山区公路养护施工作业区交通组织及安全技术研究

'交通编号：单位编号：分类号：西部交通建设科技项目合同号：密级：山区公路养护施工作业区交通组织及安全技术研究研究总报告****科学研究院2010年9月交通编号：单位编号：分类号：R00 项目研究报告辑要中文题名英文题名交通编号项目来源单位编号合同号分类号项目起止年限第一完成单位密级项目负责人报告撰写人项目主要参加人主题词关键词 目录引言11课题研究的目的和意义31.1课题研究的目的31.2课题意义32国内外研究现状42.1国内外通行能力和服务水平分析42.1.1国外研究现状42.1.2国内研究现状92.1.3小结112.2国内外公路养护施工区交通组织方法分析112.2.1施工区布局122.2.2施工区速度管理272.2.3施工区交通组织设计及方法342.2.4小结422.3国内外现有公路养护施工区安全技术分析452.3.1施工区标志标线设置452.3.2施工区安全防护技术542.3.3ITS应用及其他安全技术602.3.4小结652.4小结663主要研究内容及实时方案703.1技术路线及实施方案703.1.1技术路线703.1.2实施方案723.2高速公路养护施工作业区通行能力和服务水平723.3公路养护施工作业区速度控制策略723.4养护施工控制区空间布局研究72III 3.4.1施工警告区长度确定733.4.2上游过渡区长度的确定833.4.3缓冲区长度确定853.4.4工作区的长度确定863.4.5下游过渡区和终止区长度确定1043.4.6小节1053.5公路大中修养护施工交通组织方案1053.5.1交通组织设计的概述1053.5.2交通组织基本原则1063.5.3施工现场交通组织一般原则和方法1083.5.4分流道路交通组织一般原则和方法1093.5.5综合分析1103.6施工控制区域标志标线设置技术1153.6.1施工作业区交通标志和标线设计1153.6.2施工作业区交通标志和标线的设置及应用1183.7养护施工作业安全防护设施设置技术1183.7.1养护施工作业区安全防护设施的设置条件1193.7.2安全防护设施的技术要求和设置方法1223.8夜间作业安全技术1233.8.1提高交通安全设施的可视性1243.8.2提高工作人员的可视性1243.8.3提高施工车辆的可视性1243.8.4降低速度及提升司机注意力1243.8.5降低工作光源产生的炫光1243.8.6诱导交通流，减少排队1243.8.7其它危险因素的排除1243.9特殊区段养护施工安全技术1243.9.1视距不良路段1243.9.2路侧险要路段125III 3.9.3长大上（下）坡路段1253.9.4桥梁段1263.9.5隧道段1264关键技术与创新点1285课题的经济、社会、环境效益及推广应用前景1296结束语1307致谢131III 引言经过几十年的高速发展，我国道路交通基础设施不断完善，交通运输对国民经济的推动作用日益增强。随着道路里程的延伸和既有道路使用年限的增加，道路养护系列问题日益凸显。做好道路养护工作已经成为发挥我国交通体系总体功能的关键之一。胡希捷副部长在全国公路养护管理会议上曾经指出：公路建设是发展，公路养护管理也是发展，没有公路养护管理作保障，公路基础设施就不能保持良好的技术状况，路网整体水平就得不到提高，公路建设的最终目标也难以实现。我国是一个多山的国家，特别是西部地区，山地面积的比例在80%以上，崇山峻岭、沟壑纵横。在全国已建成通车的公路中，山区公路占到了很大的比例。特殊的地形条件决定了山区公路养护工作的特殊性：一是山区公路走廊带资源紧张，既有公路往往是进出某一区域的唯一通道，自身交通量较大，道路养护工程无疑将在一段时间内占用紧张的道路资源，导致其通行能力及服务水平下降，从而引发区域路网交通运行质量的下降，给社会效益和经济效益带来巨大影响。二是山区道路大多地势险要，养护工作自身的安全性和养护路段交通的安全性需要引起格外的重视。我国对道路养护施工作业区交通组织及安全技术的研究起步较晚，目前尚未形成完善的技术体系。新版《公路工程技术标准》（JTB01-2003）第一章“总则”中规定“在改扩建工程实施过程中，应减少对既有公路的干扰，维持通车路段的服务水平可降低一级”，但相关的配套标准条文因无研究成果支持而无法落实。