趙佳軍, 吳昊, 張文浩

(江蘇高速公路工程養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司, 江蘇 南京 211106)

1 項目背景

隨著蘇南長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速路網(wǎng)大流量通行漸為常態(tài)，路齡長、流量大、重載多、維護(hù)量大、維修占道多等問題與日俱增，導(dǎo)致施工和通行安全、交通暢通、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量矛盾突出，同時，傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)模式作業(yè)空間受限制，施工便利性和安全性差；在通車車道間施工，施工作業(yè)內(nèi)容受限，且施工質(zhì)量無法保證；需要進(jìn)行部分交通管制，工期長，社會影響大，且存在行車安全隱患。在這樣的背景下，大流量高速公路集中養(yǎng)護(hù)新模式應(yīng)運(yùn)而生。該文通過對擬實施集中養(yǎng)護(hù)路段廣錫高速公路、江陰大橋分別從流量預(yù)測、路網(wǎng)分流路徑分析、施工前中后道路服務(wù)水平變化情況以及經(jīng)濟(jì)效益影響4個方面進(jìn)行交通可行性分析，提出研究方法并最終通過項目的實施對大流量集中養(yǎng)護(hù)下的交通可行性分析方法進(jìn)行驗證。

集中養(yǎng)護(hù)是多種養(yǎng)護(hù)作業(yè)類型在規(guī)定時間內(nèi)的集約化實施，該模式的實施面臨的首要問題是如何平衡區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)其他道路的交通壓力，因此，需對擬實施區(qū)域路網(wǎng)進(jìn)行有效的交通可行性分析。

JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》采用V/C(最大服務(wù)交通量/基本通行能力)衡量擁堵程度，并作為評價高速公路服務(wù)水平的主要指標(biāo)，將服務(wù)水平分為6級，分別代表一定運(yùn)行條件下的駕駛員感受，具體劃分如表1所示。

表1 高速公路路段服務(wù)水平分級

結(jié)合日本阪神高速公路多年以來的封閉集中養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗，研究認(rèn)為當(dāng)服務(wù)水平達(dá)到三級時即可認(rèn)定為“大流量”；服務(wù)水平達(dá)到五級時即認(rèn)為達(dá)到擁堵狀態(tài)，需采取相應(yīng)的交通管制措施；根據(jù)高速公路的車道數(shù)量定義“大流量”的高峰期每小時交通量如表2所示。

當(dāng)服務(wù)水平達(dá)到三級或施工路段高峰小時流量達(dá)到表2所示時，即可認(rèn)定施工路段達(dá)到“大流量”。

表2 高速公路的每條車道數(shù)可以定義為大流量的高峰期每小時交通量

當(dāng)施工路段達(dá)到三級服務(wù)水平時，若采取占道施工會對施工路段車輛產(chǎn)生較大影響，以江蘇省高速公路為例，單車道實際通行能力約為1 800 pcu/h，應(yīng)急車道實際通行能力約為1 100 pcu/h，單側(cè)半幅封閉占道施工、借道施工(含應(yīng)急車道)對施工路段影響見表3、4。

表3 大流量單側(cè)半封閉占道施工對路段交通的最小影響

表4 大流量單側(cè)半封閉對向借一道施工對路段交通的最小影響

分析表3、4可知：單側(cè)半封閉占道施工在原服務(wù)水平為三級的最小流量下，V/C高達(dá)1.33，為六級服務(wù)水平，對施工路段交通影響嚴(yán)重，對向借道組織方式會對對向車輛正常運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，雙向車流僅靠錐桶等簡單方式進(jìn)行隔離，在大流量情況運(yùn)行安全存在隱患，事故發(fā)生率增大，故在大流量情況下不宜采用單側(cè)半封閉組織方式及對向借道的組織方式，推薦采取單側(cè)全封閉交通組織方式。

