山區(qū)公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織及安全技術(shù)研究

交通編號：單位編號：分類號：西部交通建設(shè)科技工程交通編號：單位編號：分類號：西部交通建設(shè)科技工程合同號：密級：山區(qū)公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織及平安技術(shù)研究研究總報告****科學研究院2023年9月交通編號：單位編號：分類號：R00中文題名英文題名交通編號工程來源單位編號合同號分類號工程起止年限第一完成單位密級工程負責人報告撰寫人工程主要參加人主題詞關(guān)鍵詞目錄引言11課題研究的目的和意義31.1課題研究的目的31.2課題意義32國內(nèi)外研究現(xiàn)狀42.1國內(nèi)外通行能力和效勞水平分析42.1.1國外研究現(xiàn)狀42.1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀92.1.3小結(jié)112.2國內(nèi)外公路養(yǎng)護施工區(qū)交通組織方法分析112.2.1施工區(qū)布局122.2.2施工區(qū)速度管理272.2.3施工區(qū)交通組織設(shè)計及方法342.2.4小結(jié)422.3國內(nèi)外現(xiàn)有公路養(yǎng)護施工區(qū)平安技術(shù)分析452.3.1施工區(qū)標志標線設(shè)置452.3.2施工區(qū)平安防護技術(shù)542.3.3ITS應(yīng)用及其他平安技術(shù)602.3.4小結(jié)652.4小結(jié)663主要研究內(nèi)容及實時方案703.1技術(shù)路線及實施方案703.1.1技術(shù)路線703.1.2實施方案723.2高速公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)通行能力和效勞水平723.3公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)速度控制策略723.4養(yǎng)護施工控制區(qū)空間布局研究723.4.1施工警告區(qū)長度確定733.4.2上游過渡區(qū)長度確實定833.4.3緩沖區(qū)長度確定853.4.4工作區(qū)的長度確定863.4.5下游過渡區(qū)和終止區(qū)長度確定1043.4.6小節(jié)1053.5公路大中修養(yǎng)護施工交通組織方案1053.5.1交通組織設(shè)計的概述1053.5.2交通組織根本原那么1063.5.3施工現(xiàn)場交通組織一般原那么和方法1083.5.4分流道路交通組織一般原那么和方法1093.5.5綜合分析1103.6施工控制區(qū)域標志標線設(shè)置技術(shù)1153.6.1施工作業(yè)區(qū)交通標志和標線設(shè)計1153.6.2施工作業(yè)區(qū)交通標志和標線的設(shè)置及應(yīng)用1183.7養(yǎng)護施工作業(yè)平安防護設(shè)施設(shè)置技術(shù)1183.7.1養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)平安防護設(shè)施的設(shè)置條件119平安防護設(shè)施的技術(shù)要求和設(shè)置方法1223.8夜間作業(yè)平安技術(shù)1233.8.1提高交通平安設(shè)施的可視性1243.8.2提高工作人員的可視性1243.8.3提高施工車輛的可視性1243.8.4降低速度及提升司機注意力1243.8.5降低工作光源產(chǎn)生的炫光1243.8.6誘導(dǎo)交通流，減少排隊1243.8.7其它危險因素的排除1243.9特殊區(qū)段養(yǎng)護施工平安技術(shù)1243.9.1視距不良路段1243.9.2路側(cè)險要路段1253.9.3長大上〔下〕坡路段1253.9.4橋梁段1263.9.5隧道段1264關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點1285課題的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益及推廣應(yīng)用前景1296結(jié)束語1307致謝131引言經(jīng)過幾十年的高速開展，我國道路交通根底設(shè)施不斷完善，交通運輸對國民經(jīng)濟的推動作用日益增強。隨著道路里程的延伸和既有道路使用年限的增加，道路養(yǎng)護系列問題日益凸顯。做好道路養(yǎng)護工作已經(jīng)成為發(fā)揮我國交通體系總體功能的關(guān)鍵之一。胡希捷副部長在全國公路養(yǎng)護管理會議上曾經(jīng)指出：公路建設(shè)是開展，公路養(yǎng)護管理也是開展，沒有公路養(yǎng)護管理作保障，公路根底設(shè)施就不能保持良好的技術(shù)狀況，路網(wǎng)整體水平就得不到提高，公路建設(shè)的最終目標也難以實現(xiàn)。我國是一個多山的國家，特別是西部地區(qū)，山地面積的比例在80%以上，崇山峻嶺、溝壑縱橫。在全國已建成通車的公路中，山區(qū)公路占到了很大的比例。特殊的地形條件決定了山區(qū)公路養(yǎng)護工作的特殊性：一是山區(qū)公路走廊帶資源緊張，既有公路往往是進出某一區(qū)域的唯一通道，自身交通量較大，道路養(yǎng)護工程無疑將在一段時間內(nèi)占用緊張的道路資源，導(dǎo)致其通行能力及效勞水平下降，從而引發(fā)區(qū)域路網(wǎng)交通運行質(zhì)量的下降，給社會效益和經(jīng)濟效益帶來巨大影響。二是山區(qū)道路大多地勢險要，養(yǎng)護工作自身的平安性和養(yǎng)護路段交通的平安性需要引起格外的重視。我國對道路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織及平安技術(shù)的研究起步較晚，目前尚未形成完善的技術(shù)體系。新版《公路工程技術(shù)標準》〔JTB01-2003〕第一章“總那么〞中規(guī)定“在改擴建工程實施過程中，應(yīng)減少對既有公路的干擾，維持通車路段的效勞水平可降低一級〞，但相關(guān)的配套標準條文因無研究成果支持而無法落實。2004年公布的交通部行業(yè)標準《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》〔JTGH30-2004〕雖然對養(yǎng)護施工區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)進行了定義，但這些定義主要以理論推導(dǎo)為根底，并單純從保障交通平安的角度得出，對道路通行能力的考慮較少，而且并沒有針對山區(qū)公路特點進行專門的研究和規(guī)定，實際應(yīng)用的合理性和適用性有待進一步論證。為解決以上問題，交通部西部交通建設(shè)科技工程管理中心設(shè)立了“山區(qū)公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織及平安技術(shù)研究〞專題，并委托交通部公路科學研究院開展工程研究工作。本工程研究以高速公路〔包括山區(qū)和平原區(qū)〕大中修養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織及平安技術(shù)研究為主，并兼顧其他等級公路。主要包括五局部研究內(nèi)容：〔1〕現(xiàn)有交通組織方法與平安保障技術(shù)的適應(yīng)性分析〔2〕高速公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)通行能力與效勞水平研究〔3〕公路大中修養(yǎng)護施工交通組織技術(shù)研究〔4〕公路養(yǎng)護施工作業(yè)平安技術(shù)研究〔5〕公路養(yǎng)護施工作業(yè)交通組織設(shè)計指南及典型案例1課題研究的目的和意義1.1課題研究的目的課題研究的目的在于：〔1〕建立我國高速公路大中修養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)通行能力模型；〔2〕建立高速公路大中修養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)效勞水平分級標準；〔3〕建立我國公路養(yǎng)護施工區(qū)速度控制策略；〔4〕綜合考慮通行能力和交通平安的要求，提出公路養(yǎng)護施工作業(yè)控制區(qū)空間布局方案；〔5〕針對多種典型情況，制定公路養(yǎng)護施工作業(yè)交通組織方案；〔6〕制定公路養(yǎng)護施工作業(yè)交通平安保障措施和方法；〔7〕編制《公路養(yǎng)護施工作業(yè)交通組織設(shè)計指南》和《公路養(yǎng)護施工作業(yè)典型處置案例集》。1.2課題意義公路養(yǎng)護施工作業(yè)區(qū)交通組織方法及相關(guān)平安技術(shù)研究成果，為施工區(qū)作業(yè)區(qū)交通組織方案的制定提供科學合理的依據(jù)，可以最大限度的提高了養(yǎng)護施工作業(yè)公路和區(qū)域的通行效率和平安水平，將施工給交通和社會經(jīng)濟帶來的負面影響降低到最低程度，充分反映交通部門“以人文本、為車效勞〞的管理理念。同時也有助于填補相關(guān)領(lǐng)域研究的國內(nèi)空白，為相關(guān)標準標準的完善和修訂提供參考。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國內(nèi)外通行能力和效勞水平分析2.1.1國外研究現(xiàn)狀對于公路根本路段和高速公路互通區(qū)的交通特性及通行能力的研究，國內(nèi)外都已進行過大量的工作，積累了比擬豐富的研究成果。其中最系統(tǒng)、最具權(quán)威性的通行能力研究成果當屬美國的《HCM》手冊，該手冊先后于1950年、1965年、1985年和2001年更新發(fā)布了四版。