2004年颁布的交通部行业标准《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）虽然对养护施工区的关键参数进行了定义，但这些定义主要以理论推导为基础，并单纯从保障交通安全的角度得出，对道路通行能力的考虑较少，而且并没有针对山区公路特点进行专门的研究和规定，实际应用的合理性和适用性有待进一步论证。为解决以上问题，交通部西部交通建设科技项目管理中心设立了“山区公路养护施工作业区交通组织及安全技术研究”专题，并委托交通部公路科学研究院开展项目研究工作。45 本项目研究以高速公路（包括山区和平原区）大中修养护施工作业区交通组织及安全技术研究为主，并兼顾其他等级公路。主要包括五部分研究内容：（1）现有交通组织方法与安全保障技术的适应性分析（2）高速公路养护施工作业区通行能力与服务水平研究（3）公路大中修养护施工交通组织技术研究（4）公路养护施工作业安全技术研究（5）公路养护施工作业交通组织设计指南及典型案例45 1课题研究的目的和意义1.1课题研究的目的课题研究的目的在于：（1）建立我国高速公路大中修养护施工作业区通行能力模型；（2）建立高速公路大中修养护施工作业区服务水平分级标准；（3）建立我国公路养护施工区速度控制策略；（4）综合考虑通行能力和交通安全的要求，提出公路养护施工作业控制区空间布局方案；（5）针对多种典型情况，制定公路养护施工作业交通组织方案；（6）制定公路养护施工作业交通安全保障措施和方法；（7）编制《公路养护施工作业交通组织设计指南》和《公路养护施工作业典型处置案例集》。1.2课题意义公路养护施工作业区交通组织方法及相关安全技术研究成果，为施工区作业区交通组织方案的制定提供科学合理的依据，可以最大限度的提高了养护施工作业公路和区域的通行效率和安全水平，将施工给交通和社会经济带来的负面影响降低到最低程度，充分反映交通部门“以人文本、为车服务”的管理理念。同时也有助于填补相关领域研究的国内空白，为相关标准规范的完善和修订提供参考。45 2国内外研究现状2.1国内外通行能力和服务水平分析2.1.1国外研究现状对于公路基本路段和高速公路互通区的交通特性及通行能力的研究，国内外都已进行过大量的工作，积累了比较丰富的研究成果。其中最系统、最具权威性的通行能力研究成果当属美国的《HCM》手册，该手册先后于1950年、1965年、1985年和2001年更新发布了四版。从90年代初，一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持下，对公路的通行能力问题展开了研究，并出版了适合本国特点的通行能力手册或指南。同时，由于各欧美发达国家高速公路的建设起步较早，高速公路网络已基本建成，因此，它们对高速公路施工路段的交通组织与通行能力也进行了较多研究，且施工路段的各专项研究越来越受到国外各交通部门和研究机构的重视。从研究内容看，通常可以划分为两类，即对施工区通行能力测算的研究和施工区通行能力实测方法的研究。下面分别从这两方面详细介绍。作为施工区，在1994版的HCM中将其定义为“施工作业情况下，占用行车道并对车辆运行造成一定影响的区域”；HCM2000对其的定义基本未变，仅将其中“区域”一词变更为“路段”，在对施工区解释中还通过参考主要的特征（即渠化设施、施工时长等）对短期与长期施工区作了说明。1）施工区路段通行能力实测方法：从各国对施工区通行能力实测的仪器设备看与常见的断面交通流量及车型观测所用并无太多差异，通常可以分为两类：感应探测器和视频采集仪两类，作为感应探测器主要以传统的气压管和磁感应线圈为主，视频采集仪主要以视频车牌照识别和视频画面采集结合后期处理两类设备为主。由此看来，施工区路段通行能力实测方法的关键技术突破点主要在于得到观测数据后确定通行能力值这一阶段。45 Jiang曾根据1994版HCM对双向四车道高速公路施工区通行能力进行研究，其认为交通拥堵状态主要以慢车滞留和交通流率波动两个指标判定，因此可以按时间序列分别描绘速度和流量图后，通过确定施工区过渡段及施工区作业段交通拥堵状态从而测算得到各自对应的通行能力值，该研究应用此方法观测的四个施工区路段的通行能力值表现出良好的一致性。Dixon等对北卡罗来纳的24个施工区路段进行了观测。他们对施工区内排队状态下的5分钟间隔采集的交通流量排序，将第95分位的交通量作为施工区通行能力值。