浅谈高速公路半辐封闭工作区的通行能力

连志诚

摘要: 高速公路施工作业需在不中断交通的前提下进行，虽然如此，其施工作业区依旧不同程度的影响着车辆的通行速度，通行能力降低和行车危险系数加大等问题使得高速公路半辐封闭工作区极大的影响了该交通路段的通行能力。以道路交通条件和运行速度修正的方法对作业区各路段的通行能力进行准确的定位是科学合理的制定相关控制措施和交通管理的前提，可以有效的减少该作业区的延误时间从而提高其交通的运输效率。

关键词：道路通行能力；高速公路；施工工作区

中图分类号： U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：

最近几年，我国早年修建的一大批高速公路逐步进入较大规模的维修期，由此产生的与施工封闭作业区相关的交通问题，特别是该作业区的通行能力相关问题聚集了社会的关注焦点。国内外均探讨和研究了高速公路施工区的通行能力和交通流特性，而且还针对不同路段的通行能力进行了细化分析和探索。

本文的研究对象为典型的高速公路半辐封闭作业区，并以赣定高速公路为例，其主要目的为探讨工作区路段通行能力的计算方法并得出该工作区具体区段的通行能力实际数值。

一、高速公路作业封闭区的基本要求

高速公路半辐封闭工作区应考虑施工的要求和内容、周期和时间以及交通量等问题，设置该区段内交通标志时应当注意前后间的协调，使得车流得以平稳过渡。首先应当设有施工车辆的专门进出口，不同断面相同方向的同一车道若需同时作业，则上游工作区和下游工作区之间的距离应当大于1千米，且应将施工标志设置于下游工作区的前端；不同断面相同方向的不同车道若需同时作业，则上游工作区和下游工作区之间的距离应当不小于1千米。应当在上游作业区显示有关施工的信息[1]。

施工控制区需要设置终止区、下游过渡区、工作区、缓冲区、上游过渡区和警告区等。由于施工过程中存在很多不可预知的问题，因而其封闭长度和警告区的相对最小长度可以向交管部门申请同意后进行适当的调整，在高速公路上若设计速度为每小时100千米、每小时120千米时，其警告区的最小长度为1.6 千米，若其设计速度为每小时80千米、每小时60千米时，警告区的最小长度为1千米。以此保证车辆在警告区内可有足够时间在工作区前将车速减至所限定范围。车辆在过渡区内不仅要进行减速，而且还需按规定改变车道。通过封闭标志和道路施工标志的设置将车辆引导进入管制路段，警告区内车辆的车距和车速的顺利调整是其安全通过余下区域的空间和时间保障。缓冲区是安全作业和安全行车的保障，其主要是防止在不利情况出现的状况下，在该区提供防御措施，有效避免车辆冲撞进入工作区对作业人员造成人身伤害，一般为直接冲入伤害，缓冲区的长度最少为200米。

二、施工工作区各个区段的交通特点

由于高速公路半幅封闭工作区内各个区段的交通管制条件和道路的不同，其交通运行各具不同的明显状态特征。在上游警告区内主要交通特征为车辆依限速标准逐步降低车速，而且在此区域内车道几何线形和数量等均保持不变。但该区域内交通状况受下游过渡区影响，若流量较大则其交通有可能转化为排队行驶。上游过渡区的主要作用是给车辆提供一个过渡对向半幅和变道行驶的路段，在该区段的交通特点主要是车辆运行至少有过一次变道或合流行为，且车辆运行时横向干扰增多，车辆运行呈跟驰状况。而且由于该路段车道数量有所减少，因而其交通速度慢，极易造成交通拥堵，是工作区的瓶颈路段。考虑到交通安全因素，施工区段在较多情况下一般会禁止车辆超车，在该路段车辆通行能力受限，车辆行驶速度缓慢，且交通安全度低，车辆运行呈跟驰或排队行驶状况，为显著的交通瓶颈路段[2]。下游过渡区至终止区是车辆由工作区交通受限状态过渡到正常交通状态的区段。其交通特点为过渡区的变道和分流以及终止区的限速解除。