從90年代初，一些開展中國家如印度、巴西、印度尼西亞、韓國、馬來西亞等國也在各國政府的支持下，對公路的通行能力問題展開了研究，并出版了適合本國特點的通行能力手冊或指南。同時，由于各歐美興旺國家高速公路的建設(shè)起步較早，高速公路網(wǎng)絡(luò)已根本建成，因此，它們對高速公路施工路段的交通組織與通行能力也進行了較多研究，且施工路段的各專項研究越來越受到國外各交通部門和研究機構(gòu)的重視。從研究內(nèi)容看，通?？梢詣澐譃閮深?，即對施工區(qū)通行能力測算的研究和施工區(qū)通行能力實測方法的研究。下面分別從這兩方面詳細介紹。作為施工區(qū)，在1994版的HCM中將其定義為“施工作業(yè)情況下，占用行車道并對車輛運行造成一定影響的區(qū)域〞；HCM2000對其的定義根本未變，僅將其中“區(qū)域〞一詞變更為“路段〞，在對施工區(qū)解釋中還通過參考主要的特征〔即渠化設(shè)施、施工時長等〕對短期與長期施工區(qū)作了說明。1〕施工區(qū)路段通行能力實測方法：從各國對施工區(qū)通行能力實測的儀器設(shè)備看與常見的斷面交通流量及車型觀測所用并無太多差異，通?？梢苑譃閮深悾焊袘?yīng)探測器和視頻采集儀兩類，作為感應(yīng)探測器主要以傳統(tǒng)的氣壓管和磁感應(yīng)線圈為主，視頻采集儀主要以視頻車牌照識別和視頻畫面采集結(jié)合后期處理兩類設(shè)備為主。由此看來，施工區(qū)路段通行能力實測方法的關(guān)鍵技術(shù)突破點主要在于得到觀測數(shù)據(jù)后確定通行能力值這一階段。Jiang曾根據(jù)1994版HCM對雙向四車道高速公路施工區(qū)通行能力進行研究，其認為交通擁堵狀態(tài)主要以慢車滯留和交通流率波動兩個指標判定，因此可以按時間序列分別描繪速度和流量圖后，通過確定施工區(qū)過渡段及施工區(qū)作業(yè)段交通擁堵狀態(tài)從而測算得到各自對應(yīng)的通行能力值，該研究應(yīng)用此方法觀測的四個施工區(qū)路段的通行能力值表現(xiàn)出良好的一致性。Dixon等對北卡羅來納的24個施工區(qū)路段進行了觀測。他們對施工區(qū)內(nèi)排隊狀態(tài)下的5分鐘間隔采集的交通流量排序，將第95分位的交通量作為施工區(qū)通行能力值。通過各采集路段通行能力比擬，發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)區(qū)內(nèi)通行能力較過渡段末端更為離散，且施工作業(yè)區(qū)通行能力較過渡段小。Maze等也完成了這方面的研究，其通過分析愛荷華州I-85洲際公路施工區(qū)上游過渡段前端及施工區(qū)上游150m處的交通流特性〔速度、密度及流量〕進行了研究，分析結(jié)果顯示排隊狀態(tài)下施工區(qū)通行能力并未出現(xiàn)驟減，因此其選取排隊狀態(tài)前后流量最大十個值的均值作為最大通行能力。研究確定了愛荷華州施工區(qū)通行能力范圍處于1400~1600輛小客車。除在美國外，Al-Kaisy等人也對加拿大多倫多周邊的高速公路施工區(qū)做了研究。其將排隊消散率平均值作為施工區(qū)通行能力衡量標準。而這一方法測得的施工區(qū)通行能力較自由流狀態(tài)下的通行能力略低。根據(jù)以上施工區(qū)通行能力觀測方法，可以將目前研究中關(guān)于施工區(qū)通行能力的定義總結(jié)如下表：表2-1施工區(qū)通行能力定義作者定義Dudek,C.L等交通擁堵狀態(tài)下的小時交通量。Dixon,K.K等由非擁堵狀態(tài)突變至排隊狀態(tài)這一時刻的交通流率，并采用速度-流量曲線來確定其通行能力。Jiang,Y.當速度驟降且隨之出現(xiàn)低速穩(wěn)定、流率波動時期，這一突變時刻對應(yīng)的交通流率。Al-Kaisy&Hall排隊消散率平均值作為施工區(qū)通行能力2〕施工區(qū)通行能力測算模型Sarasua等人對南卡羅來納州州際公路多個施工區(qū)調(diào)研，總結(jié)出基于HCM的施工區(qū)通行能力測算模型，同時根據(jù)施工區(qū)通行能力影響因素的研究，該模型還將施工區(qū)作業(yè)強度〔包含施工區(qū)形式、長度及作業(yè)區(qū)位置〕作為修正系數(shù)納入其中；但由于缺乏大量研究數(shù)據(jù)，仍缺乏施工區(qū)作業(yè)強度對施工區(qū)通行能力影響程度的論證。I為施工區(qū)類型、施工強度、長度及作業(yè)區(qū)位置因素的調(diào)整值〔南卡羅來納取-146~+146〕1987年至1991年間Krammes和Lopez也通過對德克薩斯州33個短期施工區(qū)通行能力調(diào)查總結(jié)出了類似的測算模型，其中H代表重車折減系數(shù)，從整體看該模型與Sarasua的模型考慮因素及模型構(gòu)成方式根本相同，不過其還將施工區(qū)匝道關(guān)閉形式對通行能力的折減考慮在內(nèi)。他們的研究結(jié)論也被收入最新版的HCM2000中作為權(quán)威的施工區(qū)通行能力測算模型。HCM2000中還特別針對施工區(qū)作業(yè)強度作了定義，即“作業(yè)區(qū)作業(yè)人員的數(shù)量、施工車輛的數(shù)量和大小以及作業(yè)靠近正常使用車道的情況〞。除此之外，HCM2000還給出了長期施工區(qū)通行能力的取值范圍，對于封閉車道的交通跨越到正常使用的對向車道時，其通行能力接近與1550輛/小時/車道。如果沒有跨越交通的需求，只是合并為單車道，此時通行能力值比擬大，可能平均到達1750輛/小時/車道。Kim對馬里蘭州12個施工區(qū)研究建立了施工區(qū)通行能力多元模型，同時研究指出車道關(guān)閉數(shù)及施工區(qū)作業(yè)強度是測算通行能力中最關(guān)鍵的影響因素。從上述研究可以看出施工區(qū)通行能力測算模型根本與HCM中通行能力模型構(gòu)建方式一致，也都引入了多項影響因素對其修正，其中最關(guān)鍵的引入因素是施工區(qū)作業(yè)強度修正系數(shù)。但根據(jù)以往研究，其對施工區(qū)通行能力影響程度仍缺乏大量研究支持，仍沒有量化的指標進行評價。Al-Kaisy等人對加拿大局部高速公路施工區(qū)進行了類似的研究，其研究思路仍是以根本通行能力作為基準進行修正，但其引入的影響因素較其他研究更為全面且深入，其中包括交通組成、駕駛員人數(shù)、光照條件〔黑/白天〕、天氣狀況、施工作業(yè)區(qū)施工狀況、車道關(guān)閉位置等。最終其歸納總結(jié)出施工區(qū)通行能力測算的通用模型，如下：其中：fHV=重車折減系數(shù)fd=駕駛員修正系數(shù)fw=施工作業(yè)區(qū)修正系數(shù)fs=關(guān)閉車道位置修正系數(shù)fr=降雨修正系數(shù)以往研究往往集中于研究施工區(qū)通行能力基準值修正系數(shù)，在該基準值方面的研究根本保持一致。但Benekohal和Chitturi的研究在通行能力基準值確實定方法上另辟蹊徑，其主要通過共同對州際公路施工區(qū)通行能力及區(qū)段的運行速度作了更深入的研究。該研究對伊利諾伊州11個施工區(qū)采集數(shù)據(jù)〔包括車頭時距、速度及行程時間〕，得到了速度—流量曲線下半段對應(yīng)的關(guān)系式。作為本研究最關(guān)鍵的局部，也是與其他研究最大區(qū)別的地方就是其首先通過研究施工區(qū)運營因素〔施工區(qū)施工強度、車道寬、側(cè)向凈空等〕對施工區(qū)運行速度造成的影響建立第一階段模型，以此為根底結(jié)合研究得到的速度流量曲線，隨后對照運行速度測算值確定施工區(qū)通行能力基準值，最后采用通行的修正系數(shù)方法得到所需的施工區(qū)通行能力值，具體模型如下：通過實地觀測結(jié)合理論經(jīng)驗構(gòu)建施工區(qū)通行能力模型外，也可以運用交通仿真的方法進行研究。Ping和Zhu就曾應(yīng)用CORSIM仿真得到不同施工區(qū)布設(shè)形式的通行能力值。該試驗將開放車道數(shù)、正常路段及施工區(qū)自由流速度、坡度、大車率、警告標志位置及關(guān)閉車道位置等納入施工區(qū)通行能力影響因素的研究。研究結(jié)果指出各因素影響下的施工區(qū)通行能力大體處于1320~1920輛/車道/小時，同時還建立了兩套回歸模型：其中：lane為車道開放數(shù)；value(ffs)為正常路段自由流速度對應(yīng)函數(shù)值；grade為坡度值；wffs施工區(qū)自由流速度；truck大車率；warning警告標志位置。Elefteriadou等人也于2007年也應(yīng)用CORSIM對三類施工區(qū)形式〔兩車道變單車道、三車道變兩車道、三車道變單車道〕交通流運營情況進行仿真，并建立了兩套施工區(qū)通行能力模型〔包括規(guī)劃階段模型和運營階段模型〕。第一套模型較為簡單，主要針對處于規(guī)劃階段的施工區(qū)為施工區(qū)規(guī)劃提供科學依據(jù)；而運營階段模型那么要依賴更多實際施工區(qū)的實測數(shù)據(jù)，用于對現(xiàn)有施工區(qū)通行能力進行測算，從而指導(dǎo)施工區(qū)布設(shè)及管理的進一步完善。兩車道變單車道：三車道變兩車道：三車道變單車道：綜上所述，國外在施工區(qū)的通行能力及延誤方面的研究一直在持續(xù)，且研究較為系統(tǒng)深入，對通行能力的研究考慮的影響因素也較為全面，成果主要表達在如下幾個方面：(1)施工區(qū)通行能力定義：1〕在非擁堵條件下，按時間序列對速度和流量曲線，當速度出現(xiàn)驟減，且緊隨一段穩(wěn)定低速、流率波動過渡期，這一狀態(tài)前時刻的交通流率為該施工區(qū)的通行能力。2〕在擁堵的條件下，由于交通流主要受制于排隊消散情況，平均排隊消散最適合作為確定施工區(qū)通行能力的指標。(2)施工區(qū)通行能力模型：1〕折減模型?；诟就ㄐ心芰?