2 項目概況

江陰大橋全長3 071 m，橋面按六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，寬33.8 m，廣錫高速公路是江陰長江大橋的南北連接線道路，雙向六車道，路面寬29 m，路基寬33.5 m，設(shè)計速度120 km/h，全長約51.55 km。廣錫高速公路、江陰大橋擬實施的集中養(yǎng)護(hù)工程主要包括廣錫高速公路瀝青路面大修、中修工程以及江陰大橋橋面專項維修工程，施工內(nèi)容涵蓋車道維修、裂縫預(yù)處理、薄層罩面、護(hù)欄板、伸縮縫更換、標(biāo)線施工等，是多公司、多項目、多專業(yè)參與的高度集約化養(yǎng)護(hù)工程。項目路段示意圖如圖1所示。

圖1 項目路段示意圖

該項目擬采取“單方向全封閉”集中養(yǎng)護(hù)方案，即完全分流模式，該模式面臨的首要問題是區(qū)域路網(wǎng)是否具備有效管控與分流的條件。

3 交通可行性分析

鑒于高速公路養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行交通組織方案設(shè)計時，交通影響與經(jīng)濟(jì)損失是兩個需要考慮的主要因素，因此該文從流量預(yù)測、分流路徑分析以及養(yǎng)護(hù)道路服務(wù)水平恢復(fù)情況來探討其交通影響情況，再結(jié)合經(jīng)濟(jì)情況綜合評價高速公路集中養(yǎng)護(hù)模式的可行性。

3.1 流量預(yù)測分析

為準(zhǔn)確判斷分流車輛對周圍路網(wǎng)的影響，項目組對2019年5月兩階段集中養(yǎng)護(hù)施工路段交通流量展開預(yù)測?；?018年1—4月與2019年1—4月江陰大橋過橋流量，統(tǒng)籌觀測其流量變化趨勢，再結(jié)合2018年5月江陰大橋同期過橋流量對2019年5月不進(jìn)行施工作業(yè)情況下江陰大橋流量做預(yù)測，經(jīng)測算得出：Ⅰ階段由北往南需分流48 865輛/日，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)車約為64 989 pcu/d；Ⅱ階段由南往北需分流45 516輛/日，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)車約為59 887 pcu/d。

3.2 路網(wǎng)分流路徑分析

因該項目施工路段包含江陰大橋，影響了絕大部分車輛的過江需求，故此次封閉會對潤揚(yáng)大橋、泰州大橋、蘇通大橋等過江通道及周圍高速路網(wǎng)產(chǎn)生影響。對項目路段交通組成的調(diào)查統(tǒng)計并結(jié)合OD展開分析，具體出行比例與可分流路徑見表5、6。

由表5、6可以看出：此次江陰長江大橋與廣錫高速公路封閉養(yǎng)護(hù)工程的分流路段涉及3座過江通道及其連接線(泰州大橋、蘇通大橋與潤揚(yáng)大橋)，最大影響半徑約為120 km。另外，路網(wǎng)中受到影響的高速公路主要有S39江宜高速(大港樞紐—羅溪樞紐)、S38常合高速(橫林樞紐—峭岐樞紐)、G15w常臺高速(董浜樞紐—湘城樞紐)、G40滬陜高速(廣陵樞紐—興東樞紐)、G42滬蓉高速(丹徒樞紐—無錫樞紐)。各個道路分流比例見表7、8。

表5 Ⅰ階段交通分流路徑

表6 Ⅱ階段交通分流路徑

表7 過江通道及其連接線分流比例

表8 其他高速公路分流比例

3.3 服務(wù)水平變化分析

根據(jù)前文對項目路段交通組成的調(diào)查統(tǒng)計并結(jié)合OD展開分析，得出擬封閉路段主要以內(nèi)外交通及項目區(qū)域內(nèi)部交通為主，但項目路段流量處于較高水平，需進(jìn)一步對分流車輛對分流路段的通行影響進(jìn)行分析?；?018年1—4月與2019年1—4月分流影響路段的數(shù)據(jù)，推算出各個路段的斷面日均流量，并將預(yù)測分流的車輛累加到各個斷面上，預(yù)測其服務(wù)水平變化，結(jié)果見表9。

