曾 暉 周 釗 譚書(shū)龍 段凌云

(成樂(lè)高速公路有限責(zé)任公司,四川 成都610000)

1 概述

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長(zhǎng),高速公路交通流量激增,導(dǎo)致部分高速公路已不能滿足現(xiàn)狀需求,亟需改擴(kuò)建。高速公路的改擴(kuò)建有多種方案,其中的非封閉改擴(kuò)建施工方式會(huì)影響高速公路的正常運(yùn)營(yíng),造成一定的交通壓力和安全隱患,因此需要制定一套安全合理的臨時(shí)通行方案,評(píng)價(jià)臨時(shí)通行方案可行性的評(píng)價(jià)方法就顯得尤為重要。

近年來(lái)針對(duì)高速公路改擴(kuò)建施工區(qū)臨時(shí)通行方案的研究較多。張豐焰等[1]探討了改擴(kuò)建工程交通組織設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法；何小洲等[2]對(duì)施工區(qū)的車頭時(shí)距分布、地點(diǎn)車速分布、車道占有率等進(jìn)行了深入分析；呂紅振[3]、賈志杰等[4]等通過(guò)對(duì)改擴(kuò)建高速公路的多種交通組織模式的優(yōu)缺點(diǎn)分析,優(yōu)化設(shè)計(jì)了交通組織方案；朱慧芳[5]對(duì)高速公路施工區(qū)的交通組織方案進(jìn)行了優(yōu)化及仿真評(píng)價(jià)；邱禮球等[6]構(gòu)建了高速改擴(kuò)建項(xiàng)目交通組織的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。綜上,針對(duì)改擴(kuò)建高速公路臨時(shí)通行方案的研究主要集中在定性的分析上,或是參數(shù)不易量化的定量分析上,難以實(shí)際應(yīng)用,因此本文擬設(shè)計(jì)一個(gè)可方便應(yīng)用于不同高速公路改擴(kuò)建工程的臨時(shí)通行方案評(píng)價(jià)方法。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

高速公路改擴(kuò)建臨時(shí)通行方案評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取,需要在科學(xué)性、實(shí)用性、全面性、動(dòng)態(tài)性和可操作性五個(gè)原則的基礎(chǔ)上,提出具有代表性和可操作性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。非封閉施工的高速公路改擴(kuò)建工程,工程施工主要考慮施工安全、施工成本、施工工期等制約因素,而高速公路運(yùn)營(yíng)需要重點(diǎn)考慮通行安全、通行能力、通行效率、通行費(fèi)效益等影響因素,工程施工與高速公路運(yùn)營(yíng)之間是相互制約、相互影響的關(guān)系。因此本文結(jié)合相關(guān)的工程經(jīng)驗(yàn)和研究成果,并綜合考慮施工和運(yùn)營(yíng)的影響因素和相互關(guān)系,主要從安全效益、施工效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益四方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；然后利用層次分析法,依據(jù)客觀因素以定量的形式確定影響因素的權(quán)值,并建立可行性評(píng)價(jià)方法。

2.1 安全效益

安全是高速公路改擴(kuò)建施工的首要目標(biāo)和必要條件,只有在保障安全前提下的臨時(shí)通行方案,才能保證施工和交通組織順利進(jìn)行,減少因?yàn)椴话踩蛩囟斐傻闹苯雍烷g接經(jīng)濟(jì)損失,主要有四個(gè)考核指標(biāo)。

2.1.1 車道設(shè)置情況:合理的車道設(shè)置是保障高速公路行車安全的關(guān)鍵,正常運(yùn)行的高速公路一般都設(shè)有行車道、超車道和應(yīng)急車道,因此在高速公路的改擴(kuò)建施工路段,也需要考慮車道設(shè)置情況對(duì)安全效益的影響。主要考核指標(biāo)有車道種類、車道寬度、路面質(zhì)量、車道連續(xù)性等。

2.1.2 對(duì)向車道隔離情況:對(duì)向行車的主要安全隱患是車輛對(duì)向沖撞和燈光炫目,而又以大貨車的安全隱患最大,對(duì)向車道間的隔離措施不容忽視。主要考核指標(biāo)有中央隔離設(shè)施的防撞等級(jí)、防眩效果以及雙向通行路段的貨車比例等。

