京哈高速公路綏中(冀遼界)至沈陽段維修養(yǎng)護工程交通特征分析

王義強，姜英田，付興勝，張 煒，關(guān) 戈

(1.遼寧省交通科學研究院有限責任公司 沈陽市 110015； 2.遼寧省交通運輸事業(yè)發(fā)展中心 沈陽市 110005)

0 引言

京哈高速公路綏中(冀遼界)至沈陽段(以下簡稱沈山高速公路)作為連接東北三省與北京及內(nèi)陸地區(qū)的首條干道，自建成以來對我國東北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展起到了重要作用。但由于建設(shè)年代久遠，一方面，隨著我國車輛保有量的不斷增長，沈山高速公路全線平均交通量(折算量)年均增長6.7%，已遠超設(shè)計服務交通量，尤其是大型貨車比例逐年提高，已經(jīng)遠遠超過小客車比例，導致服務水平較低，不能滿足需求；另一方面，沿線交通安全設(shè)施服役時間長，建設(shè)期標準已經(jīng)修訂多次，在交通運行特性發(fā)生較大改變的情況下，難以滿足當前交通運行安全需求。在多方面因素影響的情況下，沈山高速公路亟需實行改擴建工程，提升道路通行安全與服務水平。

結(jié)合《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》[1](JTG H30—2015)，對維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)基本形式進行總結(jié)，并對不同形式條件下的道路特性進行分析，為沈山高速公路維修養(yǎng)護以及改擴建期間交通組織措施及保通方案提供技術(shù)支撐。

1 高速公路維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)形式與道路特征

1.1 維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)的基本形式

作業(yè)區(qū)即高速公路維修養(yǎng)護工程施工區(qū)域的范圍，合理設(shè)置作業(yè)區(qū)的布設(shè)形式，對于保證交通的正常運行，保證作業(yè)人員的安全具有重要意義?！豆佛B(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)規(guī)定，作業(yè)區(qū)應包含6大部分：警告區(qū)、上游過渡區(qū)、縱向緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)和終止區(qū)，其詳細布設(shè)見圖1。

圖1 養(yǎng)護作業(yè)控制區(qū)

(1)警告區(qū)：施工作業(yè)區(qū)的第一個區(qū)域，用以警告車輛駕駛?cè)艘呀?jīng)進入養(yǎng)護維修作業(yè)路段，提示駕駛員按照交通標志調(diào)整行車狀態(tài)，范圍為作業(yè)控制區(qū)起點到上游過渡區(qū)之間的路段，警告區(qū)的最小長度應滿足表1有關(guān)要求。

表1 警告區(qū)長度要求

(2)上游過渡區(qū)：車輛到達上游過渡區(qū)時，交通流運行狀態(tài)發(fā)生改變，車輛從正常車道行駛，到進入工作區(qū)的過渡路段，上游過渡區(qū)的最小長度應滿足表2有關(guān)要求。

表2 上游過渡區(qū)長度要求

(3)緩沖區(qū)：范圍在上游過渡區(qū)和作業(yè)區(qū)之間，用以保證駕駛員平穩(wěn)行駛到作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)，其長度應大于50m。

(4)作業(yè)區(qū)：高速公路維修養(yǎng)護工程的施工區(qū)域，長度結(jié)合施工作業(yè)具體需要確定，是易引發(fā)交通事故的區(qū)域。

(5)下游過渡區(qū)：車輛行駛過本區(qū)域后，即進入了終止區(qū)，交通流在這一段落發(fā)生變化，一般下游過渡區(qū)的長度應大于30m。

(6)終止區(qū)：標志著工作區(qū)的結(jié)束，車輛恢復正常運行狀態(tài)，長度應不小于30m。

1.2 維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)的道路特性

(1)道路周邊環(huán)境

通常情況下，由于高速公路的運行車輛行駛在高度封閉的區(qū)域，運行環(huán)境以及運行安全得到了較高的保障，但是對于維修養(yǎng)護的高速公路，由于施工作業(yè)區(qū)設(shè)置，給原有通暢的交通路段造成了破壞，行車環(huán)境受到施工的干擾，甚至出現(xiàn)人與車輛交叉的情況，無論對于車輛還是作業(yè)人員，都帶來了較高的安全威脅，道路的服務水平受到了較大破壞。

