梁健健， 王曉勇， 姚勝彪， 李標(biāo)

(1.廣西交通投資集團(tuán)有限公司， 廣西 南寧 530000； 2.長(zhǎng)安大學(xué) 汽車學(xué)院)

通常需要進(jìn)行改擴(kuò)建的高速公路大部分是該地區(qū)的主要運(yùn)輸線路，它們承載著巨大的交通量，對(duì)區(qū)域內(nèi)交通的影響舉足輕重。不同于新建道路，改擴(kuò)建高速公路在建設(shè)過(guò)程中，不僅會(huì)給周邊路網(wǎng)帶來(lái)交通壓力，而且在改擴(kuò)建過(guò)程中，還會(huì)給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成一定的不利影響。因此，在不中斷交通的情況下進(jìn)行改擴(kuò)建，需要制定合理的交通組織方案，以便在改擴(kuò)建工程建設(shè)期間最大程度保證道路的通行效率，這也是高速公路改擴(kuò)建工程保通成功的重要要素之一。

1 已改擴(kuò)建高速公路保通方案分析

1.1 廣清高速公路保通方案

廣(州)—清(遠(yuǎn))高速公路改擴(kuò)建是將雙向四車道擴(kuò)建成八車道。在改擴(kuò)建交通組織中，采用的交通組織方案為“立交分組、同時(shí)分幅分段、半幅單向”。在現(xiàn)狀道路保持通行的情況下，對(duì)兩側(cè)加寬部分的路基、擋墻、軟基等進(jìn)行處理。以廣花段(慶豐～龍山)的改擴(kuò)建為例，在改擴(kuò)建期間，封閉廣花段半幅道路，將原交通流全部分流到另外半幅道路，而在另外半幅實(shí)行單向雙車道通行。在此期間，為完成車輛的臨時(shí)四車道行駛，對(duì)路基、路面、橋涵、縱坡等進(jìn)行調(diào)整改造，之后將交通流引導(dǎo)至調(diào)整完后的對(duì)向半幅道路，這時(shí)可對(duì)封閉的半幅道路進(jìn)行施工。待該半幅道路的路面施工完成后，將交通流引導(dǎo)到先前封閉的半幅道路，待剩下的工程施工完成后就可實(shí)現(xiàn)雙向八車道通行。

由于該種保通方案需要將原先全部的交通量分流到一半路面的道路，只允許單個(gè)方向兩個(gè)車道的行駛，易造成周邊路網(wǎng)單向交通組織失衡，所以該類型保通方案存在一定的局限性。

1.2 滬寧高速公路保通方案

滬寧(上海—南京)高速公路利用全程拼接拓寬的方式擴(kuò)建雙向八車道，在原有道路的兩側(cè)各增加兩個(gè)車道。采取的是“分幅分段施工、雙向兩車道通行”的保通方案，屬于真正意義上的大交通流量下邊通車邊施工的高速公路改擴(kuò)建工程。路基施工階段，在路基兩邊設(shè)置兩條便道，原路肩護(hù)欄位置放置隔離柵，而后開(kāi)始其余路基工程施工。在路基填筑和拼接階段，將防撞護(hù)欄和部分緊急停車帶去除，對(duì)主線橋上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。在路面施工階段，將路面分段，并按照單幅道路逐步施工。施工過(guò)程中先將主線交通引流到北半幅路面，在此路面實(shí)現(xiàn)雙向雙車道通行，便于對(duì)剩下的南幅路段進(jìn)行施工；南半幅全線滿足四車道通行條件后將南北半幅分段，按照交替封閉方式，對(duì)路面進(jìn)行施工。

以滬寧高速公路改擴(kuò)建為代表的保通方案，有效利用了周邊路網(wǎng)，對(duì)項(xiàng)目路的交通實(shí)現(xiàn)分流，該保通方案可以在關(guān)鍵路段保障項(xiàng)目路可以雙向兩車道通行，而在其他施工路段和施工時(shí)間可以確保雙向四車道通行，具有較好的借鑒意義。