分析表9可知：Ⅰ階段預(yù)計受影響的道路中有30%的道路流量增幅較小，服務(wù)水平并未變化，交通流仍處于自由流狀態(tài)；40%的道路流量增幅較大，服務(wù)水平由原二級下半段降低為三級上半段，交通流由原來的自由流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定流；剩余30%的道路服務(wù)水平雖由一級降為二級但交通流仍處于自由流狀態(tài)。Ⅱ階段預(yù)計受影響的道路中有40%流量增幅較小，服務(wù)水平并未變化，交通流仍處于自由流狀態(tài)；30%的道路流量增幅較大，服務(wù)水平由原二級下半段降低為三級上半段，交通流由原來的自由流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定流；剩余30%的道路服務(wù)水平雖由一級降為二級但交通流仍處于自由流狀態(tài)?？傮w來看，周邊高速路網(wǎng)及過江通道可為施工期間車輛繞行提供良好的通行條件。

表9 各斷面服務(wù)水平

3.4 經(jīng)濟(jì)影響分析

根據(jù)前文分流預(yù)測的車流量并結(jié)合江蘇高速公路收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)對此次若實施單方向全封閉集中養(yǎng)護(hù)工程的經(jīng)濟(jì)影響進(jìn)行分析測算。經(jīng)測算，3座過江大橋與其連接線日均通行費(fèi)收入增加量之和基本與廣錫高速公路、江陰大橋封閉施工導(dǎo)致的日均通行費(fèi)損失持平，但由于江陰大橋封閉，導(dǎo)致出行車輛采取繞行附近的過江大橋，產(chǎn)生了額外的繞行費(fèi)用，整體路網(wǎng)的收入應(yīng)該趨于平穩(wěn)。

3.5 交通組織方案確定

通過以上4個方面對廣錫高速公路、江陰大橋采用集中養(yǎng)護(hù)工程的交通可行性進(jìn)行分析，初步認(rèn)為實施路段區(qū)域內(nèi)高速路網(wǎng)具備管控分流條件。結(jié)合施工路段養(yǎng)護(hù)工程作業(yè)量及養(yǎng)護(hù)功效制定了以下3種交通組織方案并分別從交通通行影響、施工工期、施工安全、施工質(zhì)量等多方面進(jìn)行綜合比較，借用日本阪神高速公路擁堵預(yù)測方法對擁堵長度進(jìn)行預(yù)測，綜合考慮下采用單方向全封閉方案(表10)。

表10 交通分流方案綜合比較

另外，經(jīng)前期調(diào)研，項目區(qū)域內(nèi)有多條汽渡可供選擇，為此次集中養(yǎng)護(hù)分流提供了良好的條件。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合以上路網(wǎng)可行性分析結(jié)果可知：采用“單方向全封閉”的集中養(yǎng)護(hù)方式，誘導(dǎo)分流與強(qiáng)制分流相結(jié)合，可共同分擔(dān)封閉段需分流車輛且無較大經(jīng)濟(jì)、社會影響，即此次大流量路段采用集中養(yǎng)護(hù)模式具備可行性。

4 交通影響驗證

前文對大流量下采取集中養(yǎng)護(hù)方式的可行性從流量預(yù)測、分流情況、對過江通道及路網(wǎng)服務(wù)水平影響以及經(jīng)濟(jì)影響4個方面展開了系統(tǒng)的分析，得出其具有可行性，下面以廣錫高速公路、江陰大橋?qū)嵤┕こ糖昂蟮母櫛O(jiān)測以及統(tǒng)計分析結(jié)果加以驗證。此次集中養(yǎng)護(hù)封閉施工分兩個階段：第Ⅰ階段西半幅施工，5月10日至5月19日期間封閉廣陵樞紐—江陰大橋(含)，共計23 km；第Ⅱ階段東半幅施工，5月20日至5月31日封閉無錫樞紐-廣靖樞紐，共計57 km。

