高速公路路面改造交通组织的设计与实现分析

文/梁文峰

1 前言

随着我国加快推进交通强国建设，公路建设实现跨越式飞跃[1]。本文以广西兴业至六景高速公路（以下简称“兴六高速”）既有水泥混凝土路面改造为沥青路面为例，基于“四阶段组合法”交通量预测模型，通过交通量调查与预测，采用全线“半幅封闭施工，另半幅单向正常通行”的交通组织方案，提前顺利完成下行线改造任务，实现了高效安全施工。

2 项目概况

“兴六高速”起点位于兴业县兴业镇，与岑兴高速公路相连接，途经木格、瓦塘等地区，终点在横县六景，路线全长99.792km，于2001年5月20日开工建设，水泥混凝土路面结构，2003年8月15日建成通车，项目业主将既有路面改造为沥青混凝土路面。基础路网图如图1 所示。

3 区域路网现状调查与分析

“兴六高速”辐射周边的路网资源丰富，可供车辆分流的线路如图1 所示，分为六景北立交-横县、横县-云表、云表-贵港、贵港-瓦塘互通、瓦塘互通-木格、木格-兴业六个区段。

3.1 交通量空间分布特性

3.1.1 路段平均日交通量分析

根据调查数据分析，2019年“兴六高速”六景北立交-横县、云表-贵港、瓦塘互通-木格、木格-兴业较大，贵港-瓦塘互通、横县-云表平均日交通量较小，呈现“三峰两谷”趋势[1]。

3.1.2 路段服务水平分析

分析2019年“兴六高速”各路段饱和度，进而确定各路段服务水平，其中各路段饱和度在0.51～0.6 之间，服务水平均为二、三级，交通流属于相对自由流的状态。

3.1.3 路段高峰小时交通量分析

“兴六高速”各路段高峰小时交通量较少，交通流属于自由流的状态，与平均日交通量变化趋势一致，也呈现“三峰两谷”形状，路段平均高峰小时系数0.078。

3.1.4 路段方向不均匀系数分析

2019年收费站数据显示，重交通方向为六景至兴业方向，平均方向不均匀系数为0.507；各路段方向不均匀系数在0.5～0.51 之间，东西行方向交通量分布基本一致，其中云表-贵港路段的方向不均匀系数最大为0.51。

3.2 交通量时间分布特性

瓦塘互通-木格路段2010～2019年交通量保持持续增长趋势外，其余各路段以2015年为临界点。2015年之前交通量呈现递增趋势，但2015～2016年呈现出下降趋势，2016～2017年交通量基本持平，2017～2019年又呈现递增趋势。

3.3 交通量车型构成

3.3.1 分路段构成

2019年“兴六高速”各类型车的占比车型以客车为主，各路段客车占比在68.96%～71.20%，平均为69.87%；其中1 类客车比例为65.04%，货车占比在28.80%～31.04%，平均30.13%。

3.3.2 分方向构成

六景北立交-横县路段客车占比最大，东行和西行分别达到71.04%、71.20%、而贵港-瓦塘互通路段客车占比最小，东行和西行分别为68.56%、68.96%；货车分布规律同客车，其中贵港—瓦到塘互通路段货车占比最大，东行和西行分别达到31.44%、71.04%，而六景北立交—横县路段货车占比最小，东行和西行分别为28.96%、28.8%。

4 交通量预测

考虑交通组织拟采用方案施工期为2020 下半年至2021年上半年，故本次兴业高速交通量预测特征年为2020年和2021年。

4.1 预测方法

“四阶段法”预测模型是将研究的道路交通划分为交通产生、交通分布、交通方式划分、交通分配等四阶段，这也是目前交通需求预测中比较常用的模型，预测方法简单实用[2]。本项目采用两个阶段组合、多个阶段组合的方式，构建新的预测模型，消除因各个阶段间独立而对预测结果产生的影响，简化预测步骤、提高工作效率。“兴六高速”施工期交通量预测采用“四阶段组合法”预测模型。

