王偉，陸雨函，李劍

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，南京210017）

1 引言

我國從20 世紀(jì)90年代開始高速公路的建設(shè)工作，經(jīng)過近30年的建設(shè)，高速公路基本“成網(wǎng)成環(huán)”，極大地促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，同時為沿線居民出行帶來極大的便利【1】。隨著機(jī)動車保有量的增加及物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，居民出行需求進(jìn)一步增長，高速公路的交通運(yùn)行壓力進(jìn)一步凸顯，早期修建的高速公路已經(jīng)不能滿足當(dāng)前高速公路交通運(yùn)行的需求，改擴(kuò)建成為高速公路發(fā)展的必然趨勢。

由于擬改擴(kuò)建的高速公路在區(qū)域路網(wǎng)中承擔(dān)重要的功能，改擴(kuò)建施工期間需要制定合理的交通組織方案，確保施工過程中既能滿足施工進(jìn)度要求，又能為車輛提供一個相對良好的交通運(yùn)行環(huán)境，保證車輛安全通行【2】。

2 高速公路改擴(kuò)建交通組織

2.1 改擴(kuò)建交通組織

高速公路改擴(kuò)建施工期間，必然會對原道路上的車輛運(yùn)行產(chǎn)生影響，降低通行效率，交通組織的目的是通過對車流的引導(dǎo)與控制，在保證施工進(jìn)度的前提下，確保車輛安全通行【3】。盡管任何交通組織措施都無法消除由于改擴(kuò)建施工對車流運(yùn)行效率帶來的影響，但通過交通組織，能夠協(xié)調(diào)施工進(jìn)度與交通運(yùn)行效率、交通運(yùn)行安全的平衡，實現(xiàn)多方共贏。

2.2 改擴(kuò)建施工特點(diǎn)

與新建高速公路不同，擬改擴(kuò)建的高速公路在區(qū)域路網(wǎng)中承擔(dān)著重要的功能，一般采用“邊施工，邊通車”的模式進(jìn)行，這就對改擴(kuò)建期間的工程技術(shù)提出了更高要求【4】。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)實施改擴(kuò)建的高速公路多采用半封閉分段交叉施工的方式進(jìn)行。因此，在施工前需要確定施工路段的長度，以此減少改擴(kuò)建施工對交通運(yùn)行的影響，同時兼顧施工進(jìn)度。

3 高速公路改擴(kuò)建施工區(qū)劃分

根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)，高速公路改擴(kuò)建工程多采用分段“邊通車，邊施工”的模式進(jìn)行，在施工區(qū)范圍內(nèi)，由于交通環(huán)境復(fù)雜，需要制定有效的交通組織方案，權(quán)衡改擴(kuò)建施工與交通運(yùn)行之間的關(guān)系。眾所周知，無論采取何種交通組織方案都無法消除施工對交通運(yùn)行的影響，施工作業(yè)區(qū)不能太長，否則會降低改擴(kuò)建高速公路的整體運(yùn)行效率；施工作業(yè)區(qū)也不能太短，否則會影響施工進(jìn)度，增加施工難度。因此，施工作業(yè)區(qū)長度的確定，需要綜合考慮施工進(jìn)度要求、交通運(yùn)行效率、交通運(yùn)行安全等多方面因素，通過交通組織方案，實現(xiàn)多方平衡。

3.1 保障施工作業(yè)區(qū)交通運(yùn)行安全

在高速公路改擴(kuò)建期間，如何保障施工作業(yè)區(qū)內(nèi)交通運(yùn)行安全，是交通組織必須要考慮的問題之一。針對施工作業(yè)區(qū)長度而言，施工作業(yè)區(qū)過長，不僅會降低高速公路的整體通行效率，而且需要增設(shè)大量的交通安全設(shè)施，進(jìn)而增加施工成本；施工作業(yè)區(qū)長度過短，經(jīng)過施工區(qū)的車輛需要頻繁更換行駛軌跡，增加交通安全風(fēng)險。因此，合理的施工作業(yè)區(qū)長度是保障施工作業(yè)區(qū)交通安全和節(jié)省施工成本的關(guān)鍵之一。

3.2 提升區(qū)域路網(wǎng)整體利用效率

交通流量大是擬改擴(kuò)建高速公路交通運(yùn)行的典型特征，為保障施工路段的交通運(yùn)行安全與施工進(jìn)度，需要對施工路段實施交通分流。在制定交通分流方案前，需要對擬改擴(kuò)建高速公路區(qū)域路網(wǎng)的道路存量資源進(jìn)行分析，針對施工區(qū)段長度而言，施工區(qū)長度越長，需要分流的車輛就越多，區(qū)域路網(wǎng)的利用效率就越高。

3.3 保障施工效率與施工質(zhì)量

對高速公路改擴(kuò)建工程而言，施工作業(yè)區(qū)長度直接影響到施工的進(jìn)度，施工區(qū)長度過長，在規(guī)定的時間內(nèi)完不成施工；施工區(qū)過短，則需要頻繁更換施工區(qū)域，造成時間浪費(fèi)。因此，高速公路改擴(kuò)建工程需要確定合理的施工作業(yè)區(qū)長度，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升施工效率。

4 高速公路改擴(kuò)建交通組織施工區(qū)長度模型

根據(jù)以往的經(jīng)驗及交通工程理論，高速公路改擴(kuò)建工程施工區(qū)一般可分為警告區(qū)、過渡區(qū)、緩沖區(qū)、施工作業(yè)區(qū)及終止區(qū)5個部分【5】（見圖1）。

