冀 健，潘 迪，周利民，盧燕青

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市100082）

0 引言

隨著城市發(fā)展，北京市四環(huán)路以外分布著大量居住區(qū)，五環(huán)路以外地區(qū)居住區(qū)數(shù)量更多，而大部分工作機(jī)會(huì)仍然還在市中心區(qū)，因而形成早高峰人口從郊區(qū)向市區(qū)流動(dòng)集中，晚高峰從市區(qū)向郊區(qū)集中流動(dòng)的現(xiàn)象，在交通上呈現(xiàn)一定的早高峰進(jìn)城、晚高峰出城的潮汐交通特點(diǎn)。這種現(xiàn)象在放射線高速快速道路上較為突出，如蓮石路、京藏高速、京通快速、京港澳高速、京開高速、京承高速等。雖然采取設(shè)置潮汐車道的方法可有效緩解放射線道路的潮汐交通擁堵，但是由于北京市區(qū)路網(wǎng)分流困難,道路和橋梁改造難度大，同時(shí)受道路規(guī)劃用地、行駛安全要求等條件的制約，很難對(duì)現(xiàn)有快速路實(shí)施潮汐改造。

國內(nèi)第一條快速路潮汐車道出現(xiàn)在2003年上海市外環(huán)隧道潮汐交通控制項(xiàng)目,采用的是3+2+3車道布置,中間2車道為可變車道,由移動(dòng)護(hù)欄控制出入口[1]。國內(nèi)第一條現(xiàn)有快速路改造為潮汐車道的項(xiàng)目出現(xiàn)在深圳市，2016年深圳市布吉路、文錦北路啟用利用水馬的快速路潮汐車道，實(shí)施效果良好。北京市亦莊開發(fā)區(qū)亦有采用此種方式的潮汐車道。但對(duì)于北京市快速路來說，受車速較快、車道本身寬度限制，出于安全考慮無法采用此種方式進(jìn)行改造。主干路設(shè)置潮汐車道，經(jīng)驗(yàn)較為豐富，目前北京正在運(yùn)營的紫竹院路及朝陽路部分路段潮汐車道，均為主干路潮汐車道[2]。出于對(duì)新興技術(shù)的探索和試驗(yàn)，北京市交通委大膽采用美國Trinity Highway公司的Vulcan護(hù)欄，在北京市蓮石路上進(jìn)行潮汐車道改造試驗(yàn)。目前，改造工程已開始動(dòng)工，預(yù)計(jì)2018年底完工。

在蓮石路快速路的擁堵路段上設(shè)置潮汐車道在北京市快速路上尚屬首次，采用移動(dòng)護(hù)欄作為隔離設(shè)施的快速路潮汐車道在國內(nèi)快速路改造潮汐車道上也是第一個(gè)項(xiàng)目[3]。技術(shù)難點(diǎn)較多，后期運(yùn)營管理復(fù)雜，交通組織困難，經(jīng)過專家組織討論研究，對(duì)采用移動(dòng)護(hù)欄的潮汐車道改造進(jìn)行了深入研究分析，并對(duì)移動(dòng)護(hù)欄的特性進(jìn)行了碰撞試驗(yàn)。

1 蓮石路現(xiàn)狀改造條件分析

1.1 蓮石路道路現(xiàn)狀

現(xiàn)狀蓮石路為城市快速路，主路設(shè)計(jì)車速為80 km/h。主路橫斷面為二幅路型式，主路上下行各有3條車道，主路單側(cè)斷面全寬11.5 m，中央分隔帶寬2 m，設(shè)雙向6車道（無應(yīng)急車道）（見圖1）。

圖1 蓮石路現(xiàn)狀圖

1.2 潮汐化改造研究范圍

考慮現(xiàn)狀擁堵常發(fā)生于三環(huán)至五環(huán)間路段，本次研究范圍西起衙門口橋東側(cè)，東至蓮花橋西側(cè)，路段全長約7.8 km。沿線共3處全互通節(jié)點(diǎn)：衙門口橋、南沙窩橋、蓮花橋。另有6處菱形立交節(jié)點(diǎn)：蓮芳橋、蓮芳東橋、蓮玉橋、青塔橋、岳家樓橋、金家村橋。進(jìn)城方向共有5處進(jìn)口、7處出口，出城方向共有7處進(jìn)口、7處出口（不含衙門口橋和蓮花橋）。