三、施工工作区对道路通行能力的影响因素及确定通行能力的方法

1、施工工作区对道路通行能力的影响因素

上游正常路段为高速公路的基础路段，影响其通行能力的因素主要有车道宽度、侧向净空、道路纵坡、交通组成和自由流速度等。上游警告区段虽然也属高速公路的基础路段，然而该路段需要实施限速管理措施，对车辆连续进行逐次降速处理。因而该路段影响其通行能力的因素主要为车辆的实际运行情况和限速值。

上游过渡区段的交通特点和高速公路正线与匝道相接处的合流区段相似，唯一不同之处为车辆的运行速度均大幅降低，呈低速行驶状态，因而该路段影响其通行能力的因素主要为道路在连续变道处的几何线形和车辆速度。施工区段一般会禁止车辆超车，理论上类似为单车道公路，该路段影响其通行能力的因素主要为车辆的实际运行情况和限速值。下游过渡区和终止区的交通特点和高速公路正线与出匝道相接处的分流区段相似，唯一不同之处为车辆的运行速度均呈加速行驶状态，因而该路段影响其通行能力的因素依旧主要为道路在连续变道处的几何线形和车辆速度[3]。

2、施工工作区道路通行能力的确定方法

理论上确定高速公路通行能力的经典传统方法为：首先以设计速度为依据对通行能力进行基本评估，然后联系交通条件、实际道路修正基本通行能力的侧向净空和车道宽度、修正驾驶员的适应能力和修正大型车辆的混入率。其计算公式如下：

C=CO×FW×FHV×FP

其中，C代表高速公路的实际通行能力；CO代表高速公路的基本通行能力；FW代表高速公路修正侧向净空和车道宽度的系数；FHV代表高速公路修正大型车混入率的系数；FP代表高速公路上修正驾驶员的适应性的系数[4]。

所谓基本通行能力即假定在理想道路和交通条件下，车辆均以某一稳定的控制速度在一小时内1条车道的某1断面所能通过车辆的最大数值，其结果的产生是大量试验所得出的数值，具体如表一所示。然而在高速公路的施工工作区存在限速等控制措施会降低基本通行能力，以此在本文中以85%的实测车速为设计速度对基本通行能力进行修正。

表1.理想条件下高速公路的基本通行能力

可依据施工工作区的实际交通情况和条件对侧向净空和车道宽度的修正系数和大型车混入率修正系数进行确定。在高速公路上自正常路段到上游警告区，再由警告区至施工区段其几何线形和车道数都将会有较大的改变，这些都会增加驾驶员的行车难度，因而在施工工作区中应适度降低驾驶员的适应性修正系数。

3、以赣定高速公路为例分析其作业区各主要区段的道路通行能力

依据相关资料可知，XX上游正常路段85％位车速为122.29km/h，上游警告区路段85％位车速为73.91km/h，施工区段85％位车速为63.81km/h。其相对应的基本通行能力为2210 pcu·(h·In)-1、1939 pcu·(h·In)-1、1838 pcu·(h·In)-1

上游警告区和正常路段其大型车辆混入率以及侧向净空和车道宽度未曾发生改变，此时根据交通条件和具体道路确定FW为1，FHV为0.78，FP为0.95。在施工区段由于限速控制、侧向净空受到局限等系数调整，实际确定FW为0.93，FHV为0.89，FP为0.90，从而得出下列等式：

上游正常路段：2210×1×0.78×0.95=1637(h·In)-1

上游警告区：1939×1×0.78 ×0.95=1437(h·In)-1

施工区段：1838×0.93×0.89×0.90=1369(h·In)-1

由上式可知，自上游正常路段到警告区，再由警告区到施工区段，其通行能力呈降低趋势，降低值分别为200 pcu·(h·In)-1和68 pcu·(h·In)-1，相较于前一个区段，其通行能力下降了12.21％和4.73％；相较于正常路段，其通行能力下降了12.21％和16.37％。

参考文献：

[1].刘海涛.泉厦高速公路改扩建施工对行车的影响[J] .公路与汽运.2011(6)

[2].黄叶娜,付立家.高速公路养护维修作业区限速方法研究[J] .公路交通技术2011(6)

[3].杨艳群,郑新夷,陈少惠.城市道路养护作业对驾驶员安全驾驶的影响[J].中国安全科学学.2011(2)

[4].张生瑞,代冬霞,霍东芳.基于动态综合评价方法的高速公路改扩建交通分流方案评价[J] .中国科技论文在线.2010(10)