圖1 高速公路改擴(kuò)建施工區(qū)各段劃分示意圖

4.1 警告區(qū)長度

警告區(qū)位于施工作業(yè)區(qū)的開端，主要包括減速安全行駛距離S1、車輛間最小安全距離S2與排隊長度S3。作為施工作業(yè)區(qū)的開端，必須設(shè)置完備的交通安全設(shè)施、限速提醒標(biāo)志，確保駕駛員能夠及時接收相關(guān)信息【6】。

式中，S 為警告區(qū)最小理論值，m；S1為車輛由正常行駛速度減速至限制速度時的最短安全距離，m；S2為避免車輛與前車追尾，剎車至v 時的最短安全距離，m；S3為警告區(qū)因交通擁堵時的車輛排隊長度，m；v1為車輛正常行駛時的速度，km/h；v2為車輛行駛至減速區(qū)后的速度，km/h；v 為車輛在警告區(qū)路段的行駛速度；t 為駕駛員接收到減速信息后的反應(yīng)時間，取2.5s；φ 為道路摩擦阻力；i 為高速公路的設(shè)計縱坡；g 為重力加速度，取9.8m/s2。

4.2 過渡區(qū)長

高速公路改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)中的過渡區(qū)包括上游過渡區(qū)與下游過渡區(qū)，上游過渡區(qū)（Ls上）主要是為了保證由于占道施工引起車輛行駛軌跡轉(zhuǎn)換時的行車安全，保證車輛行駛軌跡橫向轉(zhuǎn)變時的安全需要【7】。下游過渡區(qū)（Ls下）是為了保障駕駛員駛回原車道所需要的距離，一般為30～50m。

式中，Ls為過渡區(qū)中上游過渡區(qū)的最小理論長度，m；W 為施工所占車道寬度，m；v 為車輛在施工作業(yè)區(qū)路段的行駛速度，km/h。

4.3 緩沖區(qū)長度

高速公路改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)交通環(huán)境復(fù)雜，當(dāng)車輛由過渡區(qū)駛?cè)胧┕^(qū)前，需要設(shè)置緩沖區(qū)，以避免駕駛員由于操作不當(dāng)引起交通事故。

式中，H 為緩沖區(qū)長度，m；v 為車輛在警告區(qū)行駛時的運(yùn)行速度，km/h。

4.4 工作區(qū)

工作區(qū)長度（Lc）的確定涉及施工成本、施工周期、施工作業(yè)難度、道路通行能力、限速標(biāo)準(zhǔn)、時間跨度等多個因素，根據(jù)JTG H30—2015《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》等現(xiàn)行規(guī)范及已經(jīng)實施改擴(kuò)建工程項目經(jīng)驗，推薦工作區(qū)長度為4000m。

4.5 終止區(qū)長度

終止區(qū)是指車輛駛離下游過渡區(qū)后，加速至正常行駛速度時所需要的長度。

式中，Z 為終止區(qū)長度，m；v 為車輛駛離下游過渡區(qū)后的行駛速度，km/h；t 為駕駛員接收到減速信息后的反應(yīng)時間，取2.5s。

5 扎倒公路改擴(kuò)建施工區(qū)長度計算

5.1 扎倒公路概況

扎倒公路是國家高速公路北京至拉薩高速公路青海省的重要組成部分，同時也是青海省高速公路“橫二”的重要組成部分。扎倒公路改擴(kuò)建工程是完善國家與青海省高速公路網(wǎng)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，滿足交通運(yùn)行需求的必然要求。

不同的限速標(biāo)準(zhǔn)直接影響高速公路的通行效率，扎倒公路設(shè)計速度與最高限速均為100km/h，考慮到改擴(kuò)建高速公路的整體通行能力與交通運(yùn)行安全，交通組織方案提出扎倒公路施工作業(yè)區(qū)中，警告區(qū)第1 車道限速80km/h，第2 車道限速60km/h，上下過渡區(qū)限速、緩沖區(qū)與工作區(qū)限速60km/h。

5.2 扎倒公路改擴(kuò)建工程交通組織施工區(qū)長度確定

以扎倒公路改擴(kuò)建工程交通組織為例，其中一段設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，路面縱坡為2%，該段設(shè)計速度為100km/h，根據(jù)交通組織方案，工作區(qū)限制速度為60km/h。經(jīng)計算，施工作業(yè)區(qū)各段長度見表1。

表1 改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)長度計算值與取值表m

6 結(jié)語

高速公路改擴(kuò)建施工區(qū)長度直接影響施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、車輛通行效率及交通運(yùn)行安全，因此，高速公路改擴(kuò)建工程施工前首先需要確定施工作業(yè)區(qū)的長度。根據(jù)高速公路改擴(kuò)建工程施工區(qū)長度計算模型，經(jīng)計算取整，推薦扎倒公路改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)長度為6000m，其中，警告區(qū)長度1750m，上游過渡區(qū)80m，下游過渡區(qū)40m，緩沖區(qū)80m，工作區(qū)4000m，終止區(qū)50m。本文通過對高速公路改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)長度的研究，為同類高速公路改擴(kuò)建工程施工作業(yè)區(qū)長度劃分提供借鑒。同時，除確定施工作業(yè)區(qū)長度外，在施工前需要規(guī)范引導(dǎo)標(biāo)志、警告標(biāo)志、隔離措施等交通安全設(shè)施的布設(shè)，提升道路標(biāo)志的可識別性，保障施工期間的交通運(yùn)行安全。