，考慮施工區(qū)關(guān)閉車道數(shù)、施工區(qū)總車道數(shù)、交通組成、路側(cè)凈空、施工強度、氣候條件等，將所考慮的因素作為折減系數(shù)；2〕回歸模型。以各影響因素為自變量，建立回歸模型。這些模型大都是采用交通調(diào)查結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計的分析方法，由于調(diào)查樣本的缺乏或地區(qū)的差異性，研究成果都缺乏代表性，需要進一步的加以完善。我國公路施工作業(yè)區(qū)的布設(shè)和交通運行特性與國外有較大差異，簡單套用外來成果勢必造成許多問題。目前，國外已有成果在我國公路方面的應(yīng)用存在有以下缺陷：通行能力推薦值是否適合于我國公路施工作業(yè)區(qū)及交通特性，缺乏大量實測數(shù)據(jù)的支持；施工區(qū)形式各異，分類不合理會為接下來的研究造成困難甚至障礙；國外的研究多是集中于短期施工作業(yè)區(qū)，對長期施工作業(yè)區(qū)鮮有研究；國外研究中的各影響因素確實定和修正系數(shù)與我國有很大差異；與全線或長線改擴建工程相關(guān)的施工作業(yè)段最大長度、行車道最小寬度等研究較少；效勞水平的劃分依據(jù)和標準與我國的相關(guān)標準體系存在分歧。2.1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國對通行能力的研究起步較晚。從80年代開始，我國交通工程從業(yè)者不斷對我國公路通行能力進行研究和完善，其中交通部公路科學研究所作為公路設(shè)計和通行能力領(lǐng)域的行業(yè)帶頭人，對公路通行能力的研究最為系統(tǒng)和深入。相繼完成了世行貸款工程“河北河南公路通行能力研究〞和九五國家科技攻關(guān)“公路通行能力研究〞、十五科技攻關(guān)工程“城市快速路通行能力研究〞以及西部交通建設(shè)科技工程“山區(qū)雙車道公路通行能力研究〞等公路通行能力的相關(guān)研究。對各種地形條件下各類交通設(shè)施的通行能力進行了深入的分析，建立了適合我國公路交通特點的通行能力分析體系，取得了豐富的研究成果，并寫入相關(guān)標準標準中。但通行能力研究都僅限于正常行駛路段，沒有涉及到施工作業(yè)區(qū)。我國對施工作業(yè)區(qū)并沒有明確的定義，在《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》〔JTGH30-2004〕解釋為公路養(yǎng)護維修作業(yè)所涉及的交通管理區(qū)域。國內(nèi)涉及到施工區(qū)內(nèi)容的標準標準主要有：交通部頒發(fā)的《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》〔JTGH30-2004〕、《公路工程技術(shù)標準》〔JTB01-2003〕、《道路交通標志標線》〔G5768-1999〕，以及各省及所屬地方部門制定的施工路段管理方法等。2004年公布的交通部行業(yè)標準《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》雖然對養(yǎng)護施工區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)進行了定義，但這些定義主要以理論推導(dǎo)為根底，并單純從保障交通平安的角度得出，對公路通行能力的考慮較少，而且并沒有針對山區(qū)公路特點進行專門的研究和規(guī)定，實際應(yīng)用的合理性和適應(yīng)性有待進一步論證。《公路工程技術(shù)標準》第一章“總那么〞中對公路改擴建也僅規(guī)定“在工程實施過程中，應(yīng)減少對既有公路的干擾，并應(yīng)有保證通行平安的措施，維持通車路段的效勞水平可降低一級〞，但相關(guān)的配套標準條文因無研究成果支持而無法落實。《道路交通標志標線》也僅對施工路段平安標志的設(shè)置作了相應(yīng)的規(guī)定，并給出了局部施工情形下的施工交通組織方案，未涉及到施工作業(yè)區(qū)的通行能力和效勞水平。近幾年，隨著我國大規(guī)模高速公路改擴建的開始，圍繞改擴建關(guān)鍵技術(shù)的研究成為熱點，涌現(xiàn)出了一批研究成果。其中，在施工區(qū)的通行能力方面：2004年周茂松、吳兵、蓋松雪應(yīng)用Vissim仿真軟件對車道封閉型式、大車率、坡度、作業(yè)區(qū)長度等幾個影響因素進行了微觀仿真分析，并得出上述影響因素對作業(yè)區(qū)通行能力影響的程度從大到小為：車道封閉型式、和封閉車道的側(cè)向距離、一定大車混入率情況下的坡度、大車混入率、作業(yè)區(qū)長度。但由于該研究在Vissim中設(shè)定的施工區(qū)道路交通條件與實際的相差較大〔如仿真時Vissim中沒有設(shè)置錐形區(qū)以及禁止超車等標志〕，模擬的精度因此受到了影響[20]。2005年何小洲和過秀成等，在大量交通調(diào)查的根底上，對施工區(qū)行車道、超車道和合流車道的車頭時距分布，各控制區(qū)的地點車速的頻率分布和空間分布，車道占有率以及車輛匯入特征進行了分析，為作業(yè)區(qū)的通行能力研究提供了一定的依據(jù)。2005年韓寶睿、程建川對高速公路拓寬時多車道高速公路通行能力計算問題進行了研究。通過分析現(xiàn)有的計算模式，根據(jù)實際的道路運行狀況，指出了我國在多車道高速公路通行能力計算的缺乏之處，通過對整體8車道的不同的管理方案分析，建立了不同的通行能力計算模型。2007年張建龍利用交通仿真軟件就施工區(qū)限速、大車混入率、封閉車道數(shù)和封閉形式、施工區(qū)長度及道路寬度和路側(cè)凈空幾個可以量化的主要影響因素進行了高速公路改建工程施工區(qū)道路通行能力交通仿真，并對交通仿真結(jié)果進行了分析。道路的擴建工程在我國還是一個剛剛開始的新生事物，對改擴建期間施工路段的通行能力主要采用仿真的方法進行了研究，主要成果主要表達在施工區(qū)交通特性的分析方面,對施工區(qū)通行能力的研究尚未深入。因此，對施工路段通行能力進行研究，具有非常重要的現(xiàn)實意義和前瞻性。2.1.3小結(jié)國外對高速公路施工路段的研究一直在持續(xù)，但正如諸多國內(nèi)外文獻所闡述的那樣，由于公路施工作業(yè)區(qū)結(jié)構(gòu)特殊，形式多樣，數(shù)據(jù)難于觀測等原因，對其進行系統(tǒng)、深入研究較為困難，因此至今仍沒有形成系統(tǒng)的組織以及評價體系，而國內(nèi)對高速公路施工路段的研究仍處于起步階段。但隨著國內(nèi)高速公路里程的不斷增加和高速公路網(wǎng)的不斷完善，大中修養(yǎng)護將更加頻繁，延誤和擁堵的影響將不斷擴大，因此對施工區(qū)通行能力和效勞水平的研究愈加迫切。我國公路施工作業(yè)區(qū)的布設(shè)和交通運行特性與國外相比有較大差異，簡單套用國外研究成果勢必存在缺陷，造成許多問題：通行能力推薦值是否適合于我國公路施工作業(yè)區(qū)及交通特性，缺乏大量實測數(shù)據(jù)的支持；施工區(qū)形式各異，分類不合理會為接下來的研究造成困難甚至障礙；國外的研究多是集中于短期施工作業(yè)區(qū)，對大中修長期施工區(qū)鮮有涉足；國外研究中的各影響因素確實定和修正系數(shù)不適用于我國的道路交通特性，且局部因素國外的研究并沒有涉及或沒有深入；效勞水平的劃分依據(jù)和標準與我國的相關(guān)標準體系存在分歧。正是鑒于以上方面的原因，國外的研究結(jié)論不能簡單的拿來套用，為此工程制定了在充分吸納興旺國家關(guān)于公路施工區(qū)交通特性和通行能力研究的有益經(jīng)驗和成果的根底上，運用理論分析和交通仿真的方法，結(jié)合我國公路養(yǎng)護施工區(qū)工程特點和交通特性，研究大中修公路養(yǎng)護施工區(qū)的通行能力。2.2國內(nèi)外公路養(yǎng)護施工區(qū)交通組織方法分析公路養(yǎng)護施工屬于野外作業(yè)，流動性強，工作環(huán)境車輛密集，潛在危險較多，必須根據(jù)現(xiàn)場情況采取相應(yīng)的平安措施。隨著我國汽車數(shù)量的迅速增加和公路養(yǎng)護作業(yè)的日益繁重，常常發(fā)生過往車輛、機械化養(yǎng)護設(shè)備被撞受損和乘客、養(yǎng)護工人傷亡的惡性事故，不僅造成昂貴機械設(shè)備的損毀，更為嚴重的是造成人員的傷亡，經(jīng)濟損失重大。近年來根本上每條高速公路都發(fā)生過路面養(yǎng)護施工、綠化、清掃或養(yǎng)護管理檢測作業(yè)相關(guān)的事故。公路養(yǎng)護施工區(qū)的交通組織可以分為施工區(qū)布局、速度管理和交通組織設(shè)計等方面。2.2.1施工區(qū)布局路面、橋面維修等公路養(yǎng)護工程是長期行為，施工作業(yè)區(qū)將在較長的時間內(nèi)存在并影響交通運行。從交通運行效率最大化方面考慮，施工區(qū)的長度和持續(xù)時間越短對交通運行的影響越小，但施工區(qū)長度過短，又會導(dǎo)致施工機械和設(shè)備頻繁的更換場地，極大的增加了施工的本錢，對于道路通行的整體行影響也較大。因此需要找到交通運行效率和施工本錢之間的平衡點。此外，養(yǎng)護維修作業(yè)控制區(qū)內(nèi)過渡區(qū)、緩沖區(qū)等長度確實定對施工區(qū)的平安有直接影響?？梢哉f，施工區(qū)布局的研究意義重大。2.2.1.1國外施工區(qū)布局概述美國國家公路與交通運輸協(xié)會〔AASHTO〕，早在1927年就出版了一本一般道路的標志標線手冊，而美國國家道路平安會議〔NCSHS〕于1930年出版了關(guān)于城市道路的標志標線手冊。AASHTO和NCSHS的一個聯(lián)合委員會于1935年出版了《統(tǒng)一交通控制設(shè)施手冊》〔MUTCD〕的早期版本，以后經(jīng)過幾次修訂，從1971版開始，由美國聯(lián)邦公路管理局〔FHWA〕負責管理和出版。到2003年，MUTCD共出版了9版。