京哈高速公路绥中(冀辽界)至沈阳段维修养护工程交通特征分析

2022-07-18王义强姜英田付兴胜

北方交通 2022年7期

王义强，姜英田，付兴胜，张炜，关戈

(1.辽宁省交通科学研究院有限责任公司沈阳市 110015； 2.辽宁省交通运输事业发展中心沈阳市 110005)

0 引言

京哈高速公路绥中(冀辽界)至沈阳段(以下简称沈山高速公路)作为连接东北三省与北京及内陆地区的首条干道，自建成以来对我国东北地区经济发展起到了重要作用。但由于建设年代久远，一方面，随着我国车辆保有量的不断增长，沈山高速公路全线平均交通量(折算量)年均增长6.7%，已远超设计服务交通量，尤其是大型货车比例逐年提高，已经远远超过小客车比例，导致服务水平较低，不能满足需求；另一方面，沿线交通安全设施服役时间长，建设期标准已经修订多次，在交通运行特性发生较大改变的情况下，难以满足当前交通运行安全需求。在多方面因素影响的情况下，沈山高速公路亟需实行改扩建工程，提升道路通行安全与服务水平。

结合《公路养护安全作业规程》[1](JTG H30—2015)，对维修养护作业区基本形式进行总结，并对不同形式条件下的道路特性进行分析，为沈山高速公路维修养护以及改扩建期间交通组织措施及保通方案提供技术支撑。

1 高速公路维修养护作业区形式与道路特征

1.1 维修养护作业区的基本形式

作业区即高速公路维修养护工程施工区域的范围，合理设置作业区的布设形式，对于保证交通的正常运行，保证作业人员的安全具有重要意义。《公路养护安全作业规程》(JTG H30—2015)规定，作业区应包含6大部分：警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、工作区、下游过渡区和终止区，其详细布设见图1。

图1 养护作业控制区

(1)警告区：施工作业区的第一个区域，用以警告车辆驾驶人已经进入养护维修作业路段，提示驾驶员按照交通标志调整行车状态，范围为作业控制区起点到上游过渡区之间的路段，警告区的最小长度应满足表1有关要求。

表1 警告区长度要求

(2)上游过渡区：车辆到达上游过渡区时，交通流运行状态发生改变，车辆从正常车道行驶，到进入工作区的过渡路段，上游过渡区的最小长度应满足表2有关要求。

表2 上游过渡区长度要求

(3)缓冲区：范围在上游过渡区和作业区之间，用以保证驾驶员平稳行驶到作业区范围内，其长度应大于50m。

(4)作业区：高速公路维修养护工程的施工区域，长度结合施工作业具体需要确定，是易引发交通事故的区域。

(5)下游过渡区：车辆行驶过本区域后，即进入了终止区，交通流在这一段落发生变化，一般下游过渡区的长度应大于30m。

(6)终止区：标志着工作区的结束，车辆恢复正常运行状态，长度应不小于30m。

1.2 维修养护作业区的道路特性

(1)道路周边环境

通常情况下，由于高速公路的运行车辆行驶在高度封闭的区域，运行环境以及运行安全得到了较高的保障，但是对于维修养护的高速公路，由于施工作业区设置，给原有通畅的交通路段造成了破坏，行车环境受到施工的干扰，甚至出现人与车辆交叉的情况，无论对于车辆还是作业人员，都带来了较高的安全威胁，道路的服务水平受到了较大破坏。

(2)道路线形

高速公路在设计阶段，即保证了高速公路具有良好的、高标准的线形条件，为驾驶员提供了良好的驾驶体验，然而在维修养护工程施工阶段，由于作业区的存在，线形的连续性受到了破坏，驾驶员车辆路线改变，视觉和心理状态受到影响，交通事故发生的概率明显增加。

为保证驾驶员在进入工作区前有充足的时间适应以及调整，在行车速度变化处一般设置过渡段，过渡段长度的设置要求受速度的改变发生变化，当高速公路的设计速度为120km/h、工作区的限速为60km/h时，过渡段长度应不小于200m。若维修养护工作区的减速过渡段长度不满足要求，车辆行驶线形达不到标准，道路的安全性和服务水平将不能保证。

(3)车道数量和宽度

高速公路维修养护工程，由于作业区的设置，需要占用车道作为施工区域，驾驶员正常行驶的区域受到侵占，由于车道的压缩，车辆间的横向距离减少，横向阻抗增加，不仅驾驶员的行车舒适性受到影响，同时道路的通行能力严重降低。由于维修养护作业区的存在，驾驶员行驶的环境和行车速度受到了较大改变。

(4)路侧净空

为保证驾驶员行车的舒适性和安全性，通常情况下，高速公路的车道宽度和路侧净空分别不应小于3.65m和1.75m。维修养护施工区由于占用行车道空间，减少了行车安全净空，车辆行驶速度受到影响，因此，在维修养护工程中，由于路测净空减少，引起通行能力下降的问题，需要充分考虑。