(2)道路線形

高速公路在設(shè)計階段，即保證了高速公路具有良好的、高標準的線形條件，為駕駛員提供了良好的駕駛體驗，然而在維修養(yǎng)護工程施工階段，由于作業(yè)區(qū)的存在，線形的連續(xù)性受到了破壞，駕駛員車輛路線改變，視覺和心理狀態(tài)受到影響，交通事故發(fā)生的概率明顯增加。

為保證駕駛員在進入工作區(qū)前有充足的時間適應以及調(diào)整，在行車速度變化處一般設(shè)置過渡段，過渡段長度的設(shè)置要求受速度的改變發(fā)生變化，當高速公路的設(shè)計速度為120km/h、工作區(qū)的限速為60km/h時，過渡段長度應不小于200m。若維修養(yǎng)護工作區(qū)的減速過渡段長度不滿足要求，車輛行駛線形達不到標準，道路的安全性和服務水平將不能保證。

(3)車道數(shù)量和寬度

高速公路維修養(yǎng)護工程，由于作業(yè)區(qū)的設(shè)置，需要占用車道作為施工區(qū)域，駕駛員正常行駛的區(qū)域受到侵占，由于車道的壓縮，車輛間的橫向距離減少，橫向阻抗增加，不僅駕駛員的行車舒適性受到影響，同時道路的通行能力嚴重降低。由于維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)的存在，駕駛員行駛的環(huán)境和行車速度受到了較大改變。

(4)路側(cè)凈空

為保證駕駛員行車的舒適性和安全性，通常情況下，高速公路的車道寬度和路側(cè)凈空分別不應小于3.65m和1.75m。維修養(yǎng)護施工區(qū)由于占用行車道空間，減少了行車安全凈空，車輛行駛速度受到影響，因此，在維修養(yǎng)護工程中，由于路測凈空減少，引起通行能力下降的問題，需要充分考慮。

(5)路面平整狀況

路面的平整度對于保證行車舒適性和安全性具有重要意義，在維修養(yǎng)護作業(yè)區(qū)內(nèi)，由于施工的影響，路面經(jīng)常會出現(xiàn)較多的雜物，路面平整度受到破壞。在加寬路基及架橋已增加的行車道路面未及時進行鋪筑整平的情形下，路面平整性受到較大程度的破壞，導致車速下降，進而易引發(fā)道路擁堵及交通事故。

2 沈山高速公路交通特性分析

通過對沈山高速公路典型斷面分車道、分車型的斷面平均車速、交通流量、車型比例等參數(shù)進行調(diào)研，掌握沈山高速公路交通流的運行特征以及變化趨勢，為交通組織方案的設(shè)計及評價提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2.1 交通流量

2.1.1交通流量變化趨勢

自2010年以來，沈山高速公路歷年年平均日交通量如表3、圖2所示，全線平均交通量(折算量)年均增長6.7%,其中省界至盤錦段年均增長6.6%。

表3 沈山高速公路歷年交通量 輛小客車/日

圖2 沈山高速公路歷年交通量

對2019年沈山高速公路各月交通量進行統(tǒng)計，綏中至盤錦段交通量峰值如表4、圖3所示，出現(xiàn)在9月份，交通量是年平均日交通量的1.47倍，低谷出現(xiàn)在2月份，交通量是年平均日交通量的60%。

表4 沈山高速公路月度交通量 輛小客車/日

圖3 沈山高速公路各月交通量分布

根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》[2](JTG B01—2014)，2019年各路段服務水平如表5所示。

表5 現(xiàn)狀通行能力及服務水平分析結(jié)果

根據(jù)2019年沈山高速公路現(xiàn)狀交通特性分析結(jié)果，省界至盤錦段V/C值為0.64,對應三級服務水平；其中松山樞紐至錦州東至明字屯樞紐段(路段里程約19km)V/C 值超過0.75,對應四級服務水平，已超過設(shè)計服務交通量；興城至葫蘆島東、錦州至松山樞紐、明字屯樞紐至光輝等路段V/C平均約0.70,也接近設(shè)計服務交通量。