MUTCD給出了各種道路在進行養(yǎng)護維修等工作時，在作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)進行交通控制所使用的交通控制設(shè)施的設(shè)計、使用、設(shè)置的一般原那么和標準，這本手冊成了美國這方面的行業(yè)標準，許多國家在相關(guān)標準制訂時也大量參考了其相關(guān)規(guī)定。美國MUTCD中規(guī)定：絕大多數(shù)的施工控制區(qū)都可以劃分為四個區(qū)域：前置警告區(qū)、過渡區(qū)、施工活動區(qū)和結(jié)束區(qū)。如圖2-1所示。圖2-1典型施工控制區(qū)的布局〔外側(cè)車道封閉〕前置警告區(qū)：用于警告駕駛員前方有施工區(qū)域，提醒駕駛員謹慎駕駛。可以用警告標志、閃爍的警示或一系列設(shè)施的組合明確前置警告區(qū)的位置。第一塊警告標志的前置距離，在公路上最少為800m，在城市道路高速條件下，應(yīng)當為以km/h計限速值的0.75-1.5倍，速度越高，所用倍數(shù)越大。只用一塊前置警告標志時，城市道路低速條件下，最小前置距離可以為30m，有多塊前置警告標志時，前置距離可參見下表。在一般公路上，第一塊警告標志的前置距離米數(shù)應(yīng)當是km/h計限速值的1.5-2.25倍，設(shè)置距離可參見下表。表2-2前置警告標志間距離建議表道路類型標志間的距離〔m〕ABC市區(qū)〔限速低〕303030市區(qū)〔限速高〕100100100一般公路150150150高速公路300450800注：A表示從施工控制區(qū)的過渡區(qū)起點或開始控制點到第一塊標志的距離；B表示第一與第二塊標志間的距離；C表示第二與第三塊標志間的距離。順行車方向，第三塊標志為駕駛員能夠看見的第一塊標志。如果施工區(qū)遠離正常行駛道路，如路外施工作業(yè)區(qū)，那么警告區(qū)可以省略。過渡區(qū)：用于引道車輛駛出正常行駛車道，平安的進入施工區(qū)段。在移動施工條件下，過渡區(qū)應(yīng)當能夠隨施工區(qū)移動。過渡區(qū)一般包括車行道寬度漸變段，漸變段的長度應(yīng)當符合一定的要求。當漸變段位于立交匝道、交叉口、曲線段或有其他影響因素時，應(yīng)當在一般長度的根底上進一步調(diào)整長度。漸變段一般以一系列的渠化設(shè)施、道路標線及道釘?shù)冗M行標示，這些設(shè)施也是引道車輛駛出或駛?cè)胝＼囆械浪仨毜?。漸變段一般包括路肩漸變段、車行道變化漸變段、結(jié)束端漸變段等幾種類型。需要解釋的一個誤區(qū)是：過長的漸變段并不一定獲得較好的實際應(yīng)用效果，因為過長的漸變段往往導(dǎo)致駕駛員行動緩慢，并有鼓勵駕駛員延遲變換車道的傾向。針對駕駛員施工區(qū)駕駛行為操作的觀測結(jié)果說明了上述結(jié)論。漸變區(qū)長度按下表確定：表2-3漸變段長度的計算限速值漸變段長度〔L〕，單位：m限速不超過60km/h限速超過70km/h其中：L為漸變段長度；W為橫向偏移距離〔m〕；S為車速，可以是限速值、施工區(qū)前部正常路段運行車速85%分位數(shù)速度或期望的運行速度，單位為km/h。用于形成漸變段的交通設(shè)施〔如交通錐〕等的布設(shè)間隔最大不得超過0.2倍的速度〔km/h〕數(shù)。用于形成施工區(qū)結(jié)束端漸變段的交通設(shè)施間隔可取為6.1m。如因施工需要將一條車道改為雙方向交通共用時，應(yīng)當在雙向交通共用車道設(shè)置漸變段。雙向交通共用車道漸變段長度不宜過大，最大為30m，渠化設(shè)施布置間距可為6.1m。除此之外，當雙方向交通共用一條車道時，應(yīng)當設(shè)置旗手或在視距不良處設(shè)置臨時信號燈或設(shè)置減速讓行或停車讓行標志來控制交通。施工活動區(qū)：施工活動所在的區(qū)域，一般包括工作區(qū)、交通區(qū)和緩沖區(qū)。緩沖區(qū)是可選項，包括縱向緩沖區(qū)和橫向緩沖區(qū)兩種，主要用于隔離工作區(qū)與交通區(qū)或用以提供一定的平安空間，緩沖事故車輛的碰撞，防止更大的傷害或損失。無論是施工人員、施工車輛還是施工材料、設(shè)備都不能在緩沖區(qū)中出現(xiàn)?？v向緩沖區(qū)位于交通流的上游，距離工作區(qū)域的距離可按下表確定：表2-4上游緩沖區(qū)長度的規(guī)定速度〔km/h〕距離〔m〕3035405050656085701058013090160100185110220120250橫向緩沖區(qū)的大小按照實際情況，由專業(yè)人員確定。MUTCD屬于國家層面上的標準標準，除此之外，美國其他一些州參考MUTCD中的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合本州自身的特點，也制訂了各州的道路施工區(qū)相關(guān)的指導(dǎo)性的手冊和指南。美國加利福尼亞州的交通控制手冊中對施工區(qū)漸變段進行了分類，共分成以下五種類型：并入型、平移型、路肩型、下游型與單線雙向型，如下列圖2-2所示。圖2-2漸變段的類型該手冊中，漸變段的計算公式與MUTCD中的規(guī)定稍有不同，但差異不大，下面是美國加州交通控制手冊中關(guān)于漸變段〔并入型〕長度的計算公式。當車速小于65km/h時： 〔2.2-1〕當車速大于70km/h時： 〔2.2-2〕式中：W——偏移的寬度〔m〕；S——85%的車位速〔km/h〕；L——漸變段長度的代表值，具體各種類型漸變段長度的取值，如表2-5所示。表2-5美國加州各種類型漸變段長度最小值的計算漸變段類型漸變段長度并入型L平移型L/2路肩型L/3單線雙向型30m下游型30m該手冊中同樣將緩沖區(qū)分為縱向緩沖區(qū)和橫向緩沖區(qū)，其中縱向緩沖區(qū)的長度如表2-6中的規(guī)定所示。可以看出加州手冊中規(guī)定的緩沖區(qū)長度要比MUTCD中規(guī)定的最小長度短。表2-6美國加州手冊中規(guī)定的緩沖區(qū)長度車速〔km/h〕縱向緩沖區(qū)長度〔m〕301040175028604370628084901061001361101702003年，弗吉尼亞州交通廳公布了最新版本的“弗吉尼亞州工作區(qū)保護手冊〞，替代了此前1996年的版本。相比聯(lián)邦公路局公布的MUTCD中第6章中的規(guī)定，該地方標準的內(nèi)容更為細致、具體，標準要求更為嚴格。對相關(guān)條款的要求分為了強制性標準要求〔Standard〕、指導(dǎo)性建議〔Guidance〕、可選擇項〔Option〕和信息支持〔Support〕等幾個層面。圖2-3是外側(cè)車道封閉的施工區(qū)典型布局及標志設(shè)置，可以看出，手冊對標志板的尺寸也作了相應(yīng)的規(guī)定。圖2-3弗吉尼亞州施工控制區(qū)的布局和標志〔外側(cè)車道封閉〕施工區(qū)布局相關(guān)規(guī)定如下：就高速公路而言，施工警告標志的間距至少是300－450m；應(yīng)保證過渡區(qū)之前有足夠的停車視距，一般情況下可以根據(jù)限速通過表2-7選取，就高速公路而言，理想的最小停車視距為300m；表2-7不同限速下的停車視距值〔限制速度：英里/小時；距離：英尺〕車速2025303540455055606570最小停車視距125150200225275325400450525550625期望停車視距125150200250325400475550650725850所有車輛、設(shè)備、工人以及他們的活動必須限制在工作區(qū)內(nèi)。過渡區(qū)的長度是根據(jù)限速和車道寬度所確定的，具體值如下表所示，路肩過渡區(qū)的長度一般為過渡區(qū)長度最小值的1/3。就高速公路而言，過渡區(qū)的長度最小應(yīng)為300m。表2-8過渡區(qū)長度標準〔速度：英里/小時；距離：英尺〕限速〔英里/小時〕過渡區(qū)長度車道寬度〔英尺〕101112251051151253015016518035205225245402702953204545049554050500550600555506056606060066077065650715780錐形桶等渠化設(shè)施的間隔，如表2-9規(guī)定所示，表中的單位為英制，如當速度大于36mile/h時，過渡區(qū)漸變段的渠化設(shè)施的間隔為40feet，約為12m。表2-9渠化設(shè)施間距〔速度：英里/小時；距離：英尺〕位置速度0－35>36過渡段間距2040工作區(qū)間距4080緩沖區(qū)的長度根據(jù)限速值來確定，如表2-10所示。弗吉尼亞州規(guī)定的緩沖區(qū)長度與MUTCD的要求根本一致。根據(jù)規(guī)定，如果施工區(qū)設(shè)有旗手，那么旗手應(yīng)該設(shè)置在緩沖區(qū)開始的起點處。表2-10緩沖區(qū)長度〔速度：英里/小時；距離：英尺〕限制速度〔英里/小時〕距離〔英尺〕20120251603020035250403104536050425555006057065650保護施工人員的車輛上應(yīng)該有B型或者C型的指示箭頭，且車輛應(yīng)該停在第一排工人前15-30m處。如果限速值大于45mile/h，這時候就需要用安裝了車載式防撞墊的車輛。雖然MUTCD和《道路通行能力手冊》〔HCM〕等為施工區(qū)設(shè)置等提供了參考，但是它們都沒有為施工作業(yè)區(qū)提供優(yōu)化建議，所以研究者們就開始考慮如何采取各種有效措施來將施工作業(yè)區(qū)的負面影響降到最低。2000年，美國聯(lián)邦公路管理局〔FHWA〕出版了《施工作業(yè)區(qū)最正確實用手冊》，對全美有關(guān)作業(yè)區(qū)各個方面的最正確案例進行了收集匯總，以供各相關(guān)行業(yè)進行參考，其中的不少案例都對作業(yè)區(qū)的優(yōu)化〔如交通控制設(shè)施的設(shè)計、車道封閉形式的設(shè)計、如何限速等〕進行了探討和實踐研究。對施工作業(yè)區(qū)長度進行優(yōu)化設(shè)計可以大大減小對交通流的不利影響，美國學者就這一內(nèi)容進行了大量的理論研究。