1.3 安新高速公路保通方案

河南安(陽(yáng))—新(鄉(xiāng))高速公路的擴(kuò)建同樣是將四車道擴(kuò)建為八車道，是在老路上向左右兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)車道拼寬。全線在不中斷交通情況下采用“半幅分車道施工、雙向四車道通行、行車不分流”的交通組織方案。在工程準(zhǔn)備和路基拼接施工階段，車輛可在老路上維持雙向行駛；在路面基層拼接和中下面層施工階段，對(duì)在原來(lái)道路上的車輛進(jìn)行限速，并要求不同車輛分道行駛；完成后，對(duì)老路進(jìn)行改造施工，此時(shí)，將車流引至新建路面，對(duì)車輛限速并對(duì)大小車型實(shí)施分道行駛，實(shí)現(xiàn)雙向行駛；在上面層通鋪施工時(shí)，封閉半幅道路，將車流引導(dǎo)至剩余半幅道路，實(shí)行半幅雙向通行，等到該半幅道路施工結(jié)束后，再把車流引導(dǎo)到施工完后的道路，封閉剩余的半幅道路準(zhǔn)備施工，全部結(jié)束后就可以雙向八車道通行。

應(yīng)注意到，安新高速公路的保通方案也并非完全意義上利用中面層實(shí)現(xiàn)雙向四車道通行。對(duì)其橋涵和上跨橋工程施工方案的分析表明：在沒(méi)有便橋輔助通行或者不利用新橋的情況下，由于橋梁和上跨橋施工段只能保證車流在半幅道路雙向兩車道行駛，因此要實(shí)現(xiàn)四車道通行，只有當(dāng)橋梁施工段的半幅路面完成以及其他施工時(shí)段才可行。

2 桂柳高速公路交通現(xiàn)狀

廣西桂(林)—柳(州)高速公路改擴(kuò)建工程現(xiàn)有道路分兩期建設(shè)，其中，桂柳高速公路靈川至臨桂段的一部分，以廟嶺互通為改擴(kuò)建起點(diǎn)，一直到僚田互通段；另一部分工程是桂柳高速公路僚田互通至靜蘭(柳州東互通)段的一部分，從僚田樞紐互通開(kāi)始，至鹿寨北互通段結(jié)束。根據(jù)JTG B01-2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于高速公路通行能力分析的車輛折算系數(shù)的規(guī)定，計(jì)算得到2015年桂柳段各路段的現(xiàn)狀交通量及服務(wù)水平見(jiàn)表1。整體而言，2015年桂柳高速公路處于二級(jí)服務(wù)水平，當(dāng)前能滿足交通需求。

表1 桂柳段高速公路現(xiàn)狀服務(wù)水平(2015年)

根據(jù)2006年5月18日在 G72桂柳高速公路桂林服務(wù)區(qū)、波寨服務(wù)區(qū)設(shè)點(diǎn)交通觀測(cè)得知，桂柳高速公路中貨車晝夜率分布為1.5～2.4，小型貨車的晝夜率最低，為1.51；拖掛車的晝夜率最高，為2.34。由此可得知小型車在夜間出行較少。桂柳高速公路高峰小時(shí)時(shí)段為11：00～17：00，高峰小時(shí)系數(shù)為6%～8%。方向不均勻系數(shù)約為50%，這表明桂柳高速公路兩個(gè)方向的交通量分布相差不大。此外根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知桂柳高速公路路段交通量呈現(xiàn)出貨車折算比例遠(yuǎn)高于客車折算比例的特點(diǎn)，2015年桂林至柳州鹿寨段平均客貨比為0.64∶1。按絕對(duì)數(shù)計(jì)算則客車遠(yuǎn)高于貨車(1.49∶1)。其中小型客車交通量占到了客車總交通量的33.4%；而大型貨車和汽車列車的交通量占到了貨車總交通量的48.3%，中貨和小貨所占的比重相比而言較小，僅分別占7.9%、4.7%。對(duì)歷年車速的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，2009年以前桂柳高速公路上的平均車速為100 km/h左右，且有小幅波動(dòng)，2009年以后，車輛平均運(yùn)行速度有所下降，為80～90 km/h。