2.1.2交通流量分布特征

對沈山高速公路盤錦北門架統(tǒng)計的雙向交通流量進行數(shù)據(jù)分析，采集2021年12月26日8時至18時上、下行方向的交通流量，結(jié)果如表6、表7所示，交通總流量圖如圖4所示。

表6 北京至沈陽方向(12月26日)

表7 沈陽至北京方向(12月26日)

圖4 沈山高速公路交通流量統(tǒng)計圖

對圖4進行分析可知：

(1)沈山高速公路8點至18點日交通小時流量在550～1100輛小客車之間，范圍較廣，兩個方向交通流量大小及變化趨勢大致相同；

(2)8時過后，隨著時間推移，交通流量呈明顯上升趨勢，在下午14時至15時左右達到高峰，隨后下降，但晚間交通流量值仍比早晨交通流量大。

由于貨車比例的大小對于交通流的運行有較大影響，因此對沈山高速公路上、下行方向貨車比例進行統(tǒng)計，如圖5所示。

圖5 沈山高速公路交通流量貨車比例

對圖5進行分析可知：

(1)沈山高速公路貨車所占比例較高，全天貨車比例范圍在40%～70%之間，兩個方向貨車比例數(shù)量及變化趨勢大致相同；

(2)全天早晨貨車比例最高，隨時間推移呈下降趨勢，在晚間貨車比例回升。

2.2 交通組成

2019年沈山高速交通組成如表8、表9所示，省界至盤錦段自然量客貨比為44∶56，折算后為18∶82，各路段車型比例呈現(xiàn)從省界至沈陽“客車遞增、貨車遞減”的趨勢。

表8 2019年沈山高速公路分車型交通量 vel/d

表9 2019年沈山高速公路客貨比例 %

2.3 運行速度

根據(jù)交通運輸部公路科學研究所發(fā)布的《事故多發(fā)點安全診斷與提升方案咨詢報告》對沈山高速公路交通運行狀況的分析結(jié)果，其調(diào)查主線運行速度斷面共15處，分別為：K458+200(北京方向、互通)、K425+000(北京方向、互通)、K381+000(沈陽方向、路段)、K383+400(沈陽方向、路段)、K467+000(沈陽方向、互通)、K469+000(沈陽方向、路段)、K473+000(沈陽方向、服務區(qū))、K475+700(沈陽方向、互通)、K476+200(沈陽方向、互通)、K476+200(北京方向、互通)、K472+400(北京方向、路段)、K489+000(沈陽方向、路段)、K493+000(沈陽方向、路段)、K508+500(沈陽方向、路段)、K518+000(北京方向、路段)。調(diào)查斷面涵蓋平直段、縱坡段、曲線段、互通立交出入口等線形狀況，能夠代表沈山高速公路現(xiàn)狀主線車流的運行速度分布情況。

調(diào)查結(jié)果如表10、圖6所示，沈山高速公路主線小客車主要分布在1、2車道，大貨車主要分布在2、3車道。個別大型貨車利用1車道超車。小客車運行速度分布在111.6～121.6km/h之間，大中型貨車運行速度分布在80～89.1km/h之間。小客車部分路段存在超速的現(xiàn)象，大貨車存在違規(guī)駛?cè)?車道超車的現(xiàn)象。小客車與大中型貨車平均速度差值在20km/h左右，運行速度差值在30km/h左右，大中型貨車之間，最低速度與最高速度為49km/h和105km/h,差值最大達到56km/h。

表10 車速分布表 km/h

圖6 車型運行速度分布圖

3 結(jié)語

對高速公路維修養(yǎng)護的基本形式以及道路特性進行了系統(tǒng)分析，調(diào)查了沈山高速公路的交通流參數(shù)，包括交通流量、交通組成以及運行速度，對其交通特性進行了分析與總結(jié)，為沈山高速公路維修養(yǎng)護以及改擴建期間交通組織措施及保通方案提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。