式中：xa-路段a 上的流量；X-路段流量；q-OD 点间的出行分布量；ta-路段a 上的运行时间-OD 点对r、s 在k 路段上的交通流；Y-参数。

4.2 预测结果及分析

4.2.1 特征年路段交通量预测

“兴六高速”公路未来特征年2020年、2021年（施工期）在未分流的情况下，全线各路段平均交通量预测值整体呈递增趋势，其中六景北立交-横县、瓦塘互通-木格、木格-兴业交通量较大，2021年瓦塘互通-木格最大为37755pcu/d；横县-云表、云表-贵港、贵港-瓦塘互通交通量较小，2021年贵港- 瓦塘互通最小为31364pcu/d，2021年平均交通量为34261pcu/d。

4.2.2 预测服务水平分析

从预测结果看，未来特征年“兴六高速”2020年各路段饱和度在0.55～0.65 之间，全线平均为0.6。除贵港-瓦塘互通段为二级服务水平，其余路段均为三级服务水平。另外，“兴六高速”2021年各路段饱和度在0.57～0.69 之间，全线平均为0.62，全线各路段均为三级服务水平。

4.2.3 特征年交通流车型构成

“兴六高速”未来特征年1 类车比例增加，全线车型以客车为主，客车中又以1 类客车为主，2020年及2021年1 类客车比例分别为65.56%和65.83%，货车比例为29.78%和26.69%。

4.2.4 效果分析

相较于“边通车，边施工（分段半幅封闭施工、半幅对向两车道通行）方案”，拟采用“半幅封闭施工、另外半幅正常通行”的方案，该方案具有以下明显的优势：

4.2.4.1 安全性方面：常规方案需要频繁进行交通转换，道路通行能力下降，极易发生道路交通事故，并可能造成次生安全责任事故。拟采用“半幅封闭施工、另半幅正常通行”的方案将施工区与通行车道实现物理隔离，交通流与施工相互干扰的因素基本消除，车辆通行和施工作业人员的安全性都将大大提升。

4.2.4.2 通行能力方面：常规方案受交通转换的影响较大，道路通行能力下降，极易造成大面积的交通拥堵，双向交通均不能保持原有服务水平，对交通出行影响大。拟采用方案，半幅交通通行能力未受到影响，封闭半幅可绕行周边路网保障通行，且经研究具备可行的路网分流条件，整体来说，对道路通行能力影响较小，司机出行能得到较好的保障。

4.2.4.3 工期方面：常规方案受交通转换的影响和条件制约，无法大面积有序组织开展施工作业，工期较长（预计约14 个月），对人们出行带来较长时间的影响。拟采用方案的总体施工组织进度不受交通转换的影响，可大面积有序组织开展施工作业，工期大幅度缩短（预计约7 个月），对人们出行影响时间短，总体来说，工期缩短一半。

4.2.4.4 施工投入方面：常规方案需划分多个工区，且需要大量的临时设施，耗费较多人力资源。拟采用方案直接半幅封闭，施工区与通行车道实现物理隔离，无需额外设置历史隔离设施，工区减少也可降低人力成本。

5 组织实施

5.1 专家论证方案

根据上面模型分析，本项目组织多次专家论证，“兴六高速”周边公路符合分流条件的路网相对较多，全线“半幅封闭施工，另半幅单向正常通行”的交通组织方案比常规改道施工交通组织方案在交通通行安全性、缩短施工工期、降低交通事故发生率、减少社会负面影响等方面均具有明显优势。

5.2 组织实施

本项目从2020年9月1 开始，兴六路下行线封闭交通组织施工，上行线保持单向正常通行，于2020年12月15日完成改造任务，对社会开放下行线六景往玉林方向车流，同时转换封闭上行线施工，预估2021年3月底全部完成路面改造工程施工任务，比原计划提前一个月完成项目施工任务，全线恢复交通。

6 结语

“四阶段组合法”交通量预测模型适用于既有道路改造工程，其计算结果与实际吻合，能够为今后的交通组织设计提供依据。改造路段周边有自由流分流交通条件的道路优先选用全线半幅封闭交通，可以加快施工进度，确保施工安全、道路交通安全以及有序分流。