3 保通方案設(shè)計(jì)

桂柳高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的擴(kuò)建方案主要是兩側(cè)直接拼接，在局部路段為分離拼接或單側(cè)拼接。這里主要介紹兩側(cè)直接拼接方案。結(jié)合改擴(kuò)建建設(shè)實(shí)施方案可知，在路基施工階段，原有路面可用于確保雙向四車道通行；在路面施工階段，需要挖除土路肩和硬路肩，另外，為了保障安全，需要設(shè)置臨時(shí)隔離設(shè)施，這部分設(shè)施將占用行車道外側(cè)部分空間，鑒于此，可選擇利用老路面雙向兩車道、雙向三車道、雙向四車道3種保通方案。

在某些時(shí)間段，主線橋和上跨橋等重要位置選擇執(zhí)行雙向三車道保通方案。值得注意的是，設(shè)計(jì)新建上跨橋中墩及上部構(gòu)造等施工時(shí)，建議統(tǒng)籌考慮，相鄰位置較近的上跨橋在合理規(guī)范內(nèi)同時(shí)施工以減少改道次數(shù)；遵循“先建后拆”的原則，盡量避免采用爆破方案；在車流量較大位置需完成拼寬路基，足夠車道凈寬時(shí)再拆除舊橋，以減少改道雙向通行路段交通擁堵；在主線舊橋拆除施工需要先拼寬橋梁足夠橫向縱向凈寬與路基順接，以確保路面滿足過(guò)往車輛通行，同時(shí)保證主線橋前后端頭路基施工銜接有序、線形順直。

3.1 路基施工階段

(1) 一般路段

在路基施工階段，維持原有道路交通現(xiàn)狀。將隔離柵撤除，對(duì)原來(lái)的道路削坡，并逐級(jí)開(kāi)挖臺(tái)階，填土壓實(shí)至新建路床頂面。同時(shí)對(duì)橋梁的下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。施工時(shí)，注意設(shè)置施工標(biāo)志標(biāo)牌，警示車輛注意限速。

(2) 上跨橋

在路基施工階段需要完成上跨橋的拆除和新建工作。上跨橋新建施工時(shí)，將半幅道路封閉，將原先的交通流引導(dǎo)到剩余的半幅道路，占用剩余半幅道路兩個(gè)行車道，而剩余半幅道路的車輛借用硬路肩行車，并設(shè)置隔離設(shè)施，實(shí)行雙向三車道通行。

3.2 路面施工階段

在路面拼接階段，將土路肩和硬路肩挖除。保證車輛行駛安全和側(cè)向凈空，在此分別分析“利用老路面雙向兩車道行車”(簡(jiǎn)稱方案A)、“利用老路面雙向三車道行車”(簡(jiǎn)稱方案B)、“利用老路面雙向四車道行車”(簡(jiǎn)稱方案C)3種保通方案。

(1) 保通方案A

先把護(hù)欄拆除，并將土路肩和硬路肩同時(shí)挖除，而后開(kāi)始對(duì)路面下、中、上面層的加寬施工，同時(shí)完成拼接縫的施工。主線橋梁的上部結(jié)構(gòu)施工和拼接施工也在此階段完成。

為保證車輛行駛安全，將臨時(shí)隔離設(shè)施設(shè)置于原有道路外側(cè)車道邊緣向內(nèi)約1 m處。這樣就使得老路的外側(cè)行車道寬度變窄，當(dāng)車道寬度縮窄至小于2.5 m時(shí)，在老路外側(cè)車道的施工區(qū)按照一定間隔劃出緊急停車帶。如有必要，在緊急停車帶和老路路面的結(jié)合處設(shè)置過(guò)渡坡面，以避免二者之間的高度差。交通組織方式如圖1所示。在一般路段左右兩半幅路面均施工結(jié)束后，將臨時(shí)護(hù)欄拆除，并對(duì)未完工的一些附屬工程進(jìn)行收尾。