4.1 實際分流情況驗證

此次施工采取“單方向全封閉”集中養(yǎng)護(hù)方案，面臨的首要考驗是區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)分流道路是否能夠有效分流且在其承載范圍內(nèi)，表11對兩階段主要分流路段在施工期間流量的變化進(jìn)行了統(tǒng)計與分析。

由表11可見：因江陰大橋進(jìn)行單向全封閉集中養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致臨近其他過江通道交通量增加，第Ⅰ、Ⅱ階段中受影響的過江通道中泰州大橋及其連接線和蘇通大橋及其連接線交通增量較大，路網(wǎng)中G42滬蓉高速(橫林—羅溪)段與S39江宜高速分流量最大，G40滬陜高速次之；與前文采用OD分析預(yù)測分流路徑和分流量所得結(jié)果趨勢相同，僅在具體的分流量方面稍有偏差，因此，在今后大流量高速公路集中養(yǎng)護(hù)工程中，應(yīng)當(dāng)更加精細(xì)化工作。

表11 兩階段主要路段施工期間車流量增量變化

施工兩階段中，經(jīng)調(diào)研統(tǒng)計，過江需求中泰州大橋因封閉養(yǎng)護(hù)所造成的流量漲幅大于100%，如圖2所示；路網(wǎng)系統(tǒng)中泰州大橋連接線S35泰鎮(zhèn)高速鎮(zhèn)江段與S39江宜高速(大港—羅溪)段流量漲幅較大，每天分流車輛均增加1倍有余，如圖3所示，但施工期間并未出現(xiàn)任何擁堵不暢現(xiàn)象。

圖2 泰州大橋流量漲幅(第Ⅰ階段)

圖3 S35泰鎮(zhèn)高速公路鎮(zhèn)江段流量漲幅(第Ⅱ階段)

兩階段汽渡日均分流車輛5 237輛，多為內(nèi)部通行車輛，基于前期信息宣傳效果較為理想，部分內(nèi)部出行民眾或選擇通過公共交通出行，只在江陰、靖江有小規(guī)模擁堵(擁堵距離3 km，等待時間約1 h)，但未造成大范圍交通干擾。

4.2 實際分流路段服務(wù)水平變化

結(jié)合工程實際情況，測算各分流路段的飽和度并對其施工前中后三階段道路服務(wù)水平進(jìn)行劃分(表12)，并統(tǒng)計其通車后各分流路段車流量恢復(fù)情況(圖4～7)。

結(jié)合表12及圖4～7可直觀看出：Ⅰ階段預(yù)計受影響的道路中有50%流量增幅較小(增量<3 000 pcu/d)，30%的道路服務(wù)水平并未變化，交通流保持原有自由流狀態(tài)；流量增幅較大的道路中有30%服務(wù)水平由原一級降低為二級，交通流始終處于自由流狀態(tài)；40%的道路服務(wù)水平雖由二級降為三級并在通車后快速恢復(fù)，相應(yīng)地，交通流由原來的自由流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定流并在通車后恢復(fù)至自由流狀態(tài)。

表12 服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖4 第Ⅰ階段施工前中后流量變化情況

圖5 第Ⅰ階段服務(wù)水平變化情況

圖6 第Ⅱ階段施工前后流量變化情況

圖7 第Ⅱ階段服務(wù)水平變化情況

Ⅱ階段預(yù)計受影響的道路中有40%的道路流量增幅較小(增量<4 000 pcu/d)，服務(wù)水平并未發(fā)生變化，交通流處于自由流狀態(tài)；30%的道路流量增幅較大，但源于其道路通行能力較大，服務(wù)水平雖由原一級降低為二級，交通流依然保持為自由流狀態(tài)；剩余30%增幅較大的分流路徑服務(wù)水平由原二級降為三級，交通流由自由流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定流，且均在通車后恢復(fù)至施工前服務(wù)水平與流量狀態(tài)。