根據(jù)現(xiàn)狀交通特征，五環(huán)-四環(huán)路段潮汐現(xiàn)象相對(duì)明顯，且四環(huán)南沙窩橋進(jìn)出口為主要堵點(diǎn)。因此考慮在四環(huán)-魯谷大街路段設(shè)置潮汐車道，可緩解因四環(huán)進(jìn)出口車流量過大引起的路段擁堵。四環(huán)-三環(huán)路段，因鄰近中心城區(qū)，雙方向交通需求相對(duì)均衡，早晚高峰潮汐特性不十分明顯，且除了晚高峰出城方向鄰近四環(huán)節(jié)點(diǎn)常發(fā)擁堵以外，暫無其他常發(fā)擁堵，因此考慮近期維持現(xiàn)狀。

1.3 現(xiàn)狀制約因素

研究路段沿線共6座人行過街天橋。其中五環(huán)-四環(huán)路段，有4座天橋，其中2座存在中墩。若考慮占用中央隔離帶設(shè)置潮汐車道，有中墩的天橋需拆除重建，研究范圍內(nèi)共涉及2座天橋。

另外，現(xiàn)狀中央隔離帶僅2 m寬，若設(shè)置潮汐車道，需要鏟除0.55 m的中央隔離帶，其中有3處橋梁段，對(duì)橋面板可能造成結(jié)構(gòu)損壞，且移動(dòng)護(hù)欄較重(平均每米重500 kg）,需要驗(yàn)算橋梁荷載是否滿足要求（見圖2）。由于移動(dòng)護(hù)欄的防撞等級(jí)目前尚未出碰撞測試報(bào)告，潮汐車道使用期間需要限速60 km/h,進(jìn)京方向仍然需要限速60 km/h。同時(shí)，移動(dòng)護(hù)欄過程需要耗費(fèi)30 min，由北京市交管局確認(rèn)需要按照臨時(shí)交通導(dǎo)改采取交通措施。

圖2 蓮石路橋梁段橫斷面圖（單位:m）

南沙窩橋有2處匝道橋墩（直徑1.3 m）位于2 m中央隔離帶內(nèi)，車道寬度需壓縮并限速。

2 出入口選擇

根據(jù)北京交通發(fā)展研究院浮動(dòng)車系統(tǒng)分析（見圖3），蓮石路晚高峰出城方向運(yùn)行情況呈現(xiàn)路段不均衡性。如圖4所示，北四環(huán)進(jìn)入蓮石路（匝道2）與蓮石路南沙窩橋往西（路段3）路段晚高峰期間運(yùn)行速度低，17：00-19：00該路段運(yùn)行速度基本低于30 km/h,處于“中度擁堵”到“嚴(yán)重?fù)矶隆彼?。因此，潮汐車道入口必須設(shè)置在匝道2口端頭的東側(cè)，以及橋區(qū)東南匝道端頭的西側(cè)。

圖3 蓮石路南沙窩橋段浮動(dòng)車系統(tǒng)圖

圖4 蓮石路南沙窩橋段平面圖

考慮到入口需要斷開中央隔離帶150 m,為了盡量減少對(duì)橋區(qū)影響，將入口設(shè)置在路基段是安全經(jīng)濟(jì)的方法，如圖5所示。

圖5 蓮石路南沙窩橋段潮汐車道入口設(shè)計(jì)圖

從另一方面考慮，設(shè)置入口對(duì)進(jìn)京方向交通流不構(gòu)成重大影響，晚高峰橋區(qū)東南匝道進(jìn)京流量約占總流量的40%，主線進(jìn)京流量只占合流總量的60%，因此設(shè)置在橋區(qū)西南匝道端頭與主線通道橋之間是最佳選擇。

同理，出口設(shè)置在蓮玉橋西側(cè)的分流端路基段。

3 潮汐車道設(shè)計(jì)簡述

3.1 潮汐車道設(shè)置范圍

根據(jù)現(xiàn)狀交通特征，五環(huán)-四環(huán)路段潮汐現(xiàn)象相對(duì)明顯，出城潮汐車道需要將進(jìn)城方向車道由3條減少為2條，所以潮汐車道設(shè)置在進(jìn)城交通量小于2條車道通行能力的路段[4]。根據(jù)市級(jí)交通運(yùn)行狀態(tài)及交通量調(diào)查成果，選擇在四環(huán)-魯谷大街路段設(shè)置潮汐車道，可緩解因四環(huán)進(jìn)出口車流量過大引起的路段擁堵，同時(shí)進(jìn)城方向交通量相對(duì)較小，減少一條車道后服務(wù)水平還能夠接受。

3.2 道路改造設(shè)計(jì)

