京哈高速公路綏中(冀遼界)至沈陽段維修養(yǎng)護(hù)工程交通組織措施研究

姜英田

(遼寧省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 沈陽市 110015)

1 交通組織措施原則

在充分調(diào)研施工作業(yè)區(qū)域交通流特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，是制定交通組織方案的基本原則。主要目的為通過應(yīng)用交通管制措施及交通疏導(dǎo)措施，在確保安全的前提下，提升車輛通行的流暢度[1]。對(duì)于高速公路維修養(yǎng)護(hù)工程，需要注意的原則主要包括：

1.1 施工前期原則

(1)經(jīng)濟(jì)性原則。在制定交通組織方案時(shí)，確保方案中各項(xiàng)措施的實(shí)用性，在保證所需求功能的基礎(chǔ)上，降低整體方案的成本。

(2)效率優(yōu)先原則。交通組織方案的制定要充分兼顧作業(yè)區(qū)域車輛運(yùn)行效率。

(3)方案適用性原則。交通組織措施的制定應(yīng)充分以作業(yè)區(qū)域道路條件以及交通流運(yùn)行情況作為基礎(chǔ)，不同的維修養(yǎng)護(hù)工程遵循不同的方案，嚴(yán)禁“一刀切”。

1.2 施工過程中的原則

(1)方案一致性原則。對(duì)于制定好的交通組織措施，在施工過程中要嚴(yán)格參照執(zhí)行，不同區(qū)域的交通組織措施要保持一致性，以防止駕駛員辨認(rèn)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(yè)人員及各安全設(shè)施的安全，避免由于安全設(shè)施的應(yīng)用，增加了新的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

1.3 施工結(jié)束后原則

現(xiàn)場及時(shí)恢復(fù)原則。在作業(yè)區(qū)域施工結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)安排作業(yè)人員，依照相關(guān)流程，拆除相關(guān)交通組織標(biāo)志等，將道路恢復(fù)原樣。

2 作業(yè)區(qū)空間布局分析

按照《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)的規(guī)定，作業(yè)區(qū)分為警告區(qū)、上游過渡區(qū)、作業(yè)區(qū)、下游過渡區(qū)、終止區(qū)，本研究對(duì)不同區(qū)域空間布局進(jìn)行研究。

2.1 警告區(qū)長度確定

根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)，警告區(qū)的長度計(jì)算方法如式(1)。

S=S1+S2+S3

(1)

式中：S為警告區(qū)長度；S1為車輛從減速至達(dá)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(duì)長度。

警告區(qū)布設(shè)逐級(jí)限速標(biāo)志，相鄰限速標(biāo)志間距不應(yīng)小于200m，S1的計(jì)算如式(2)。

(2)

式中：vxq、vxh分別為車輛正常行駛以及限速狀態(tài)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(fā)生碰撞，與前方車輛的最小安全距離，計(jì)算公式如式(3)。

(3)

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

S3是警告區(qū)車輛排隊(duì)長度，取值如表1所示。

表1 S3取值表

2.2 上游過渡區(qū)長度確定

根據(jù)《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》(GB 5768-2)，上游過渡區(qū)的計(jì)算方法如公式(4)。

(4)

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

當(dāng)車輛通過上游過渡區(qū)時(shí)，一種情形是車輛經(jīng)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(qū)最小長度為公式(4)計(jì)算結(jié)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(qū)，隨即通過硬路肩進(jìn)入緩沖區(qū)時(shí)，上游過渡區(qū)的最小長度為式(4)的計(jì)算結(jié)果值半數(shù)，如表3。

表2 上游過渡區(qū)(封閉車道)的最小長度Lt

表3 上游過渡區(qū)(封閉硬路肩)的最小長度Lt

2.3 緩沖區(qū)長度確定

緩沖區(qū)的設(shè)置，能夠保證交通流平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)車輛平穩(wěn)進(jìn)入工作區(qū)，計(jì)算公式如式(5)。

(5)