(5)路面平整状况

路面的平整度对于保证行车舒适性和安全性具有重要意义，在维修养护作业区内，由于施工的影响，路面经常会出现较多的杂物，路面平整度受到破坏。在加宽路基及架桥已增加的行车道路面未及时进行铺筑整平的情形下，路面平整性受到较大程度的破坏，导致车速下降，进而易引发道路拥堵及交通事故。

2 沈山高速公路交通特性分析

通过对沈山高速公路典型断面分车道、分车型的断面平均车速、交通流量、车型比例等参数进行调研，掌握沈山高速公路交通流的运行特征以及变化趋势，为交通组织方案的设计及评价提供基础依据。

2.1 交通流量

2.1.1交通流量变化趋势

自2010年以来，沈山高速公路历年年平均日交通量如表3、图2所示，全线平均交通量(折算量)年均增长6.7%,其中省界至盘锦段年均增长6.6%。

表3 沈山高速公路历年交通量辆小客车/日

图2 沈山高速公路历年交通量

对2019年沈山高速公路各月交通量进行统计，绥中至盘锦段交通量峰值如表4、图3所示，出现在9月份，交通量是年平均日交通量的1.47倍，低谷出现在2月份，交通量是年平均日交通量的60%。

表4 沈山高速公路月度交通量辆小客车/日

图3 沈山高速公路各月交通量分布

根据《公路工程技术标准》[2](JTG B01—2014)，2019年各路段服务水平如表5所示。

表5 现状通行能力及服务水平分析结果

根据2019年沈山高速公路现状交通特性分析结果，省界至盘锦段V/C值为0.64,对应三级服务水平；其中松山枢纽至锦州东至明字屯枢纽段(路段里程约19km)V/C 值超过0.75,对应四级服务水平，已超过设计服务交通量；兴城至葫芦岛东、锦州至松山枢纽、明字屯枢纽至光辉等路段V/C平均约0.70,也接近设计服务交通量。

2.1.2交通流量分布特征

对沈山高速公路盘锦北门架统计的双向交通流量进行数据分析，采集2021年12月26日8时至18时上、下行方向的交通流量，结果如表6、表7所示，交通总流量图如图4所示。

表6 北京至沈阳方向(12月26日)

表7 沈阳至北京方向(12月26日)

图4 沈山高速公路交通流量统计图

对图4进行分析可知：

(1)沈山高速公路8点至18点日交通小时流量在550～1100辆小客车之间，范围较广，两个方向交通流量大小及变化趋势大致相同；

(2)8时过后，随着时间推移，交通流量呈明显上升趋势，在下午14时至15时左右达到高峰，随后下降，但晚间交通流量值仍比早晨交通流量大。

由于货车比例的大小对于交通流的运行有较大影响，因此对沈山高速公路上、下行方向货车比例进行统计，如图5所示。

图5 沈山高速公路交通流量货车比例

对图5进行分析可知：

(1)沈山高速公路货车所占比例较高，全天货车比例范围在40%～70%之间，两个方向货车比例数量及变化趋势大致相同；

(2)全天早晨货车比例最高，随时间推移呈下降趋势，在晚间货车比例回升。

2.2 交通组成

2019年沈山高速交通组成如表8、表9所示，省界至盘锦段自然量客货比为44∶56，折算后为18∶82，各路段车型比例呈现从省界至沈阳“客车递增、货车递减”的趋势。

表8 2019年沈山高速公路分车型交通量 vel/d

表9 2019年沈山高速公路客货比例 %

2.3 运行速度

根据交通运输部公路科学研究所发布的《事故多发点安全诊断与提升方案咨询报告》对沈山高速公路交通运行状况的分析结果，其调查主线运行速度断面共15处，分别为：K458+200(北京方向、互通)、K425+000(北京方向、互通)、K381+000(沈阳方向、路段)、K383+400(沈阳方向、路段)、K467+000(沈阳方向、互通)、K469+000(沈阳方向、路段)、K473+000(沈阳方向、服务区)、K475+700(沈阳方向、互通)、K476+200(沈阳方向、互通)、K476+200(北京方向、互通)、K472+400(北京方向、路段)、K489+000(沈阳方向、路段)、K493+000(沈阳方向、路段)、K508+500(沈阳方向、路段)、K518+000(北京方向、路段)。调查断面涵盖平直段、纵坡段、曲线段、互通立交出入口等线形状况，能够代表沈山高速公路现状主线车流的运行速度分布情况。

调查结果如表10、图6所示，沈山高速公路主线小客车主要分布在1、2车道，大货车主要分布在2、3车道。个别大型货车利用1车道超车。小客车运行速度分布在111.6～121.6km/h之间，大中型货车运行速度分布在80～89.1km/h之间。小客车部分路段存在超速的现象，大货车存在违规驶入1车道超车的现象。小客车与大中型货车平均速度差值在20km/h左右，运行速度差值在30km/h左右，大中型货车之间，最低速度与最高速度为49km/h和105km/h,差值最大达到56km/h。