2.1.3 交通轉(zhuǎn)換點(diǎn):交通轉(zhuǎn)換會(huì)影響交通流的連續(xù)性,導(dǎo)致車流速度和車輛間距的波動(dòng)變大,影響交通安全。主要考核指標(biāo)有交通轉(zhuǎn)換次數(shù)和交通轉(zhuǎn)換點(diǎn)的間距等,交通轉(zhuǎn)換次數(shù)越少越優(yōu)、交通轉(zhuǎn)換點(diǎn)的間距越長(zhǎng)越優(yōu)。

2.1.4 交通導(dǎo)改點(diǎn):交通導(dǎo)改既會(huì)增加施工時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本,又會(huì)影響交通流的安全和效率。主要考核指標(biāo)有交通導(dǎo)改點(diǎn)的數(shù)量和間距等,交通導(dǎo)改點(diǎn)越少越優(yōu)、交通導(dǎo)改點(diǎn)間距越長(zhǎng)越優(yōu)。

2.2 施工效益

除了安全效益,施工效益也十分重要,因?yàn)橹挥斜M快的保質(zhì)保量的完成改擴(kuò)建施工,才能提高施工路段的通行能力、安全效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,主要有兩個(gè)考核指標(biāo)。

2.2.1 施工質(zhì)量是高速公路改擴(kuò)建的基本要求,也是高速公路改擴(kuò)建可行性的一個(gè)重要考核指標(biāo),這里的施工質(zhì)量既包括建成段的、又包括施工過(guò)程中的。主要考核指標(biāo)有路面的平整性和耐久度、交通誘導(dǎo)標(biāo)志的設(shè)置質(zhì)量、交通安全設(shè)施的設(shè)置質(zhì)量等。

2.2.2 施工工期也是施工效益的一個(gè)重要影響因素,在保證施工安全和質(zhì)量的基礎(chǔ)上,工期越短,對(duì)道路交通的影響周期也就越短。主要考核指標(biāo)有施工周期的長(zhǎng)短等。

2.3 社會(huì)效益

高速公路作為為社會(huì)提供通行服務(wù)的交通設(shè)施,其社會(huì)效益是其存在的根本,因此高速公路改擴(kuò)建期間的社會(huì)效益影響不容忽視,主要有兩個(gè)考核指標(biāo)。

2.3.1 通行便利程度:高速公路改擴(kuò)建施工過(guò)程中施工路段的通行能力降低、車行速度和舒適度下降,還更易誘發(fā)交通擁堵,導(dǎo)致部分交通流繞行,對(duì)社會(huì)效益產(chǎn)生了較大的影響。主要考核指標(biāo)有繞行交通流的比例、因繞行增加的里程與正常通行里程的比值、繞行影響周期長(zhǎng)短等。

2.3.2 通行成本:高速公路改擴(kuò)建施工過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致通行時(shí)間、通行距離等成本的增加。主要考核指標(biāo)有時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本(包括燃油費(fèi)、車損費(fèi)、通行費(fèi)等)等。

通過(guò)前面的分析,本文構(gòu)建了以安全效益、施工效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益為主體框架的4個(gè)一級(jí)指標(biāo),并進(jìn)一步細(xì)化構(gòu)建了10個(gè)二級(jí)指標(biāo),如表1所示。

表1 臨時(shí)通行方案的可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)

3 可行性評(píng)價(jià)方法

通過(guò)前面的分析可知,由于臨時(shí)通行方案可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)(用U表示)的影響因素層次和數(shù)量較多,適用于層次分析法來(lái)計(jì)算,因此為了客觀、科學(xué)、切合實(shí)際的評(píng)價(jià)各臨時(shí)通行方案的優(yōu)劣,下面建立層次分析計(jì)算法。

首先根據(jù)一級(jí)指標(biāo)的重要程度,對(duì)4個(gè)一級(jí)指標(biāo)分別賦予權(quán)重WA、WB、WC、WD(取值區(qū)間為(0,1)),影響因素越重要取值越高,反之越低:

然后根據(jù)二級(jí)指標(biāo)的重要程度,對(duì)10個(gè)二級(jí)指標(biāo)分別賦予權(quán)重,一級(jí)、二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重關(guān)系為:

最后通過(guò)對(duì)臨時(shí)通行方案影響因素層級(jí)的劃分、權(quán)重的確定,建立可行性評(píng)價(jià)方法。

式中:U——臨時(shí)通行方案可行性評(píng)價(jià)總分值；

Wi——第i個(gè)二級(jí)影響因素的權(quán)重；

Pi——第i個(gè)二級(jí)影響因素的優(yōu)劣程度分值,取值區(qū)間為(0,10],影響因素越優(yōu)分值越高,反之越低。

4 應(yīng)用案例

4.1 案例工程簡(jiǎn)介

以全長(zhǎng)28km的成樂(lè)高速青龍場(chǎng)-眉山試驗(yàn)段改擴(kuò)建工程為例,驗(yàn)證評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的可行性。成樂(lè)高速是連接成都與樂(lè)山的黃金旅游通道,現(xiàn)狀交通流量大,達(dá)到設(shè)計(jì)交通量的70%,在高峰時(shí)段容易擁堵。為此成樂(lè)高速自2017年開(kāi)始實(shí)施擴(kuò)容建設(shè),由原雙向4車道擴(kuò)改為雙向8車道,該試驗(yàn)段構(gòu)建了四種臨時(shí)通行方案。

方案一:小段落間隔施工。

首先施工兩側(cè)路基和下面層,左右兩幅均形成臨時(shí)雙向4車道通行能力。然后以4公里間距為一個(gè)施工單元,交通導(dǎo)改為半幅雙向4車道通行、對(duì)向半幅封閉施工。再然后交通導(dǎo)改至已經(jīng)完工的半幅雙向4車道通行,另外半幅封閉施工。最后占用兩側(cè)緊鄰中分帶的2個(gè)車道進(jìn)行中央分隔帶施工,本單元建成后轉(zhuǎn)入下一個(gè)單元繼續(xù)施工,如圖1所示。

圖1 方案一施工示意圖

方案二:以互通為界間隔施工。

與方案一相似,只是將封閉施工段落的長(zhǎng)度調(diào)整為了互通與互通之間的連續(xù)路段,如圖2所示。

圖2 方案二施工單元?jiǎng)澐謭D

方案三:半幅單向2車道通行。

首先樂(lè)山至成都方向半幅封閉施工,對(duì)應(yīng)另半幅單向2車道通行。然后將成都至樂(lè)山方向的車輛改至已建成的半幅單向2車道通行；成都至樂(lè)山方向半幅封閉施工,并同步占用樂(lè)山至成都方向緊鄰中央分隔帶的2個(gè)車道進(jìn)行中央分隔帶施工。

方案四:半幅先單向再雙向通行。

首先封閉樂(lè)山至成都方向半幅施工,對(duì)應(yīng)另半幅單向2車道通行。然后在樂(lè)山至成都方向半幅施工完成后,成都至樂(lè)山方向半幅封閉施工,樂(lè)山至成都方向半幅雙向4車道通行。最后在成都至樂(lè)山方向半幅施工完成后,轉(zhuǎn)入中央分隔帶施工,占用兩側(cè)緊鄰中分帶的2個(gè)車道施工。

4.2 應(yīng)用結(jié)果

首先應(yīng)用本文建立的可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)這4種臨時(shí)通行方案建立可行性評(píng)價(jià)打分表；然后通過(guò)行業(yè)內(nèi)的知名專家學(xué)者進(jìn)行打分；最后應(yīng)用前面建立的可行性評(píng)價(jià)方法,對(duì)專家打分結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析,評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。

表2 臨時(shí)通行方案可行性評(píng)價(jià)打分表

由上表可以看出,應(yīng)用本文的評(píng)價(jià)方法,這四種方案中方案三得分最高,為最優(yōu)方案。而成樂(lè)高速改擴(kuò)建試驗(yàn)段也采用了這種方案,并于2019年11月較原計(jì)劃提前一個(gè)月順利的建成通車,整個(gè)改擴(kuò)建施工過(guò)程中未發(fā)生過(guò)人員死亡事故和嚴(yán)重交通擁堵事件,驗(yàn)證了本文評(píng)價(jià)方法的可行性。

5 結(jié)論

本文主要分析半幅施工、半幅臨時(shí)通行的高速公路改擴(kuò)建臨時(shí)通行方案。首先分析了評(píng)價(jià)通行方案可行性的指標(biāo)體系,然后構(gòu)建了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法,最后通過(guò)在成樂(lè)高速公路改擴(kuò)建工程的應(yīng)用驗(yàn)證了指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法的有效性,對(duì)類似改擴(kuò)建工程臨時(shí)通行方案的設(shè)計(jì)和比選具有參考意義。