式中：t、g、φ、i的含義同式(3)。

2.4 作業(yè)區(qū)長度確定

《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)對(duì)養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)控制區(qū)的長度進(jìn)行了規(guī)定，但針對(duì)維修養(yǎng)護(hù)工程，對(duì)于施工區(qū)最大的長度以及相鄰施工區(qū)域的距離未提及，而作業(yè)區(qū)的長度對(duì)段落交通運(yùn)行效率以及運(yùn)行安全具有顯著影響，因此需要對(duì)作業(yè)區(qū)的路段布局進(jìn)行研究。

2.4.1施工區(qū)最大長度

通過對(duì)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(shí)交通流量基本在900～1800pcu/h之間，貨車比例在50%左右，研究當(dāng)交通流量為300pcu/h/ln、400pcu/h/ln、500pcu/h/ln、600pcu/h/ln時(shí)，貨車比例占50%時(shí)，未設(shè)置封閉區(qū)及設(shè)置不同長度封閉區(qū)情形下，交通流延誤情況。

(1)未設(shè)置封閉作業(yè)區(qū)時(shí)，不同交通流量交通流延誤如圖1所示。

圖1 未設(shè)置作業(yè)區(qū)不同交通流量交通流延誤

(2)設(shè)置封閉作業(yè)區(qū)時(shí)，不同交通流量交通流延誤：

通過仿真單向三車道封閉外側(cè)一車道，內(nèi)側(cè)兩車道通行這種具有代表性的作業(yè)區(qū)形式，研究當(dāng)封閉作業(yè)區(qū)為500m時(shí)，封閉作業(yè)區(qū)為1km時(shí)，及封閉作業(yè)區(qū)為2km時(shí)，不同交通流量的交通流延誤如圖2所示。

圖2 設(shè)置作業(yè)區(qū)不同交通流量交通流延誤

在美國道路服務(wù)水平定義中，當(dāng)交通流延誤小于等于45s時(shí)，交通流符合C級(jí)服務(wù)水平，為研究在施工區(qū)不同長度下，路段交通流量均能維持在C級(jí)服務(wù)水平以上，對(duì)不同施工區(qū)長度可接受最大交通流量進(jìn)行分析。

(3)對(duì)未設(shè)置封閉作業(yè)區(qū)及設(shè)置封閉作業(yè)的不同交通流延誤進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

①在未建立封閉區(qū)情況下，當(dāng)交通流量在550pcu/h/ln以下情形下，路段可保持C級(jí)以上服務(wù)水平。

②封閉區(qū)的建立，會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)交通流延誤增加，當(dāng)封閉區(qū)長度固定時(shí)，隨著交通流量的增加，交通流延誤上升幅度增加。

③當(dāng)作業(yè)區(qū)長度為500m時(shí)，交通流量在480pcu/h/ln以下時(shí)，路段可保持C級(jí)以上服務(wù)水平。

④當(dāng)作業(yè)區(qū)在1km時(shí)，當(dāng)交通流量大于430pcu/h/ln時(shí)，路段服務(wù)水平在C級(jí)以下。

⑤當(dāng)作業(yè)區(qū)在2km時(shí)，當(dāng)交通流量大于350pcu/h/ln時(shí)，路段服務(wù)水平在C級(jí)以下。

針對(duì)作業(yè)區(qū)為2km時(shí)，研究通過限制貨車比例，進(jìn)而保證路段服務(wù)水平在C級(jí)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(qū)的間距

對(duì)車道半幅封閉，借用對(duì)向車道行駛的封閉方式進(jìn)行研究，當(dāng)兩處施工點(diǎn)距離較近時(shí)，當(dāng)下游作業(yè)面交通擁堵，會(huì)加劇對(duì)上游作業(yè)面的影響程度，所以需研究確定相鄰施工區(qū)的最小間距。

