高速公路改扩建设计理论与实践
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4.2.2 改扩建时机的决策

1.决策模型

触发点机制(Trigger Point Mechanism)是根据已有项目的现有生产条件,在未来年社会经济发展对该项目能力需求预测的基础上,求得项目建设启动点的原理和方法。高速公路改扩建触发点机制(图4-1),在高速公路现有的历史交通流量基础上,结合路网规划建设,对改扩建的高速公路未来年交通量进行预测,并对相应的服务水平进行评价,进而求得高速公路改扩建启动点的原理和方法。

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图4-1 高速公路改扩建触发点机制图

横轴表示高速路的生命周期,纵轴表示高速公路的交通量;Po为基年的交通量,Pn为通车n年后的交通需求预测值,PA为启动年的交通量,o为基年,A为启动点,n为计划通车年。

高速公路的服务水平主要由四个指标来描述:运行速度(V)、车流密度(q)、交通负荷度(v/C)以及最大服务交通量(Q)。其中交通负荷度和车流密度是主要衡量指标,当交通负荷度小、车流密度低时,速度快、驾驶自由度大,但交通量低;当交通负荷度大、车流密度高时,交通量大,但速度低、驾驶自由度小、安全性低;当交通负荷度、车流密度适中时,不仅能保证较快的速度和合适的驾驶自由度,而且还能保持较高的安全性和较大的通行能力。因此,维持合适的交通负荷度是设计服务水平的重要指标,改扩建时机决策的模型为:

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2.决策分析

根据现行《标准》3.4.1条的规定,公路服务水平分为六级,各级服务水平描述如表4-1所示。一般情况下,高速公路的路段应采用三级服务水平,当长隧道及特长隧道的路段、互通立交的分合流区段及交织区,可采用四级服务水平。高速公路的设计速度分别为120km/h、100km/h、80km/h,其对应的设计通行能力分别为1650pcu/h、1600pcu/h、1500pcu/h。

高速公路改扩建的启动时机应综合考虑既有高速公路及路网交通服务水平、既有高速公路交通量的发展趋势、建设资金的筹措、改扩建的技术条件等因素。

高速公路改扩建设计应按照现行《细则》的要求,评价既有高速公路的服务水平,其启动时机宜安排在服务水平降低到三级服务水平下限之前实施。

表4-1 高速公路各级服务水平

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作出如此规定,主要考虑两方面考虑:①过早开工,浪费高速公路资源;②过晚则交通量更加饱和,增加改扩建工程实施和交通组织难度,并给沿线社会经济和人民出行都带来更大的影响。

对国内沈大高速、沪宁高速、沪杭高速、佛开高速等不同地区的8条典型的改扩建项目的开工时机进行了调研,其平均改扩建时间是新建通车10~15年,平均v/C值为0.69。另外,部分省地方性技术标准中对改扩建时机也进行了规定:江苏省《高速公路扩建工程技术标准》规定高速公路扩建时机取v/C在0.50~0.58之间时;河南省规定改扩建时机原则上不宜大于0.7。反映出东部相对发达和经济实力相对较强的地区,考虑到交通量增长速度快于预期,对高速公路改扩建的时机有进一步提前的需求;而在中部经济水平相对平均的地区,交通量增长较快,但其经济实力和交通量增长速率还达不到沿海地区的水平,高速公路改扩建时机相对较迟,但也未超过三级服务水平,属正常状态。