由于采用VULCAN設(shè)備需要占用55 cm的道路空間,行車道寬度會(huì)受到壓縮，但現(xiàn)狀橫斷面空間不滿足設(shè)置最低要求,所以需將中央隔離帶進(jìn)城方向一側(cè)拆除0.55 m（包括防撞護(hù)欄）放置VULCAN。正常行駛時(shí)使用VULCAN充當(dāng)防撞設(shè)施，橫斷面及交通標(biāo)線如圖6所示。

圖6 蓮石路潮汐車道橫斷面改造前后對(duì)比圖（單位:m）

進(jìn)城方向車道寬度為3.5 m+3.25 m+3.75 m，兩側(cè)0.5 m路緣帶不變。由于南沙窩橋段中央隔離帶有2處匝道橋的橋墩,無法鏟除中央隔離帶,因此南沙窩橋段為3.25 m+3.25 m+3.45 m。

潮汐車道狀態(tài)下，進(jìn)城方向車道寬度為0.5 m+3.5 m+3.25 m+0.5 m,其中南沙窩橋段為0.5 m+3.25 m+3.25 m+0.5 m，VULCAN 寬度為 0.55 m，潮汐車道寬度為0.25 m+3.25 m+0.25 m，其中南沙窩橋段為0.25 m+2.95 m+0.25 m。

3.3 交通標(biāo)線設(shè)計(jì)

由于潮汐車道和正常行駛狀態(tài)下的標(biāo)線分別適用于相反行駛方向和不同的車道寬度，但是如果同時(shí)存在會(huì)對(duì)不同行駛狀態(tài)的車輛發(fā)生困擾，所以標(biāo)線經(jīng)優(yōu)化后最終僅保留單側(cè)的潮汐車道雙黃虛線及位于VULCAN位置的車道邊緣線。

潮汐車道線北側(cè)邊線與現(xiàn)狀車行道分界線位置一致，南側(cè)邊線距離北側(cè)邊線10 cm,且均為15 cm寬灰色虛線，如圖7、圖8所示，黑粗線部分為移動(dòng)護(hù)欄位置。

圖7 蓮石路潮汐車道開放時(shí)標(biāo)線護(hù)欄相對(duì)位置圖（單位:m）

圖8 蓮石路潮汐車道封閉時(shí)標(biāo)線護(hù)欄相對(duì)位置圖（單位:m）

3.4 交通安全措施

由于隔離帶、車道寬度、行駛軌跡的改變，為保證橋梁結(jié)構(gòu)及交通安全，潮汐車道需限小型車使用并且限速行駛。潮汐車道兩側(cè)路緣帶寬0.25 m，設(shè)計(jì)速度小于60 km/h，出入口位置受平縱線形控制限速40 km/h。

在潮汐車道進(jìn)、出口處新增龍門架（敷設(shè)車道指示燈、車道指示標(biāo)志等）10處，并新增警告、指示和宣傳提示標(biāo)志等，同時(shí)也增加了限速標(biāo)志。潮汐車道進(jìn)口前50 m設(shè)置限速40 km/h與禁止大客車、貨車駛?cè)氤毕嚨赖臉?biāo)志。潮汐車道南沙窩橋西側(cè)設(shè)置取消限速40 km/h,改為限速50 km/h的限速標(biāo)志。潮汐車道出口前50 m設(shè)置限速40 km/h的限速標(biāo)志。潮汐車道終點(diǎn)設(shè)置取消限速40 km/h的標(biāo)志。

進(jìn)京方向三個(gè)門架均設(shè)置全面板可變LED限速標(biāo)志，潮汐車道開放期間限速60 km/h，其他時(shí)間段限速80 km/h。

另外，出入口均設(shè)置五級(jí)提示，其中進(jìn)京方向設(shè)置在潮汐車道終點(diǎn)西側(cè)，出京方向設(shè)置在潮汐車道起點(diǎn)東側(cè)以及終點(diǎn)東側(cè)，共15處提示標(biāo)志。

為了應(yīng)急使用，潮汐車道路段也設(shè)置2處掉頭閥開口，均設(shè)置了活動(dòng)護(hù)欄與監(jiān)控?cái)z像頭。

4 VULCAN移動(dòng)護(hù)欄介紹

蓮石路潮汐車道采用的VULCAN可移動(dòng)式隔離緩撞設(shè)施，是由輕體、鍍鋅鋼部件組成的金屬隔離帶（見圖9）。813 mm高、546 mm寬，每節(jié)長度為4.115 m，重約460 kg。節(jié)與節(jié)之間通過插銷進(jìn)行連接，長度可以按照整節(jié)數(shù)任意選取。采用裝在滑移裝載機(jī)或者前段裝載機(jī)上的VTA(VULCAN搬移工具）可以輕松將VULCAN移到所需位置。操作人員可以從隔離帶各側(cè)操作VTA（見圖10）。