總體來看，此次單向全封閉集中養(yǎng)護(hù)工程雖然導(dǎo)致影響域內(nèi)路網(wǎng)流量產(chǎn)生一定程度的漲幅，但均未達(dá)到擁堵流狀態(tài)，且60%～70%分流路徑服務(wù)水平始終穩(wěn)定在一級或二級，保持自由流狀態(tài)；與前文中采用OD預(yù)測分流路徑服務(wù)水平變化以及道路流量狀態(tài)情況基本一致，可見，項目路段周邊過江通道與高速路網(wǎng)較為成熟，具有充裕的通行能力，可為施工期間車輛繞行提供良好的通行條件，同時表明了江蘇高速路網(wǎng)具有較好的分流疏導(dǎo)彈性空間。

4.3 路網(wǎng)經(jīng)濟(jì)影響

集中養(yǎng)護(hù)實施的經(jīng)濟(jì)影響是不可忽視的一項指標(biāo)，相關(guān)部門用于衡量施工帶來的經(jīng)濟(jì)損失是否在可承受范圍。據(jù)測算，此次集中養(yǎng)護(hù)期間路網(wǎng)整體運(yùn)營平穩(wěn)，從整個路網(wǎng)角度，根據(jù)江蘇聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營公司得到2019年5月施工前后收費(fèi)數(shù)據(jù)，經(jīng)分析得出養(yǎng)護(hù)時間段內(nèi)(5月10日至5月25日)路網(wǎng)日均通行費(fèi)收入比養(yǎng)護(hù)時間段外(5月5日至5月9日和5月26日至5月31日)高2%，廣錫高速公路、江陰大橋日均收入與前一年同期相比稍有減少但量不大，說明此次集中養(yǎng)護(hù)對路網(wǎng)總體通行費(fèi)收入沒有明顯影響，但管制段流量在路網(wǎng)內(nèi)得到了很好分流。

5 結(jié)論

(1) 集中養(yǎng)護(hù)是多種養(yǎng)護(hù)作業(yè)類型在規(guī)定時間內(nèi)的集約化實施，該模式的實施面臨的首要問題是如何平衡區(qū)域路網(wǎng)內(nèi)其他道路的交通壓力。

(2) 當(dāng)高速公路服務(wù)水平達(dá)到三級時即可認(rèn)定為“大流量”；服務(wù)水平達(dá)到五級時即認(rèn)為達(dá)到擁堵狀態(tài)。此外，施工路段高峰小時流量：設(shè)計速度為120、100 、80 km/h時，單側(cè)四車道高峰小時交通量達(dá)到4 800、4 600、4 400 pcu/h，可認(rèn)定該施工路段達(dá)到“大流量”；單側(cè)三車道高峰小時交通量達(dá)到3 600、3 450、3 300 pcu/h，可認(rèn)定該施工路段達(dá)到“大流量”；單側(cè)兩車道高峰小時交通量達(dá)到3 600、3450、3 300 pcu/h，可認(rèn)定該施工路段達(dá)到“大流量”。

(3) 通過廣錫高速公路、江陰大橋集中養(yǎng)護(hù)工程實施前后，交通影響的跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)與統(tǒng)計結(jié)果驗證了從流量預(yù)測、路網(wǎng)分流路徑分析、施工前中后道路服務(wù)水平變化以及經(jīng)濟(jì)效益影響4個方面，對大流量高速公路集中養(yǎng)護(hù)工程的交通可行性展開研究的方法是合理且有效的。

(4) 該文的研究，可為今后高速公路大流量日漸成為常態(tài)的趨勢下，采用集中養(yǎng)護(hù)模式提供一定參考。

(5) 以后若推廣集中養(yǎng)護(hù)模式可參考該文的交通可行性分析方法并可進(jìn)一步在以下兩方面進(jìn)行細(xì)化與完善：① 為了精準(zhǔn)分流可進(jìn)一步提高流量預(yù)測及分析的精準(zhǔn)度；② 為保證有效分流，可提前做好施工繞行方案及信息發(fā)布以便過往車輛及時根據(jù)自身實際情況安排出行，在最小社會影響的基礎(chǔ)上保障道路的順暢。