柳 佳

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 110166)

北京至哈尔滨高速公路起于北京,经沈阳、长春,止于哈尔滨,是《国家公路网规划(2013年—2030年)》七条高速公路首都放射线之一,是东北地区公路交通运输的大动脉和进出关的重要通道,在国家和区域路网中居重要地位。京哈高速绥沈段于2000年建成通车,对于加强辽宁及整个东北地区与关内的政治经济往来,促进辽宁对外开放和经济发展,特别是对促进辽宁省西部地区社会和经济发展,形成环渤海经济带都具有非常重要的意义。在运营二十多年的时间里,交通量增长迅猛,改扩建势在必行。改扩建分为两个阶段:第一阶段为绥中至盘锦段(以下简称沈山高速),计划工期为2022年—2026年;第二阶段为盘锦至沈阳段,目前处于可研阶段。文章仅针对第一阶段。沈山改扩建工程历经十余年的研究论证,最终决定采用整体式十车道标准进行扩建,设计速度120km/h,路基宽度55m。

1 十车道高速产生的新问题

1.1 标准横断面的划分

沈山高速目前交通流量大且货车比例高,小客车和货车混行,驾驶行为和运行速度差过大,经常出现外侧2车道被货车占据、内侧仅剩1车道供客车通行的情况,交通事故多发,应尽量通过采用客货分离的交通组织形式予以降低风险,而单向5车道的客货分离横断面布设尚无据可依。

1.2 互通区出入口的车辆转换

多车道虽然能够提供更大的通行能力,但这也导致了车辆在转换车道时的交织冲突成倍增加,尤其是在互通区、服务区出入口段,目标驶出车辆和驶入车辆如何横跨多车道逐级地、安全地完成车道转换,在大交通量的情况下转换1个车道需要多长的距离,交通标志、标线需要提前多少距离开始进行预告指示,距离出口端多远禁止车辆驶离以避免产生连续、多次变道的危险行为,都是需要研究的问题。

2 解决方案适用性分析

2.1 十车道横断面划分

针对多车道的横断面布置、交通组织划分可采用整体式和分离式两种。分离式横断面布设有着特有的优势,不但可以实现真正的客货分离,而且施工保通期对现有交通影响最小,但由于其占地规模很大,经多方论证研究决定采用整体式十车道横断面布设。行车道如何划分就显得尤为重要,交通组织影响着车道划分,下面就交通组织的几种形式进行研究。

(1)“客货混行”模式适用性分析

客货混行运营模式不针对客车、货车可行驶的车道进行限制,相邻车道之间采用可跨越分界虚线,完全由驾驶人根据当前路况进行车道选择,车辆完全处于不受运营管理干预的自由流状态,断面划分见图1(a)、图1(b)[1]。优点是最大程度地将自主选择权归还驾驶者,更灵活、更人性化,缺点是忽略了客车与货车不同的行驶特征、增加了因频繁转换车道带来交通事故的风险,交通安全处于不可控状态。不受控的交通安全对于运营管理来讲是不可接受的,从目前我国驾驶人的驾驶习惯来看,驾驶人也需要更多的交通管理限制来适应十车道的高速公路。

图1 “客货混行”交通组织划分

(2)“客货分隔”模式适用性分析

考虑到沈山高速公路客车、货车的运行时速差距过大,货车占比高,有必要在整体式断面借鉴分离式断面的交通组织模式,实现客车、货车各行其道,可采用标线分隔的形式来达到客车与货车之间的“软分离”,断面划分见图2(a)、图2(b)[1]。按照设计交通量来看,内侧2车道供客车行驶、外侧3车道供货车行驶,满足车辆的通行需求。“客货分隔”带来的好处是提高了客车的通行效率、降低了因客货混行引发交通事故的可能、减少了因频繁转换车道带来的风险。但也存在一定问题,客货分隔模式因其限制客车仅能在内侧车道行驶,更适用于长途出行的客车,而短途出行的客车进入高速后需要汇入到内侧车道,在驶离高速时同样需要转换至外侧车道,存在驾驶人操作时间仓促、转换车道不及时的可能性。由此看来,客货分隔模式在总体安全上具有相当的优势,仅就短途车辆而言存在一定风险。