圖1 路面施工階段的交通組織(兩車道)

(2) 保通方案B

第一步：先對(duì)上半幅拓寬路面的下、中、上面層進(jìn)行施工，同時(shí)上半幅道路設(shè)置成單車道行駛。并在施工區(qū)與原有道路外側(cè)車道的分隔處設(shè)置臨時(shí)隔離設(shè)施，且按照一定間隔設(shè)置緊急停車帶。而下半幅維持原有雙車道交通，暫時(shí)不進(jìn)行處理。如圖2所示。

圖2 路面施工階段的交通組織一(三車道)

第二步：等到上半幅施工結(jié)束后，上半幅道路可用于車輛通行。將下半幅原先的一部分交通量轉(zhuǎn)移至上半幅，方便對(duì)其施工。原先下半幅的車流一部分引導(dǎo)至下半幅的內(nèi)側(cè)車道，另一部分引導(dǎo)至上半幅的內(nèi)側(cè)車道，而上半幅的車流引導(dǎo)至上半幅外側(cè)兩個(gè)車道。同時(shí)為了保證雙向交通安全，在上半幅第二車道中間設(shè)置臨時(shí)隔離設(shè)施。并按照一定間隔設(shè)置緊急停車帶。完成后可以對(duì)下半幅進(jìn)行施工，具體組織方式與第一步相同，此處不再贅述。如圖3所示。最后，將上下半幅加寬路面都完成施工。

圖3 路面施工階段的交通組織二(三車道)

(3) 保通方案C

第一步：首先對(duì)上半幅最外側(cè)車道路面和硬路肩進(jìn)行施工，僅施工至水泥混凝土面板層，如圖4所示。在此情況下借助原有道路維持四車道通行。

圖4 路面施工階段的交通組織一(四車道)

第二步：接著對(duì)下半幅拼寬部分及老路硬路肩路面進(jìn)行施工，完成后在混凝土面板層上通車，在此情況下，將混凝土面板層當(dāng)做單個(gè)車道，與上半幅原有道路的兩個(gè)車道結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)向三車道行車；同時(shí)封閉下半幅車道，僅開(kāi)放超車道，并作限速要求，對(duì)下半幅路面進(jìn)行拼寬，總體實(shí)行對(duì)向四車道行駛。如圖5所示。

圖5 路面施工階段的交通組織二(四車道)

第三步：下半幅道路施工結(jié)束后，將上半幅車流全部引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至施工結(jié)束的下半幅，在該半幅第二和第三車道中間設(shè)置臨時(shí)隔離設(shè)施。將上半幅封閉進(jìn)行施工，先把老路硬路肩和回填的素土去除，再對(duì)拼寬路面的瀝青層和新老路面拼接層進(jìn)行施工。如圖6所示。完成之后，對(duì)其他的附屬工程進(jìn)行收尾完善。

圖6 路面施工階段的交通組織三(四車道)

4 保通方案綜合評(píng)價(jià)

4.1 保通方案的交通影響評(píng)價(jià)

(1) 通行能力

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，2018年桂柳高速公路的平均日高峰小時(shí)交通量為1 765 pcu/h。在內(nèi)車道速度限制為80 km/h，外車道速度限制為60 km/h情況下，V/C值為0.65，處于三級(jí)服務(wù)水平。因此，按照保通方案C，桂柳高速公路全線服務(wù)水平均在三級(jí)左右，因此項(xiàng)目段可自行承擔(dān)改擴(kuò)建施工導(dǎo)致的交通壓力。

(2) 分流壓力

桂柳高速公路周邊可用于分流的道路較少，并且道路等級(jí)較低，多為國(guó)道及以下，難以承擔(dān)大流量分流。鑒于桂柳高速公路原有道路的服務(wù)水平較高，改擴(kuò)建施工期間可以不分流或者分時(shí)段適度分流便可減小分流壓力。而使用保通方案C向周邊道路分流流量小，基本不會(huì)對(duì)周邊路網(wǎng)產(chǎn)生額外的交通壓力，尤其適合桂柳高速公路周邊路網(wǎng)分流道路數(shù)量少、等級(jí)低的現(xiàn)狀。