McCoy等人在1980年通過使道路使用者的費用和交通控制費用最小化的方法對作業(yè)區(qū)長度進行了優(yōu)化。他們的方法為作業(yè)區(qū)長度優(yōu)化提供了一個框架，即通過綜合費用的最小化來對作業(yè)區(qū)長度進行優(yōu)化。此后，Schonfeld和Chien對這一領(lǐng)域進行了一系列的研究：1999年他們對雙車道公路的作業(yè)區(qū)長度優(yōu)化進行了研究；2001年又對四車道公路的作業(yè)區(qū)優(yōu)化做了研究，圖2.2-4所示，根據(jù)最優(yōu)化模型，在假設(shè)平均事故損失、平均延誤損失等參數(shù)的條件下，得出了上游不同車輛到達率、下游不同排隊消散率條件下的最正確施工區(qū)長度值，從該圖可以得出兩個結(jié)論：一是施工區(qū)最大長度不宜超過3.5km；二是交通量越大，施工區(qū)的長度應(yīng)該越短。當然這只是作者針對美國的一些情況進行研究得出的結(jié)論。圖2-4不同車輛到達率和車輛排隊消散率條件下的最正確施工區(qū)長度2002年Schonfeld和Chien兩人再次對雙車道公路的作業(yè)區(qū)長度優(yōu)化進行了研究，這次不僅考慮了施工費用、道路使用者的延誤費用以及事故費用，還考慮了交通流的時變特性和勞動力、施工設(shè)備的閑置費用。實際上影響作業(yè)區(qū)長度優(yōu)化的因素還有很多，例如環(huán)境因素的影響〔如在夜晚施工〕、交通流在預(yù)知前方施工時產(chǎn)生的交通流重分布情況等，如何將這些影響因素考慮進去，還有待于進一步研究。此外，我國學者也對公路養(yǎng)護施工區(qū)的長度優(yōu)化進行的研究，如鄒宇、周茂松、吳兵等人。研究方法和Schonfeld的方法一致，即通過使得道路使用者的費用〔主要是延誤和事故費用〕和養(yǎng)護機構(gòu)的養(yǎng)護費用之和的綜合費用最小化，來確定作業(yè)區(qū)的一個最正確長度，并得到兩個方向的最正確放行時間長度。但由于理論推導(dǎo)的假使前提很多，加之延誤費用、施工區(qū)的事故數(shù)，以及事故的平均損失等一系列經(jīng)濟指標等很難量化，因此研究均為給出施工作業(yè)區(qū)的最正確長度。1996-1998年，由雅典大學主持的歐洲標準ARROWS〔AdvancedresearchonroadworkzonesafetystandardinEurope〕工程研究，對道路施工區(qū)的交通運行特性、平安維護措施等進行了系統(tǒng)分析闡述，并發(fā)表了相關(guān)成果。英國運輸部2002年公布了最新版本的《交通標志手冊》，在第8章中卷1和卷2介紹了道路工程和臨時條件下的交通平安措施和標志。盡管手冊的“第8章〞沒有法律效力，但是其已經(jīng)被公認為施工區(qū)的操作標準。手冊中規(guī)定了施工區(qū)的地點、間距、尺寸和空間布局，但是關(guān)于如何平安的布置標志并沒有明確的說明。自2002年6月《交通標志手冊》公布以來，標志設(shè)計、平安設(shè)施和實際操作方法等方面均發(fā)生了不同程度的變化，因此陸續(xù)有相應(yīng)的修改建議推出，目前最新版本的手冊也正在籌劃出版當中。此外，施工作業(yè)區(qū)的布局對事故的分布也有絕對影響。美國辛辛那提大學的Salem等人對俄亥俄州洲際高速公路施工區(qū)內(nèi)的交通事故特征和分布進行了研究。通過研究說明施工作業(yè)區(qū)的幾個組成局部事故分布是不均勻的。如下列圖2.2-5所示，62%的受傷和死亡事故發(fā)生在工作區(qū)，13%的事故發(fā)生在上游過渡區(qū)，該區(qū)是施工作業(yè)區(qū)內(nèi)第二危險的路段，其次是前置警告區(qū)，而施工終止區(qū)發(fā)生的事故那么是最少。這也提示人們在施工區(qū)的平安技術(shù)的應(yīng)用方面，應(yīng)更有針對性的增強事故多發(fā)區(qū)段的平安防護。圖2-5俄亥俄州高速公路施工區(qū)事故分布2.2.1.2國內(nèi)施工區(qū)布局標準和實際情況我國2004年公布了交通部行業(yè)標準《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》〔JTGH30-2004〕〔以下簡稱規(guī)程〕，同時廢止了原來的《公路養(yǎng)護技術(shù)標準》〔JTJ073-96〕。規(guī)程將公路養(yǎng)護維修作業(yè)區(qū)分為警告區(qū)〔S〕、上游過渡區(qū)〔LS〕、緩沖區(qū)〔H〕、工作區(qū)〔G〕、下游過渡區(qū)〔LX〕和終止區(qū)〔Z〕共計六個區(qū)域。如圖2-6所示。圖2-6車道封閉時的作業(yè)控制區(qū)〔根本形式〕警告區(qū)：從作業(yè)控制區(qū)起點設(shè)置施工標志到上游過渡區(qū)之間的路段，用以警告車輛駕駛員已經(jīng)進入養(yǎng)護維修作業(yè)路段，按交通標志調(diào)整行車狀態(tài)。警告區(qū)的最小長度按表2-11選取。表2-11警告區(qū)最小長度S〔單位：m〕位置公路等級設(shè)計速度〔km/h〕警告區(qū)最小長度〔m〕路段高速公路、一級公路120，100160080，601000二、三級公路801000608004060030400交叉口－200上游過渡區(qū)：保證車輛平穩(wěn)地從封閉車道上游橫向過渡到緩沖區(qū)旁邊非封閉車道路段。車道封閉上游過渡區(qū)的最小長度如表2-11所示，當在隧道內(nèi)時，車道封閉上游過渡區(qū)的最小長度按該表數(shù)值的1.5倍選取。路肩封閉上游過渡區(qū)的最小長度應(yīng)按表2-12所示。表2-12車道封閉上游過渡區(qū)的最小長度Ls〔單位：m〕封閉車道寬度〔m〕車道封閉上游過渡區(qū)的最小長度〔m〕封閉車道寬度〔m〕限制車速〔km/h〕3.03.53.7560709090403040402010表2-13路肩封閉上游過渡區(qū)的最小長度Lj長路肩封閉上游過渡區(qū)的最封閉路肩寬度〔m〕小長度〔m〕限制車速〔km/h〕1.51.752.53.03.560202030405040202010緩沖區(qū)：上游過渡區(qū)與工作區(qū)之間的路段，緩沖區(qū)的最小長度宜取50m。工作區(qū)：養(yǎng)護維修作業(yè)施工操作區(qū)域，工作區(qū)長度應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護維修作業(yè)的需要而定。下游過渡區(qū)：保證車輛平穩(wěn)地從工作區(qū)旁邊的車道橫向過渡到正常車道的路段，下游過渡區(qū)的最小長度宜取30m。終止區(qū)：設(shè)置于工作區(qū)下游調(diào)整車輛運行狀態(tài)的路段，終止區(qū)的最小長度宜取30m。規(guī)程雖然對養(yǎng)護施工區(qū)的關(guān)鍵參數(shù)進行了定義，但這些定義主要以理論推導(dǎo)為根底，并單純從保障交通平安的角度得出，對道路通行能力的考慮較少，而且并沒有針對山區(qū)公路特點進行專門的研究和規(guī)定，實際應(yīng)用的合理性和適用性有待進一步論證。此外，對于養(yǎng)護維修作業(yè)控制區(qū)的最大長度、相鄰施工區(qū)最小間隔等要素，規(guī)程中也沒有規(guī)定，而這些指標恰恰也是養(yǎng)護維修作業(yè)的關(guān)鍵性參數(shù)。在沒有標準可依的情況下，施工單位的一些盲目做法可能導(dǎo)致交通運行效率的下降或施工本錢的極大增加。國標《道路交通標志和標線》〔GB5768-1999〕中，盡管沒有明確施工區(qū)布局的劃分，但對相關(guān)標志的擺放位置給予了規(guī)定。并給出了上游過渡區(qū)〔漸變段〕長度的計算公式，該公式與MUTCD中的公式形式相同，只是在作業(yè)控制區(qū)布局圖中，所示的位置不同，國標中LS標注的比擬模糊，除了指漸變段的長度外，還包括一局部緩沖區(qū)的長度。 〔2.2-3〕式中：——上游過渡區(qū)長度，m；V——85%位車速，或施工路段限速，km/h；W——所關(guān)閉車道的寬度，m。上游過渡區(qū)設(shè)置是否合理，也可以直接在現(xiàn)場觀察出來。假設(shè)車輛在通過過渡區(qū)時經(jīng)常有緊急剎車或在過渡區(qū)附近擁擠較為嚴重，那么有可能是前方的交通標志設(shè)置不合理或上游過渡區(qū)長度過短。針對工程開展的需要，我們設(shè)計了施工區(qū)布局相關(guān)問題的調(diào)查問卷，其中詢問管理人員〔包括路政、負責養(yǎng)護的經(jīng)理以及施工現(xiàn)場的交通組織負責人等〕《規(guī)程》中過渡區(qū)的長度是否能夠滿足交通正常運行的要求時，有88%的調(diào)查者答復(fù)認為規(guī)定的過渡區(qū)長度不能滿足要求，調(diào)查人員認為駕駛員通常的做法是，只有看到過渡區(qū)內(nèi)的錐形桶才降低速度。調(diào)查同樣說明，我國的過渡區(qū)是事故多發(fā)的區(qū)域，過渡區(qū)內(nèi)的事故數(shù)要多于警告區(qū)、過渡區(qū)和工作區(qū)等其他區(qū)段。相關(guān)管理人員均認為過渡區(qū)的長度和標志布局等需要改進。2005年，清華大學的曹瑾鑫等人對工作區(qū)漸變段的設(shè)置標準進行了探討。通過比照美國加州交通管理手冊、我國的國家標準和北京市的相關(guān)標準，并結(jié)合北京市的實際情況，揭示了我國國家和地區(qū)標準在工作區(qū)交通組織中存在的問題：我國相關(guān)標準和標準中只提到了一種漸變段〔過渡區(qū)〕，因此也就無其他類型漸變段的計算公式，從標準標準對上游根本漸變段長度的比照來看，北京市的施工區(qū)漸變段長度比美國加州手冊和國家標準中的長度要小很多，如圖2-7所示，而且快速路和街道次干道漸變段長度只有10m～15m的差距，這些顯然不夠不合理，文章指出了施工區(qū)標準標準改革的必要性。圖2-7不同算法的漸變段長度比擬2023年，劉清霞等人對高速公路改擴建工程施工區(qū)的布局進行了研究。