織方案如下：

(1) 第一階段：主線外側(cè)新建橋梁段施工，維持原舊橋主線雙向六車道通行(圖2)。

圖2 新塘互通主線第一階段施工交通組織方案(單位：m)

(2) 第二階段：將原主線車流轉(zhuǎn)移至外側(cè)新建橋梁雙向六車道通行，拆除原舊主線橋梁(圖3)。

圖3 新塘互通主線第二階段施工交通組織方案(單位：m)

(3) 第三階段：維持原主線車流在外側(cè)新建橋梁雙向六車道通行，新建內(nèi)側(cè)橋梁及上蓋結(jié)構(gòu)(圖4)。

圖4 新塘互通主線第三階段施工交通組織方案(單位：m)

(4) 第四階段：將原主線車流轉(zhuǎn)移回內(nèi)側(cè)新建橋梁雙向六車道通行，施工新建外側(cè)上蓋結(jié)構(gòu)及邊梁拼接(圖5)。

圖5 新塘互通主線第四階段施工交通組織方案(單位：m)

3 互通立交施工交通組織

互通立交作為高速公路車流轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點(diǎn)，在改擴(kuò)建中的保通需求迫切。目前大多數(shù)交通量較大、通行需求較高的互通立交，在改擴(kuò)建施工期間基本采取維持施工期間匝道出入口正常通行，必要時(shí)設(shè)置臨時(shí)匝道保通的交通組織方案。

新塘互通改造僅保留廣州方向現(xiàn)狀入口收費(fèi)廣場(chǎng)及入口匝道，其余匝道及收費(fèi)廣場(chǎng)均拆除重建。由于大部分新建匝道位置均在現(xiàn)狀匝道兩側(cè)，在實(shí)際施工過(guò)程中并不影響互通出入匝道車流通行，該互通立交改造交通組織關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)主要涉及兩種情況：

(1) 主線出入口加減速車道拼寬施工，需封閉主線硬路肩。

(2) 互通出入口匝道拆建施工，需設(shè)置臨時(shí)便道保通。

新建互通匝道施工過(guò)程中，互通車流基本維持原匝道車道數(shù)、40 km/h運(yùn)行速度通行，通行能力基本不變(圖6)。

圖6 互通保通臨時(shí)匝道拼接示意

4 通行能力分析與交通分流方案

4.1 施工期間通行能力計(jì)算分析

廣深高速公路新塘互通改擴(kuò)建工期擬定為2020年到2022年，結(jié)合現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)交通量，根據(jù)JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)主線服務(wù)水平通行能力進(jìn)行計(jì)算，在新塘互通改造施工期間，互通主線高峰小時(shí)通行能力基本趨近六級(jí)服務(wù)水平(表1、2)。

表1 新塘互通范圍現(xiàn)狀交通量以及未來(lái)3年建設(shè)期內(nèi)的交通量

表2 新塘互通改造建設(shè)期內(nèi)通行能力分析(理論計(jì)算結(jié)果)

在施工期間高峰流量時(shí)段廣深高速公路新塘互通主線交通流基本處于擁堵流范圍，需考慮誘導(dǎo)分流和應(yīng)急分流措施。若考慮恢復(fù)至施工前現(xiàn)狀飽和度水平，主線需誘導(dǎo)分流交通量如表3所示。

表3 新塘互通改造建設(shè)期內(nèi)維持施工前通行能力水平需分流交通量(理論計(jì)算結(jié)果)

4.2 施工期間通行能力仿真分析

微觀交通仿真目前在高速公路施工期間的應(yīng)用逐漸成熟，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型可有效反映復(fù)雜道路交通情況，能有效評(píng)估施工期間交通組織方案的可行性。利用VISSIM仿真平臺(tái)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀路網(wǎng)進(jìn)行建模，并結(jié)合調(diào)查交通量及航拍視頻，首先標(biāo)定建立出有效的互通仿真模型；進(jìn)而通過(guò)仿真模擬施工期間主線車流轉(zhuǎn)換至兩側(cè)通行時(shí)，評(píng)價(jià)施工期間交通通行能力，進(jìn)一步驗(yàn)證維持原互通交通狀態(tài)所需分流交通量(表4、5)。

表4 新塘互通改造建設(shè)期內(nèi)通行能力分析(仿真結(jié)果)

4.3 交通分流方案

由表4可知：互通改造施工期間采用封閉改道限速保通的交通組織方案，不可避免存在高峰期交通擁堵的情況，結(jié)合佛開(kāi)高速公路分流方案的研究思路，考慮在高峰期將車流誘導(dǎo)至相鄰高速公路通行，通過(guò)合理誘導(dǎo)交通，保證路網(wǎng)交通的暢通。

由表5可知：通過(guò)理論計(jì)算以及仿真分析，新塘互通主線施工期間若維持施工前交通服務(wù)水平，則需在施工期高峰期間分流700～830 pcu/h的交通量。通過(guò)實(shí)際調(diào)查，火村到厚街南的路段交通量為10萬(wàn)～15萬(wàn)pcu/d，過(guò)境交通占比20%～30%，該項(xiàng)目影響范圍內(nèi)與廣深高速公路平行的主要為廣深沿江高速公路，單向現(xiàn)狀高峰小時(shí)交通量約為3 188 pcu/h，主線最小車道數(shù)為單向三車道，處于三級(jí)服務(wù)水平，在三級(jí)服務(wù)水平范圍內(nèi)仍可分流1 044 pcu/h，基本滿足廣深高速公路的誘導(dǎo)分流需求。

表5 新塘互通改造建設(shè)期內(nèi)維持施工前服務(wù)水平需分流交通量(仿真結(jié)果)

同時(shí)可在廣深高速公路新塘互通相鄰的蘿崗互通以及麻涌互通設(shè)置兩處應(yīng)急分流點(diǎn)，若新塘互通主線發(fā)生嚴(yán)重?fù)矶禄蚪煌ㄊ鹿蕰r(shí)，可考慮通過(guò)蘿崗互通及麻涌互通將車流引導(dǎo)至地方路通行，以緩解主線壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)重交通流條件下高速公路互通改造交通組織方案進(jìn)行研究，以廣深高速公路新塘互通改造為案例，結(jié)合實(shí)際道路及用地條件現(xiàn)狀，提出了施工改造期間主線及互通匝道的保通方案。施工期間主線采用維持80 km/h雙向六車道通行的交通組織模式，充分利用改擴(kuò)建期間道路橫斷面寬度，最大化確?；ネǚ秶骶€的通行效率與安全，并結(jié)合周邊路網(wǎng)情況，提出合理可行的交通分流方案，減緩施工高峰期間主線的通行壓力，為類似互通改造的交通組織方案提供借鑒。