(3) 行車安全

2011年桂柳高速公路全線已經(jīng)鋪設(shè)過(guò)瀝青混凝土面層，全線路況條件較好。并且在使用保通方案C情況下，項(xiàng)目段全線均設(shè)置有緊急停車帶，保證了改擴(kuò)建施工區(qū)的交通安全。

(4) 通行費(fèi)損失

前面已經(jīng)提到，桂柳高速公路周邊路網(wǎng)資源較為匱乏，用于分流的高速公路較少，主要有包茂高速、蘭海高速、廣昆高速，但是從地理位置考慮，利用這些高速公路分流將導(dǎo)致長(zhǎng)距離繞行，分流效果不明顯。而采用保通方案C時(shí)，保證了項(xiàng)目路周邊路網(wǎng)較小的分流壓力，并且該方案對(duì)項(xiàng)目路的通行能力影響較小，從而使得通行費(fèi)損失較少。

4.2 保通方案的社會(huì)影響評(píng)價(jià)

(1) 從施工方的角度分析

改擴(kuò)建工程施工會(huì)干擾車輛的正常通行，由此可能導(dǎo)致高速公路通行能力降低。作為施工方，需要著重考慮確保工程質(zhì)量、縮短施工期限等問(wèn)題。從這些角度分析，采用保通方案C具有一定的優(yōu)勢(shì)。

(2) 從運(yùn)營(yíng)方的角度分析

改擴(kuò)建工程的施工不可避免地會(huì)對(duì)道路的通行能力造成不利影響，加之向周邊道路進(jìn)行分流，導(dǎo)致高速公路運(yùn)營(yíng)方或多或少會(huì)損失通行費(fèi)。高速公路運(yùn)營(yíng)方要考慮的問(wèn)題除了要保證道路暢通外，還需要考慮將通行費(fèi)的收費(fèi)損失降到最低，將工程投資降到最小。就收費(fèi)損失而言，采用保通方案C情況下通行費(fèi)收費(fèi)損失較少，但該方案會(huì)增加施工量，導(dǎo)致工程建設(shè)投資較大，因?yàn)樵摲桨赶碌男陆蛎鎸挾刃璞仍性O(shè)計(jì)寬度大1～2 m，以保證半幅橋面可以滿足雙向四車道行車。

(3) 從出行者的角度分析

出行者對(duì)出行的要求通常是舒適快捷，經(jīng)濟(jì)安全，從出行者角度分析，采用保通方案C對(duì)項(xiàng)目路的通行能力影響較小，基本可自行承擔(dān)交通量，無(wú)需為分流而讓出行者繞行，容易為出行者所接受。

(4) 對(duì)廣西和泛珠三角洲的影響分析

桂柳高速公路是廣西高速公路網(wǎng)極為重要的主干路，是加快西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略和“泛珠三角洲”各省區(qū)聯(lián)系的公路大動(dòng)脈。但由于桂柳高速公路周邊的高等級(jí)路網(wǎng)資源匱乏，密度較小，使用保通方案C可以減少對(duì)周邊路網(wǎng)的依賴，盡最大可能承受改擴(kuò)建工程導(dǎo)致的交通壓力。但同時(shí)，不能向周邊路網(wǎng)分流也容易導(dǎo)致桂柳高速公路局部路段擁堵。因此，需要綜合考慮改擴(kuò)建工程實(shí)施的合理性和社會(huì)影響，兩相權(quán)衡后再對(duì)保通方案進(jìn)行選擇。