運用交通仿真技術(shù)，以京珠南擴建工程為例，研究了高速公路擴建施工區(qū)路段的布局，尋求交通運行效率與施工本錢之間的平衡點。研究成果建議施工區(qū)的最大長度為5km；推薦半幅封閉半幅雙向通行情況下，相鄰兩處施工區(qū)的最小間距為5km，小于5km應(yīng)合并為一處施工區(qū)，集中管理。建議中央分隔帶開口段長度最小值為65m，最大值為200m。該研究中施工區(qū)布局相應(yīng)指標確實定均是根據(jù)駕駛員的生心理感受和延誤等閾值確定下來的，研究結(jié)果的適用性有待于進一步的討論和驗證。2.2.2施工區(qū)速度管理車速控制在高速公路養(yǎng)護維修作業(yè)中有著重要的意義。車輛速度控制是降低養(yǎng)護維修作業(yè)區(qū)的事故率的重要措施，高速公路發(fā)生事故，很大原因是因為車輛之間速度的不一致導(dǎo)致的，在工作區(qū)，如果不進行限速，必將導(dǎo)致車輛之間的速度更加不均衡。同時，車輛速度控制也是消除工作區(qū)交通堵塞、提高通行能力，減少損失的重要措施。限制速度的選擇一般考慮以下原那么：第一，限制速度不能超過施工區(qū)的最大平安速度。施工區(qū)的最大平安速度和施工區(qū)行人活動、施工類型和進展情況及道路的情況有關(guān)，沖撞事故發(fā)生越多、越頻繁，最大平安車速應(yīng)越低。第二，限制速度應(yīng)考慮到路上通行的絕大多數(shù)車輛的速度、不能過低。第三，限制速度宜統(tǒng)一，并能提供應(yīng)駕駛員對突發(fā)事件和交通控制設(shè)施及人員指示的反響時間。2.2.2.1國外典型施工區(qū)的速度管理方案美國MUTCD的第六章為temporarytrafficcontrols，詳細地規(guī)定了美國關(guān)于施工區(qū)的交通組織及平安技術(shù)規(guī)程，其中關(guān)于施工區(qū)的速度控制相關(guān)論述為：大幅度降低限速值，如降低50km/h〔30mph〕，會增加交通流運行速度的波動性，從而增加發(fā)生碰撞事故的可能。小于16km/h〔10mph〕的限速值降低幅度，對交通流運行速度波動性的影響較小，從而對碰撞發(fā)生可能性的影響也較小，因此在施工區(qū)交通管理中，應(yīng)當盡量不改變原先道路的限速標準，除非非常必要或?qū)嶋H條件限制，即使在這樣的情況下，一個區(qū)域內(nèi)的限速值也不應(yīng)頻繁變化。實施交通控制措施時，施工區(qū)限速值與正常限速值之差應(yīng)當小于16km/h〔10mph〕。大于16km/h的限速值降低幅度只有在實際限制條件非常劇烈的情況下才采用。當采用大于16km/h的限速值降低幅度時，必須設(shè)置額外的駕駛員警示設(shè)施，并應(yīng)當在最低限速點前適當區(qū)域內(nèi)逐步降低限速值，配合設(shè)置適當?shù)木嬖O(shè)施。降低限速值的措施應(yīng)當盡量少的采用，因為并不是所有的限速措施都能獲得預(yù)想的效果，實際運行中，駕駛員是按照自己的判斷駕駛車輛，只有當他們清楚的感覺到應(yīng)該降低行車速度時，他們才會減速。警告限速標志〔白底黑字〕和禁令限速標志〔黃底黑字，也可稱為建議速度標志〕可配合使用，在禁令限速標志區(qū)域內(nèi)存在危險性較高的地點時，可以在這些地點之前設(shè)置限速值更低的警告限速標志，以提示駕駛者注意進一步減速。美國的NCHRPProject3-41報告確定了施工區(qū)的限速值確定的一般流程，可分為如下4個步驟所示：確定原有的限速值；判斷施工區(qū)的類型；施工區(qū)需要特殊考慮的因素；綜合上述因素，確定該施工區(qū)的限速值。報告中施工區(qū)的類型可以分為的7種，如表2-14所示。限速值確實定結(jié)果主要分為兩種情況，一種是不變化，一種是降低原來的速度值，但速度降低值一般不超過16km/h〔10mph〕，這一點和MUTCD中的規(guī)定一致。表2-14NCHRPProject3-41報告規(guī)定的施工區(qū)的類型類型1：路外作業(yè)，施工區(qū)距行車道邊緣距離在2m類型2：路肩作業(yè)，施工區(qū)距行車道邊緣距離在2m以內(nèi)，0.5m以上類型3：侵入車行道作業(yè)，施工區(qū)侵入車行道內(nèi)0.5m以內(nèi)類型4：路肩短時或移動作業(yè)，位于路肩上的移動或短時靜態(tài)作業(yè)類型5：車道封閉作業(yè)，需要封閉一個車道，但并不斷絕交通的作業(yè)類型6：臨時斷交作業(yè)，需要臨時斷絕某方向交通，而改以便道通行的作業(yè)類型7：占用一條以上車道的作業(yè)，多車道道路上，施工區(qū)寬度超過車行道寬度的作業(yè)Rauphail等人于1985年在研究了高速公路施工區(qū)附近車流速度特性的根底上，確認影響通過施工區(qū)的車流速度的因素主要包括：①道路幾何線形因素，例如車道封閉形式、道路的平縱橫曲線特性、有效車道寬度和橫向凈空大小以及視距等；②交通流因素，例如交通量大小和車流中的大車混入率；③交通控制因素，例如使用的交通平安設(shè)施類型以及有無交通指揮等；④施工區(qū)因素，例如施工區(qū)所在的位置，施工規(guī)模，施工區(qū)長度等。1987年美國聯(lián)邦公路局的一項研究對施工區(qū)的常用的4種速度控制方法進行了評價，并公布了相應(yīng)的實施指南。4種速度控制方法分別是：〔a〕MUTCD中規(guī)定的標準旗語指揮；〔b〕一邊使用MUTCD中的旗語，一邊用另一只手示意駕駛員看立在傍邊的減速標志；〔c〕裝有警燈和雷達的警車停在施工區(qū)內(nèi)；〔d〕現(xiàn)場身著制服的警察指揮交通。試驗時每一種方法都在6車道的高速公路上被連續(xù)應(yīng)用了10-15天，結(jié)果說明，每一種方法都能顯著的降低車輛的速度。相比擬而言，設(shè)置旗手的方法在兩個車道封閉一個車道開通時的效果要優(yōu)于一個車道封閉兩個車道開通時的效果，盡管設(shè)置警車和警察的方法能夠使速度降低很多，但這種方法的實施需要多個管理部門的協(xié)商合作，有一定的難度。NewBrunswick大學交通研究組的Eric等人于2003年對鄉(xiāng)村臨時性施工區(qū)的速度管理策略進行了研究。利用前后比照分析法對便攜式可變信息板〔Portablechangeablemessagesign〕、便攜式橡膠隆聲帶〔Portablerubberrumblestrips〕、橫向路面減速標記〔Transversepavementmarkings〕和橙色熒光施工標志板〔Fluorescentorangeconstructionsignsheeting〕的減速效果進行了實驗分析，4種限速設(shè)施如圖2-8所示。研究選擇了對平均速度、85%位速度、速度標準差的影響，以及夜間實施效果等作為限速措施效果評價指標。根據(jù)研究結(jié)論，推薦便攜式的可變信息板、便攜式的橡膠隆聲帶、橫向的路面減速標記作為速度控制的方式，考慮到速度降低效果不明顯且使速度波動增加，故不推薦橙色熒光施工標志板作為限速方法。下一步的研究還應(yīng)該重點考慮一下方法長期使用的效果，以及安裝和拆卸所需要的時間。圖2-8施工區(qū)各種限速措施和方法Saito,M和Bowie,J也對施工區(qū)的速度降低方面進行了研究，根據(jù)現(xiàn)場實際，他們研究了三種典型的情況，研究結(jié)論說明：在不進行任何額外措施只是利用MUTCD中規(guī)定的標志和路障的情況下，能使進入工作區(qū)的車輛降速3mile；安裝速度監(jiān)視顯示后，車輛速度降幅為7mile；當存在警車執(zhí)法時，降幅可達9mile。Nemeth和Rathi利用Freesim交通仿真軟件虛構(gòu)了一個高速公路網(wǎng)絡(luò)來進行模擬研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過限速可以使得通過施工區(qū)段的交通流的速度趨向一致，有利于施工區(qū)段內(nèi)的交通平安。而Dudek和Richards也于1986年指出，為提高交通平安性在施工作業(yè)區(qū)進行限速是必要的，并就幾種限速方法進行了研究，為實施限速提供了理論依據(jù)。1999年，JamesMigletz，JerryL.Graham等人從交通平安的角度出發(fā)對公路施工區(qū)的限速標準進行了研究，建立了交通平安水平與車速限制之間的關(guān)系。同年，VirginiaP.Sisiopiku，RichardW.Lyles等人對高速公路施工區(qū)車速控制的影響因素及標準進行了研究。2000年愛荷華州的交通研究和教育中心〔CUTE〕對施工區(qū)的一些常用的速度降低措施進行了評價。文獻綜述說明旗手和警察執(zhí)法對降低施工區(qū)的車速有較積極的影響，但是兩者都屬于勞動密集型的，長期應(yīng)用費用比擬高，因此，實際應(yīng)用中這種方法也是比擬少的。研究建議可以采用新技術(shù)來替代這些措施，如機器人旗手和拍照雷達執(zhí)法等均是比擬可行和有效的。結(jié)論還說明一種限速方式很難起到預(yù)期的效果，最有效的限速往往是多種技術(shù)綜合應(yīng)用的結(jié)果。此外，愛荷華州交通廳還通過信訪的方式對其他63個交通機構(gòu)進行了問卷調(diào)查，共有39個機構(gòu)給予了反響。問卷調(diào)查同樣說明，大多數(shù)州的施工區(qū)比正常速度低10mile/h，個別的情況下也有采取比正常速度低20mile/h的，但這種情況根本上都是經(jīng)過專家討論通過的。絕大多數(shù)管理單位在施工區(qū)都布設(shè)的是限速標志，而不是警告〔建議〕限速標志。美國密歇根州交通廳根據(jù)相關(guān)研究結(jié)論，在1997年修改了施工區(qū)地點車速的限制。具體規(guī)定是：對于寬闊的、沒有維修工程的、也沒有工人出現(xiàn)的地點，限速60mile/h；對于寬闊的、沒有維修工程的，但有工人經(jīng)常出現(xiàn)的地點，限速50mile/h；正在進行的維修工作處限速45mile/h。限速值的修改適應(yīng)了駕駛員關(guān)于限速過低的抱怨，減少了用戶延誤。