對(duì)于相鄰施工作業(yè)區(qū)，在間隔長度較小的情形下，通常有兩種設(shè)置方式，如圖3、圖4。

圖3 施工作業(yè)區(qū)分離車輛行駛路徑

圖4 施工作業(yè)區(qū)合并車輛行駛路徑

通過利用VISSIM軟件進(jìn)行仿真，在兩種設(shè)置方式情形下，通過輸入較小交通流量以及接近飽和狀態(tài)下的交通流量，對(duì)施工作業(yè)區(qū)不同間距時(shí)的交通流延誤進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5。

圖5 半幅封閉半幅通行施工區(qū)不同間距交通流延誤

通過選取第一施工區(qū)上游警告標(biāo)志起到第二施工區(qū)下游終止區(qū)范圍為數(shù)據(jù)采集區(qū)域，統(tǒng)計(jì)車輛在區(qū)域內(nèi)的延誤情況，分析如下：

(1)當(dāng)交通量較小時(shí)，兩種作業(yè)模式的延誤不存在明顯差異，將兩個(gè)區(qū)域分隔開，車輛交通延誤相對(duì)較小。

(2)當(dāng)交通流量接近通行能力時(shí)，當(dāng)施工區(qū)間距大于6km時(shí)，兩種作業(yè)模式的延誤趨近于相同，但當(dāng)施工區(qū)間距小于6km時(shí)，將兩個(gè)作業(yè)區(qū)合并，整個(gè)段落車輛的交通延誤相對(duì)更低。

2.5 下游過渡區(qū)

根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)，下游過渡區(qū)長度應(yīng)大于30m，考慮到限速對(duì)下游過渡區(qū)長度的影響，根據(jù)上游過渡區(qū)長度建議值取值情況，得到下游過渡區(qū)的長度在限速值不同時(shí)的取值如表5。

表5 下游過渡區(qū)長度建議值

2.6 終止區(qū)

根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2015)，終止區(qū)長度應(yīng)大于30m，考慮到限速對(duì)終止區(qū)長度的影響，得到終止區(qū)的長度在限速值不同時(shí)的取值如表6[2]。

表6 終止區(qū)長度建議值

3 交通組織措施建議

(1)完善臨時(shí)安全交通設(shè)施[3]

臨時(shí)安全設(shè)施的設(shè)計(jì)遵循“安全第一，預(yù)防為主”的原則，提前預(yù)告、誘導(dǎo)交通，能夠起到警示、隔離以及誘導(dǎo)等作用，保證行車安全。其設(shè)置以施工組織設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，服務(wù)于施工組織和交通組織。臨時(shí)安全設(shè)施的設(shè)置應(yīng)全面利用原有設(shè)施，對(duì)于可以利用的，通過推移拆除、移位利用等方式，起到節(jié)約成本、保證資源充分利用的效果；在施工路段應(yīng)避免標(biāo)志功能缺失，確保標(biāo)志設(shè)置充分、合理。

(2)完善應(yīng)急預(yù)案

由于施工影響，施工作業(yè)區(qū)域內(nèi)交通流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此需完善應(yīng)急預(yù)案，并加強(qiáng)現(xiàn)場的應(yīng)急保障措施。現(xiàn)場安排安全員加強(qiáng)安全管理，對(duì)于交通流量較大的路段，協(xié)調(diào)路政、交警等部門人員加強(qiáng)現(xiàn)場安全水平。

(3)加強(qiáng)對(duì)外宣傳工作

為做好對(duì)外宣傳以及信息提示工作，維修養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目在作業(yè)前，應(yīng)通過廣播、導(dǎo)航軟件、公眾號(hào)等媒體，以及主要入口處通過張貼公告等方式，向社會(huì)加強(qiáng)交通組織方案的宣傳，包括封閉作業(yè)區(qū)域時(shí)間安排、封閉路段以及其他管制措施。

4 結(jié)語

對(duì)高速公路維修養(yǎng)護(hù)工程交通組織原則進(jìn)行了簡要介紹，重點(diǎn)對(duì)作業(yè)區(qū)空間布局、作業(yè)區(qū)限速模式進(jìn)行了研究，為維修養(yǎng)護(hù)工程的實(shí)施提供理論參考，同時(shí)提出了交通組織保通方案措施的其他建議。