图2 “客货分隔”交通组织划分

(3)“客货分隔+混行”模式适用性分析

“客货分隔+混行”模式即为内侧2车道为客车车道,外侧三车道为客货混行车道,断面划分见图3(a)、图3(b)[1]。此模式借鉴了客货混行的优势,将其整合到客货分隔模式中,既考虑了短途客车的实际需求,又符合了客车、货车隔离开的安全运营需要。具体来看,内侧2车道更多的是适用于长途客车的通行,外侧3车道主要供货车行驶,但也接受短途客车在此行驶。外侧3车道的客货混行方案虽然解决了短途客车的汇入汇出问题,但也重新带来了客货速度差不一致的安全风险。同时,这种交通组织划分在交通指引上存在一定难度。首先,需要通过交通标志的引导提示,尽量让长途客车走行内侧二车道,但仅作为提示类信息发布,不能将内侧二车道定义为长途客车专用车道,因为短途车辆也允许行驶,更重要的是无法界定短途与长途的定义;再者,为了限制货车驶入内侧客车车道,需要设置实线来加以控制(采用左虚右实线),但标线的使用无法针对某种车型,施划了实线即为不可跨越,意味着驶出了内侧客车道的客车就无法驶回。由此可见,“客货分隔+混行”的规则在标志标线的指引上存在一定矛盾,无法通过简洁、有效的信息来告知驾驶人此类的通行规则,同时需要一定的时间让驾驶人来理解并接受。

图3 “客货分隔+混行”交通组织划分

综上所述,“客货分隔”模式适用于运营初期,驾驶人更易于接受,通过标志标线的指示可以实现分隔。而“客货分隔+混行”模式更适合于远期实施,通过对标志标线的指示信息进行改造,如采用间隔、分段式的驶回客车道区间开放,加之配合动态情报信息的发布,完成对客车驾驶人关于长短途以及外侧三车道的混行指引。

2.2 关于十车道互通出入口的交通引导

在标准路段十车道横断面采用“2客+3货”模式的条件下,出口时将面临着局部路段需要允许内侧客车驶出到外侧货车道的情况,同样入口时需要允许客车跨越货车道驶入客车道。

(1)出口标志标线指引适用性分析

沈山高速现状大型车比例高,从小客车的驾驶角度观察路侧出口预告标志,存在被大型车遮挡的情况,导致小客车无法观察到某一块标志内容或连续几块标志内容。目前既有标志体系为四级预告(即2km、1km、500m、0m),断面的加宽会使因遮挡而错过观察标志信息的几率增加,故在现行规范的基础上考虑增加一级预告(即3km)[2],为提前告知驾驶人车道通行车型的变化,提前3.5km设置分车道分车型标志,将外侧三车道调整为客货混行状态,以此降低错失出口标志信息的概率,同时出口预告系列标志采用门架形式,在空间上最大程度将标志信息呈现给用路人。出口标志体系如图4(a)～图4(f)所示。

准备驶离主线的客车,从第二车道转换至第五车道,所需要的距离是进一步需要研究的问题。以近96%的车辆于8s内完成换道[3]的观点为基础,按照设计速度120km/h计算,转换一个车道需要270m。借鉴《道路交通标志和标线 第3部分:交通标线》[4](GB 5768.3—2009)的渐变段标线长度公式:

L=0.625×V×W

(1)

式中:L为渐变段的长度,可以等效为车辆转换一次车道所需要的长度,单位m;V为设计速度,单位km/h;W为变化宽度,可以等效为行车道宽度,单位m。通过式(1),可以计算出车辆转换一次车道约为280m,可以看出,参考国标计算出的变换长度与8s内完成换道的观点基本一致,也与等待插入间隙所需距离与变道距离之和[5]260m基本吻合,所以可以得出客车从第2车道转换至第5车道需要约800m,故在出口分流鼻端前800m范围禁止从第2车道驶出。配合标志预告体系,距离基准点前3.2km为标线开放区间起点,出口标线方案见图5。

图5 出口标线方案图

(2)入口标志标线指引适用性分析

由于客车道与货车道之间存在划线分隔,因此从匝道汇入高速主线后,需引导外侧车道的客车通过可换道区域到达内侧客车专用道。考虑到加速车道及渐变段是用于驶入高速车辆的提速及汇流,为防止汇入车辆向内侧连续变道,该段落禁止外侧三车道变换车道,仅供完成汇流。在驶入车辆汇入主线最外侧车道后,开始设置入口开放区间。考虑到在出口3km预告标志处进行开放,直到基准点前800m,长度为2.2km,汇入的开放区间可同样采用2.2km。区间内,将客货车道之间的双实线调整为左实右虚线,同时设置“前方2km客货分道行驶”“客货按线分道行驶”提示标志,路面配合设置“客车”“客车”“货车”“货车”“货车”路面文字标识,如图6(a)～图6(c)所示。

图6 出口标线方案

3 结论

文章通过对沈山改扩建工程中的标准横断面划分、互通区出入口车辆转换进行分析研究,得出标准路段采用客货分隔、出入口段采用外侧混行的结论,施工图设计按照此结论进行了落实,辽宁省交通运输厅已完成了批复。待未来运营需求、交通组织发生改变时,可结合文章结论进行标志标线的调整工作。交通标志标线等纵横交错的安全设施构成了沈山高速的血脉和骨架,为沈山高速的安全畅通保驾护航。