大量的密歇根州作業(yè)區(qū)調(diào)查點在沒有作業(yè)區(qū)存在時限速為70mile/h。密歇根立大學VirginiaP等人為了估計作業(yè)區(qū)中不同的地點車速限制對駕駛員駕駛車速的影響，選擇了密歇根州車速接近限制車速的公路〔高速公路〕，進行施工區(qū)前后的車速數(shù)據(jù)的采集，研究了限速標志、工人存在與否、關(guān)閉車道類型及通車車道數(shù)對駕駛速度的影響。研究結(jié)論說明：在自由流狀態(tài)條件下，施工區(qū)的車速均比限速值高；速度值的降低與開通的車道數(shù)密切相關(guān)，車道數(shù)開通越少，速度降低越多；工人的存在對速度的影響不是特別的明顯；車道隔離〔關(guān)閉〕類型對速度也有較大影響，車輛速度在護欄存在情況下要比錐桶分隔的情況下高的多。.2國內(nèi)速度控制研究結(jié)果和實際應(yīng)用情況2005年，北京市交管局公布了《影響交通平安的占道施工許可培訓(xùn)手冊》，該手冊中對限速標志的設(shè)置方法和位置進行了規(guī)定。就高速公路有一條右車道封閉而言，標志設(shè)置的相關(guān)距離如下：上游過渡區(qū)起點1km，設(shè)置施工區(qū)標志“前方施工1km〞和禁令標志“限制速度80km/h〞；距離上游過渡區(qū)起點500m，設(shè)置警告標志“施工〞和禁令標志“限制速度60km/h〞；距離上游過渡區(qū)起點300m，設(shè)置施工區(qū)標志“右道占用300m〞；距離上游過渡區(qū)前150m，設(shè)置施工區(qū)標志“右道占用〞和警告標志“右側(cè)變窄〞；上游過渡區(qū)起點設(shè)置施工區(qū)標志“向左行駛〞和禁令標志《公路養(yǎng)護平安作業(yè)規(guī)程》中，規(guī)定了公路養(yǎng)護維修作業(yè)控制區(qū)的限制車速分為3種標準：60km/h、40哈爾濱工業(yè)大學的陳瑜等基于人體工程學原理，將駕駛員在高速公路作業(yè)區(qū)行駛過程中接觸的交通信息分為道路幾何信息、道路交通運行信息、交通管理控制信息、氣候與環(huán)境信息及駕駛員自身信息，將作業(yè)區(qū)各種道路交通信息進行量化處理，在系統(tǒng)分析駕駛員對信息處理模式的根底上，提出了基于駕駛員信息處理能力的高速公路作業(yè)區(qū)車速速度限制值計算模型。高速公路養(yǎng)護維修作業(yè)區(qū)由于道路條件的突然變化，路段信息量急劇增加，由于駕駛員信息處理能力的限制，要求駕駛員通過作業(yè)區(qū)路段時應(yīng)減速行駛。因此作業(yè)區(qū)路段限制速度可由下式計算得出： 〔2.2-4〕式中——作業(yè)區(qū)路段限制速度〔m/s〕；——駕駛員的瞬息視野〔m〕；——駕駛員處理駕駛員瞬息視野內(nèi)全部信息需要的時間〔s〕；——駕駛員信息處理響應(yīng)時間系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗一般取2.5。根據(jù)人處理信息的能力和瞬息視野內(nèi)總信息量，可得： 〔2.2-5〕式中——第i類道路交通信息源包含的信息量〔bit〕；——駕駛員處理信息能力，以信息處理速率表示〔bit/s〕。由式〔2.2-4〕、〔2.2-5〕可得作業(yè)區(qū)路段速度限制值〔km/h〕計算公式如下： 〔2.2-6〕最后以2006年5月哈大公路入口作業(yè)區(qū)為例，考慮車道寬度、開放車道數(shù)、隔離設(shè)施、合流時機、合流沖突及大車影響對駕駛員接受信息的量化影響，計算得出該作業(yè)區(qū)的限速值為50km/h，與工程實際中采用的55吳新開等人詳細分析了國外高速公路養(yǎng)護維修作業(yè)區(qū)對于行車速度的控制方法。控制養(yǎng)護作業(yè)工作區(qū)車速的方法包括交通標志牌、旗手、交通警察〔警車〕、車道變窄、“顛簸〞車道、雷達報警器、速度追蹤顯示屏、視覺限速標線等。并對其中某些方法進行了綜合和改進，對我國高速公路養(yǎng)護維修作業(yè)區(qū)車速控制起到一定的借鑒作用，但對于如何控制我國高速公路的車速未做系統(tǒng)分析，還有待進一步研究。從上述分析可以看出，國外施工作業(yè)區(qū)的限速值均比擬高，一般情況下只比正常情況下的速度低10～20km/h，而我國工作區(qū)的限速值均比擬低，以設(shè)計速度為120km/h的高速公路為例，限速值通常取60km/h。施工區(qū)限速值確實定根本上是根據(jù)相關(guān)標準和指南確定的，也即是根據(jù)經(jīng)驗選取的，考慮的均是理想道路交通條件下的速度，實際上施工區(qū)的速度受道路線形條件，交通量、大車比例等交通流條件影響很大，但相關(guān)理論研究卻很少。這些方面的空白將是本研究速度控制策略研究的重要突破口。2.2.3施工區(qū)交通組織設(shè)計及方法施工區(qū)交通組織方案包括靜態(tài)交通組織方案和動態(tài)交通組織方案兩方面的內(nèi)容，前者主要指施工作業(yè)控制區(qū)的警告區(qū)、過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、結(jié)束區(qū)等參數(shù)的合理規(guī)劃，設(shè)定養(yǎng)護施工其他相關(guān)控制區(qū)和相鄰控制區(qū)的物理參數(shù)的可能取值范圍；后者主要包括交通分流和交通行為管制兩大類，交通分流包括空間分流〔空間路權(quán)分配如車道功能使用〕和時間分流〔時間路權(quán)分配〕兩類，交通行為管制主要指針對施工作業(yè)區(qū)的限速、限時通行、限車種通行、分道行駛、信息誘導(dǎo)等多種策略。而無論是養(yǎng)護施工還是改擴建施工的交通組織方案，都需要遵循一些根本原那么，即平安原那么、暢通原那么、確保施工進度原那么和效益最正確原那么。平安原那么是指施工期間，必須保障運營車輛的行駛平安，同時也必須保障施工車輛和施工人員平安。暢通原那么是指施工期間，公路應(yīng)保持暢通，確保施工過程中車輛能夠以一定的速度順利通過，保證一定的效勞水平，同時減少因施工帶來的高速公路運營損失。確保施工進度原那么是指盡量壓縮施工周期，減輕對周邊公路的壓力，和施工高速公路的經(jīng)濟損失。效益最正確原那么：養(yǎng)護工程和改擴建工程作為一項經(jīng)濟活動，合理利潤的追求必然要求工程在到達質(zhì)量、進度等各項要求的根底上，付出最小的經(jīng)濟代價。因此，在施工過程中，對各項設(shè)施的要求是在保證工程質(zhì)量的前提下選擇最經(jīng)濟的方案。2.2.3.1國外施工區(qū)交通組織設(shè)計與方法在施工作業(yè)區(qū)交通組織及管理方面：道路在建設(shè)和養(yǎng)護時，確保公眾及時獲知施工區(qū)及周邊道路交通環(huán)境的信息十分重要，一方面使出行者根據(jù)信息做出合理的出行方案，提高公眾的滿意度；另一方面，更為重要的是，降低與工作區(qū)不利環(huán)境相關(guān)的平安隱患。美國一研究報告指出出行者獲取信息的渠道主要有四種直接的和四種間接的，出行者滿意度的測定受施工區(qū)造成的粉塵、噪聲、標志設(shè)置、信息溝通等方面的影響。研究還調(diào)查得到：信息渠道利用率最高的是施工區(qū)標志為55.9%，最少的為電子郵件僅為1.5%，另有少于4%的人不利用任何信息渠道，施工區(qū)公告牌對出行者滿意度的奉獻最大，其次是網(wǎng)站信息發(fā)布，而電視、播送的作用不大。美國研究人員指出：解決建設(shè)和維護階段的工作區(qū)平安問題的關(guān)鍵是減少機動車和工作人員間的相互作用，即解決好工作區(qū)與非工作區(qū)界面的交互影響，而具體對策、方法的落實又是圍繞工作區(qū)交通管理進行的。工作區(qū)交通管理并不是附加于施工養(yǎng)護作業(yè)之外的單獨工程，也不是什么新的概念，工作區(qū)交通管理涉及的內(nèi)容也遠不止于工作區(qū)的交通控制，它包含一整套方法，其所表達出的長期戰(zhàn)略思想在于滿足人和貨物平安有效的通過運輸走廊這一需求，交通管理的核心理念仍是運輸系統(tǒng)的機動性和平安性。車輛延誤與平安是緊密聯(lián)系在一起的，事故導(dǎo)致交通延誤，反過來，延誤也引發(fā)事故。通過降低道路使用者在工作區(qū)環(huán)境中的暴露風險，可減少與工作區(qū)相關(guān)的各類事故，還能給道路工作人員和檢查巡視人員提過一個平安的工作環(huán)境，因此，成功的交通管理取決于通過以下方法來減少上述暴露風險，即盡可能減少因車輛、道路使用者和工作區(qū)環(huán)境相互作用而帶來的不利影響：減少通過工作區(qū)的交通量減少工作區(qū)設(shè)置或啟用時間減少工作區(qū)建立的頻次美國的一份研究報告指出以下幾個階段和關(guān)鍵要素是公路整個工程周期中成功實施交通管理的要點，這些階段和要素表達了工作區(qū)平安的最新技術(shù)開展水平，并對好的經(jīng)驗/政策進行了分類：政策、指南、標準之操作規(guī)程公眾關(guān)系、教育預(yù)測模型及影響分析：阻塞與事故規(guī)劃與立項工程開發(fā)與設(shè)計簽約與招投標技術(shù)要求與建設(shè)材料、方法、經(jīng)驗出行者與交通信息執(zhí)法ITS及新技術(shù)評價、反響有效的工作區(qū)交通管理是由一系列連續(xù)的措施、方法、手段構(gòu)成，在具體的實施中，應(yīng)尋求平安、本錢、時間、道路使用者利益之間的均衡。美國的MUTCD給出了道路工作區(qū)統(tǒng)一的設(shè)計和設(shè)置方法及原那么，也包括臨時交通控制方案〔TCPs〕的開發(fā)指南，其中TCPs用以確定通過工作區(qū)的交通流的方式和規(guī)那么。美國職業(yè)平安與健康管理局〔OSHA〕在其工業(yè)平安生產(chǎn)建設(shè)規(guī)章中對非道路工作地點〔不向公眾交通開放〕內(nèi)的車輛和設(shè)備的平安運行進行了規(guī)定。然而，該規(guī)定并沒有對機械類型和平安設(shè)備進行詳盡的說明，對工作準那么、交通控制方案、換班等內(nèi)容也未表述。