(5) 環(huán)境影響分析

由于使用保通方案C的工程建設(shè)量較大，為保證部分橋梁半幅施工時(shí)可以雙向四車道通行，一些輔道的修建難以避免，而這可能破壞項(xiàng)目路周邊的自然環(huán)境，原因在于：① 額外的工程施工會(huì)破壞項(xiàng)目路周邊的自然環(huán)境，對(duì)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)和地形破壞后較難恢復(fù)原貌；② 這些額外工程的建設(shè)，如臨時(shí)便道的拆建，不可避免地需要進(jìn)行取土作業(yè)和其他作業(yè)，這些工程均會(huì)對(duì)環(huán)境造成進(jìn)一步破壞。

結(jié)合上述分析，得到各保通方案的指標(biāo)評(píng)價(jià)匯總，如表2所示。

表2 保通方案各指標(biāo)評(píng)價(jià)

因此，參考各個(gè)方案實(shí)施下的交通影響和社會(huì)影響，結(jié)合各保通方案的特點(diǎn)，可知使用老路路面雙向四車道行車的保通方案(即保通方案C)適合桂柳高速公路當(dāng)前特點(diǎn)，并且該方案實(shí)施下的桂柳高速公路在改擴(kuò)建期間能夠滿足通行能力要求。從施工難易程度考慮，使用老路面雙向三車道行車的保通方案的施工組織比較簡(jiǎn)單，但該方案下的通行能力卻比較低，通行費(fèi)損失也較大；而使用老路面雙向兩車道行車保通方案下通行能力和通行費(fèi)損失都比另外兩個(gè)保通方案差。

4.3 保通方案的交通組織原則

根據(jù)綜合影響評(píng)價(jià)比選，桂柳高速公路改擴(kuò)建施工時(shí)，在施工階段針對(duì)前期跨線天橋中墩施工、路側(cè)路基結(jié)構(gòu)物拼接施工、立交匝道施工，中期上跨橋、主線橋、鐵路橋拆建、架梁施工及特殊工點(diǎn)和調(diào)坡施工，后期的交安、機(jī)電、房建交叉施工及路面施工等節(jié)點(diǎn)上，除了按照“主線拼寬保雙向四車道通行”的原則外，還應(yīng)做到“匝道施工占一還一”、“交叉作業(yè)誰(shuí)施工誰(shuí)管理”、“道口開(kāi)設(shè)誰(shuí)申請(qǐng)誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則。

根據(jù)施工方式和影響程度，明確分級(jí)審批、報(bào)備的涉路施工項(xiàng)目為：涉及跨越、平交與接入式涉路施工；需要改線、改道或者重大節(jié)假日占用原有路面不能撤離的涉路施工；涉及夜間施工、通行能力不足或者交通安全隱患路段涉路施工；交安設(shè)施的拆除與臨時(shí)設(shè)施安裝施工；對(duì)公路、公路附屬設(shè)施質(zhì)量和安全影響不大，封閉單側(cè)一條行車道的涉路施工；需要占用硬路肩的臨時(shí)涉路施工。按施工設(shè)計(jì)及交通組織方案做好涉路施工點(diǎn)“先申請(qǐng)后施工”的審批工作，施工點(diǎn)位要“先防護(hù)后動(dòng)工”，標(biāo)志標(biāo)識(shí)、護(hù)欄要“先安裝后拆除”，施工隊(duì)伍要“先培訓(xùn)后進(jìn)場(chǎng)”，監(jiān)理單位要全過(guò)程監(jiān)控并做好相鄰施工點(diǎn)之間的協(xié)調(diào)控制工作。

5 結(jié)語(yǔ)

桂柳高速公路在改擴(kuò)建工程中，主要采取的是兩側(cè)整體拼接方案進(jìn)行擴(kuò)建，依據(jù)這一特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析雙向兩車道行車、雙向三車道行車和雙向四車道行車3種保通方案，發(fā)現(xiàn)雙向四車道行車的保通方案不僅能夠保證通行能力和行車安全，而且對(duì)區(qū)域內(nèi)交通的分流壓力也小，除此之外， 該保通方案的社會(huì)影響相較于另外兩個(gè)保通方案也較小。 該方案已在桂柳高速公路改擴(kuò)建工程中采用，創(chuàng)造了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。