圖9 蓮石路潮汐車道使用的VULCAN大樣圖

圖10 操作中的VULCAN挪移示意圖

5 潮汐車道運(yùn)營策略

5.1 VULCAN挪移運(yùn)營策略

由于中央隔離帶寬度有限，目前僅設(shè)置單側(cè)潮汐車道，為晚高峰出城方向交通服務(wù)。經(jīng)與交管局協(xié)商，潮汐車道開放時(shí)間為17:00-20:00，VULCAN挪移作業(yè)時(shí)間約30 min，因此提前于16:30之前開始封閉進(jìn)京方向的最內(nèi)側(cè)車道，挪移操作車開始將布置在中央隔離帶邊緣的VULCAN護(hù)欄挪移至第一二車道中間位置，直至17:00挪移結(jié)束。挪移操作車將停放在潮汐車道入口中央隔離帶內(nèi)。出口位置的出京主線合流端亦設(shè)置分流護(hù)欄，以使主線空出一條車道為潮汐車道出口交通服務(wù)。

當(dāng)潮汐車道封閉時(shí)，即20:00時(shí)，首先將出口位置的出京主線合流端亦設(shè)置分流護(hù)欄，人工推回中央隔離帶，開放出京方向主線交通，然后挪移操作車開始將布置在第一二車道中間位置的VULCAN護(hù)欄挪移至中央隔離帶邊緣，挪移完畢后，車輛放置于出口端中央隔離帶位置，開放進(jìn)京方向主線交通。

挪移護(hù)欄操作期間，主線均需要按照快速路交通導(dǎo)改設(shè)置錐桶及警示燈。

5.2 信號(hào)燈及監(jiān)控策略

出京方向南沙窩橋東側(cè)，設(shè)置了3個(gè)門架可變車道指示信號(hào)燈，并在最西側(cè)門架設(shè)置非現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)控?cái)z像頭，用來監(jiān)控是否有大客車及貨車違法駛?cè)氤毕嚨馈．?dāng)潮汐車道開放時(shí)（即每日17:00-20:00），最內(nèi)車道信號(hào)燈指示直帶左方向，其他均為直行方向；潮汐車道封閉時(shí)，本組信號(hào)燈均顯示直行箭頭。

出京方向魯谷大街西側(cè)，設(shè)置了3個(gè)門架可變車道指示信號(hào)燈，并在最西側(cè)門架設(shè)置非現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)控?cái)z像頭，用來監(jiān)控是否有車輛駛?cè)氡拒嚨?。?dāng)潮汐車道開放時(shí)（即每日17:00-20:00），最內(nèi)車道信號(hào)燈指示禁止駛?cè)隭標(biāo)志，其他均為直行方向；潮汐車道封閉時(shí)，本組信號(hào)燈均顯示直行箭頭。

進(jìn)京方向魯谷大街西側(cè)，設(shè)置了3個(gè)門架可變車道指示信號(hào)燈，并在最西側(cè)門架設(shè)置非現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)控?cái)z像頭，用來監(jiān)控是否有車輛駛?cè)氡拒嚨?。?dāng)潮汐車道開放期間（現(xiàn)場VULCAN開始工作時(shí)間至結(jié)束工作時(shí)間），最內(nèi)車道信號(hào)燈指示禁止駛?cè)隭標(biāo)志，其他均為直行方向；潮汐車道封閉時(shí)，本組信號(hào)燈均顯示直行箭頭。

6 結(jié)論

通過設(shè)置快速路潮汐車道可以有效緩解城市擁堵，但快速路潮汐化改造難度較大且有安全隱患。北京市蓮石路快速路改造是國內(nèi)首次采用VULCAN移動(dòng)護(hù)欄的快速路潮汐車道。鏟除0.55 m的中央隔離帶空間，將進(jìn)城方向內(nèi)側(cè)車道改為潮汐車道，采用移動(dòng)護(hù)欄隔離，在中央隔離帶開口設(shè)置潮汐車道專用進(jìn)出口。設(shè)計(jì)了潮汐車道的安全運(yùn)營策略及信號(hào)監(jiān)控手段，形成出京單方向潮汐車道，在晚高峰3 h內(nèi)對(duì)出城方向交通進(jìn)行分流，有利于緩解快速路自身以及相接環(huán)路的交通壓力，也有利于快速疏散城區(qū)內(nèi)部交通壓力。該項(xiàng)目是對(duì)目前城市快速路潮汐化改造的有益嘗試，對(duì)其他城市快速路潮汐化改造有一定參考價(jià)值。

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