另外，該規(guī)定還對旗語、信號規(guī)定等一般性問題進行了討論，也包括標志、路障等內(nèi)容。2004年9月，美國聯(lián)邦公路局出版了施工區(qū)規(guī)定的最新版本——23CFR630SubpartJ，該版本命名為“施工區(qū)平安性和機動性規(guī)那么〞，該手冊適用于美國所有州和地方政府。該文獻包涵一個指導(dǎo)性報告和三個技術(shù)性報告，分別為：規(guī)那么的貫徹和執(zhí)行、施工區(qū)影響評價、交通管理方案和施工區(qū)公共信息及發(fā)布策略。其把交通組織和管理分為政策方針層面、州/地方管理單位層面和具體工程層面。對工作區(qū)的交通管理方案〔TMP〕的重要性、使用程序、具體工程、應(yīng)考慮的重要問題、以及管理戰(zhàn)略等進行了介紹和說明。該文獻還給出了一些目前一些機構(gòu)正在使用TMP的例子和做法。附錄中還給出了交通管理方案潛在組成工程清單。應(yīng)該說本報告是道路施工區(qū)交通組織的根底，在更宏觀的層面，更為廣義的介紹了交通管理和控制的意義、作用和應(yīng)包括的各個方面。2.2.3.2國內(nèi)施工區(qū)交通組織管理和設(shè)計除了《道路交通作業(yè)平安標志》〔GA182-1998〕、《道路交通標志和標線》〔GB5768-1999〕等標準標準外，我國一些大的城市從自身情況出發(fā)，也相應(yīng)的制訂了一些施工作業(yè)區(qū)管理手冊和規(guī)程。北京市公安局公安交通管理局于2005年組織編寫了《北京市占道施工交通管理手冊》。該手冊對許可程序、管理范圍、職責分工等進行了標準，提出包括交通影響最小原那么等交通組織定性根本原那么。對緩解首都交通擁堵、保障平安暢通起到了不可抹煞的作用。上海市市政工程管理處也于2006年組織編寫了《城市道路養(yǎng)護維修作業(yè)平安技術(shù)規(guī)程》。該規(guī)程對占道施工區(qū)域的交通組織進行了系統(tǒng)的闡述，經(jīng)上海市交巡警總隊反映，該規(guī)程實施后，對交通的平安暢通起到了很大的改善作用。高速公路養(yǎng)護施工作業(yè)，按其施工內(nèi)容可分為路面施工、路基施工、排水施工、設(shè)施維修施工、綠化施工等等；按其在高速公路上施工作業(yè)區(qū)的位置可以分為占用路面的施工作業(yè)〔包括超、行車道和緊急停車帶施工〕和非占用路面的施工作業(yè)〔包括中央分隔帶、路肩、邊溝、邊坡施工〕。郝學臣等人結(jié)合工程實踐對高速公路非占用路面施工作業(yè)的交通控制進行了調(diào)查和研究，并對此提出了探討意見。文章詳細說明了中央分隔帶作業(yè)區(qū)和邊溝邊坡作業(yè)區(qū)的交通控制措施。結(jié)論有一定的借鑒意義，但研究成果沒有給出具體實例加以證實，因此還有待進一步驗證。施工交通組織包括施工組織和交通組織，兩者相互關(guān)聯(lián)、相互制約、密不可分。韓熠和李杰兩人總結(jié)以往養(yǎng)護工程和改擴建工程的施工組織方案，將道路施工可分為全封閉施工、半幅封閉施工、全幅區(qū)分車型分流施工、半幅區(qū)分車型分流施工、開放式施工和組合式施工6種情況。交通分流可以分為路網(wǎng)分流、平行道路分流和施工便道分流3種；而交通行為管制那么包括限速通行、限時通行和分道行駛3種。路段交通組織方面，確定了最小施工路段間隔宜大于5km，半幅封閉施工路段長度取為4km為宜，通行車輛限時應(yīng)控制在60km/h以內(nèi)。文章從宏觀上對高速公路改擴建工程施工交通組織進行了詳細闡述，分析的結(jié)果對高速公路改擴建及養(yǎng)護工程的交通組織和施工組織有一定的指導(dǎo)和借鑒作用，缺乏之處在于沒有微觀模型作為理論根底，同時也缺乏量化數(shù)據(jù)作為依據(jù)。河北道路工程檢測的肖健以實例介紹了路面養(yǎng)護中常見的幾種交通流組織方式〔不改變交通流方向，封閉局部車道施工；改變交通流方向，單向封閉施工，對向雙向通行；改變交通流方向，單向〔或雙向〕封閉施工，繞行其他線路通行〕及其特點，并簡單說明了交通平安設(shè)施的設(shè)置與轉(zhuǎn)移，封閉路段的長度以及突發(fā)事件的應(yīng)急處理措施。文章結(jié)合國內(nèi)兩個成功的實例闡述了施工路段的不同施工交通組織方式的特點，分析較為透徹，具有一定的導(dǎo)向性。在說明交通平安設(shè)施的設(shè)置與轉(zhuǎn)移時缺乏直觀性，應(yīng)以圖示加以說明。對于封閉路段長度的設(shè)計缺乏理論依據(jù)。武漢理工大學的宋學文在其博士學位論文中將交通組織劃分為點、線、面3個層次。面層的交通組織優(yōu)化，即基于公路網(wǎng)布局的交通組織優(yōu)化。包括改擴建期交通量預(yù)測、交通分流方法的選擇、交通流組織方案的效果評價等。線層的交通組織優(yōu)化，即基于根本路段的交通流組織優(yōu)化，這局部重點應(yīng)關(guān)注的是施工組織方案和施工區(qū)優(yōu)化布局等。點層的交通組織優(yōu)化，即基于施工關(guān)鍵點的交通流組織。主要是根據(jù)橋梁、立交、效勞區(qū)、收費站等不同的擴建特點，給出相應(yīng)交通流組織方案。王淼運用交通供需均衡理論，對安新高速公路影響區(qū)域4改8擴建期間的交通需求進行預(yù)測，分析得出如果施工期間安新高速公路能保證4車道通行，效勞水平能夠保持在二級，以此為根底設(shè)計并論證了“行車不分流〞的交通組織方案，并對選定的交通組織方案的實施進行詳細設(shè)計。通過三個方案在施工組織、交通組織和通行能力等方面的比擬，最終選擇了方案一。即第一階段：東、西半幅外側(cè)路基同時施工。第二階段：東半幅外側(cè)新建路面和原硬路肩路面施工，在東半幅原硬路肩每2km保存200m長的一段作為緊急停車島并與中間帶開口錯開。第三階段：東半幅內(nèi)側(cè)原路面、西半幅外側(cè)新建路面施工，同樣地，在西半幅原硬路肩保存緊急停車島，待該階段其他路面施工完成后再單獨施工。第四階段張豐焰和周偉等人探討了高速公路改擴建工程的交通組織設(shè)計。明確了擬施工道路和相關(guān)道路的交通特征和建設(shè)特征是確定合理的交通組織方案的根底。通過分析，認為應(yīng)考慮的根底條件如下：(1)擬改擴建高速公路的線路走向及交通分擔情況。(2)擬改擴建高速公路沿線效勞設(shè)施和交通工程設(shè)施的設(shè)置情況。(3)擬改擴建高速公路沿線出入口匝道的設(shè)置情況。(4)擬改擴建高速公路沿線立交橋的設(shè)計型式、施工方法。(5)擬改擴建高速公路的方案設(shè)計方式，一般分為新建和加寬兩種方式。(6)擬改擴建高速公路交通影響區(qū)內(nèi)道路交通布局及線路設(shè)施等情況。通過對高速公路改擴建工程交通組織的根底條件的分析，探討了改擴建工程交通組織設(shè)計原那么和設(shè)計方法。提出以高速公路改擴建工程總體設(shè)計為依據(jù)，以現(xiàn)狀交通調(diào)查為根底，通過交通仿真模型的建立與檢驗、專家的經(jīng)驗與評判等多種手段，定性與定量相結(jié)合地開展改擴建工程實施期間交通組織研究，并確定了如下交通組織方案的技術(shù)路線，見圖2-9所示。圖2-9交通組織方案技術(shù)路線文章對高速公路改擴建工程交通組織設(shè)計原那么和設(shè)計方法的探討具有一定的導(dǎo)向性，但對高速公路改擴建工程交通組織設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計效果評價、實施方案等沒有進行研究。李永義在其碩士論文中首先分析了高速公路施工路段交通特性，包括人的特性、車輛運行特性、道路根本特性和交通流特性，通過對上述特性的分析研究了高速公路施工路段交通組織方案設(shè)計。本著保證高速公路“快速、平安、經(jīng)濟、舒適〞功能的原那么來進行并給出方案設(shè)計流程圖圖2-10高速公路施工路段交通組織方案建立流程圖接著建立了高速公路施工路段交通組織方案的評價指標體系，根據(jù)施工路段交通組織方案的實施效果，即車輛的運行狀況，從眾多的指標中選擇了路段飽和度、路段平均車速、路段交通密度、路段平均行程延誤4個指標作為施工路段交通組織方案評價指標，并采用了動態(tài)綜合評價方法對高速公路施工路段交通組織方案評價指標體系進行評價。但論文并沒有根據(jù)評價的結(jié)果給出具體交通組織設(shè)計和管理的有用建議。馮道祥和張建龍的碩士論文都以連霍高速公路為依托研究了高速公路改建工程的保通方案。分析了高速公路改建工程的交通特點，重點運用微觀交通仿真軟件對高速公路改建工程施工區(qū)通行能力進行模擬試驗研究，根據(jù)研究高速公路施工區(qū)通行能力研究成果制定出了連霍高速公路鄭州段改建期間的主線、橋梁及互通式立交的保通方案和限速方案。論文結(jié)合國內(nèi)連霍高速公路鄭州段改建工程系統(tǒng)的研究了高速公路改建工程的保通方案，考慮問題較為深入，對公路養(yǎng)護施工的保通和交通組織有一定的參考意義。重慶交通大學的李淑慶等人結(jié)合交通規(guī)劃軟件TransCAD的OD矩陣反推和仿真軟件Vissim動態(tài)交通分配仿真的技術(shù)優(yōu)勢，提出了一種較實用的交通需求OD推算方法和城市路網(wǎng)動態(tài)交通分配仿真技術(shù)，建立了城市路網(wǎng)動態(tài)交通分配仿真流程〔圖2-11〕，使仿真效果到達了從宏觀到微觀系統(tǒng)分析路網(wǎng)規(guī)劃方案以評價路網(wǎng)交通性能與管理效果的目的，并運用該技術(shù)方法對重慶市南坪交通樞紐改善工程組織方案進行比選，得出了交通組織方案的優(yōu)劣。文章結(jié)合兩大主流交通規(guī)劃仿真軟件TransCAD和Vissim的技術(shù)優(yōu)勢，設(shè)計的路網(wǎng)動態(tài)交通分配仿真流程提供了一個完善的城市路網(wǎng)交通分析的思路和解決方法，這一作法也可以借鑒到公路養(yǎng)護施工過程動態(tài)交通組織方案設(shè)計中，如基于路網(wǎng)運行效率最正確的高速公路