通过各采集路段通行能力比较，发现施工作业区内通行能力较过渡段末端更为离散，且施工作业区通行能力较过渡段小。Maze等也完成了这方面的研究，其通过分析爱荷华州I-85洲际公路施工区上游过渡段前端及施工区上游150m处的交通流特性（速度、密度及流量）进行了研究，分析结果显示排队状态下施工区通行能力并未出现骤减，因此其选取排队状态前后流量最大十个值的均值作为最大通行能力。研究确定了爱荷华州施工区通行能力范围处于1400~1600辆小客车。除在美国外，Al-Kaisy等人也对加拿大多伦多周边的高速公路施工区做了研究。其将排队消散率平均值作为施工区通行能力衡量标准。而这一方法测得的施工区通行能力较自由流状态下的通行能力略低。根据以上施工区通行能力观测方法，可以将目前研究中关于施工区通行能力的定义总结如下表：表2-1施工区通行能力定义作者定义Dudek,C.L等交通拥堵状态下的小时交通量。Dixon,K.K等由非拥堵状态突变至排队状态这一时刻的交通流率，并采用速度-流量曲线来确定其通行能力。Jiang,Y.当速度骤降且随之出现低速稳定、流率波动时期，这一突变时刻对应的交通流率。Al-Kaisy&Hall排队消散率平均值作为施工区通行能力45 2）施工区通行能力测算模型Sarasua等人对南卡罗来纳州州际公路多个施工区调研，总结出基于HCM的施工区通行能力测算模型，同时根据施工区通行能力影响因素的研究，该模型还将施工区作业强度（包含施工区形式、长度及作业区位置）作为修正系数纳入其中；但由于缺乏大量研究数据，仍缺乏施工区作业强度对施工区通行能力影响程度的论证。I为施工区类型、施工强度、长度及作业区位置因素的调整值（南卡罗来纳取-146~+146）1987年至1991年间Krammes和Lopez也通过对德克萨斯州33个短期施工区通行能力调查总结出了类似的测算模型，其中H代表重车折减系数，从整体看该模型与Sarasua的模型考虑因素及模型构成方式基本相同，不过其还将施工区匝道关闭形式对通行能力的折减考虑在内。他们的研究结论也被收入最新版的HCM2000中作为权威的施工区通行能力测算模型。HCM2000中还特别针对施工区作业强度作了定义，即“作业区作业人员的数量、施工车辆的数量和大小以及作业靠近正常使用车道的情况”。除此之外，HCM2000还给出了长期施工区通行能力的取值范围，对于封闭车道的交通跨越到正常使用的对向车道时，其通行能力接近与1550辆/小时/车道。如果没有跨越交通的需求，只是合并为单车道，此时通行能力值比较大，可能平均达到1750辆/小时/车道。Kim对马里兰州12个施工区研究建立了施工区通行能力多元模型，同时研究指出车道关闭数及施工区作业强度是测算通行能力中最关键的影响因素。从上述研究可以看出施工区通行能力测算模型基本与HCM中通行能力模型构建方式一致，也都引入了多项影响因素对其修正，其中最关键的引入因素是施工区作业强度修正系数。但根据以往研究，其对施工区通行能力影响程度仍缺乏大量研究支持，仍没有量化的指标进行评价。45 Al-Kaisy等人对加拿大部分高速公路施工区进行了类似的研究，其研究思路仍是以基本通行能力作为基准进行修正，但其引入的影响因素较其他研究更为全面且深入，其中包括交通组成、驾驶员人数、光照条件（黑/白天）、天气状况、施工作业区施工状况、车道关闭位置等。最终其归纳总结出施工区通行能力测算的通用模型，如下：其中：fHV=重车折减系数fd=驾驶员修正系数fw=施工作业区修正系数fs=关闭车道位置修正系数fr=降雨修正系数以往研究往往集中于研究施工区通行能力基准值修正系数，在该基准值方面的研究基本保持一致。但Benekohal和Chitturi的研究在通行能力基准值的确定方法上另辟蹊径，其主要通过共同对州际公路施工区通行能力及区段的运行速度作了更深入的研究。该研究对伊利诺伊州11个施工区采集数据（包括车头时距、速度及行程时间），得到了速度—流量曲线下半段对应的关系式。作为本研究最关键的部分，也是与其他研究最大区别的地方就是其首先通过研究施工区运营因素（施工区施工强度、车道宽、侧向净空等）对施工区运行速度造成的影响建立第一阶段模型，以此为基础结合研究得到的速度流量曲线，随后对照运行速度测算值确定施工区通行能力基准值，最后采用通行的修正系数方法得到所需的施工区通行能力值，具体模型如下：通过实地观测结合理论经验构建施工区通行能力模型外，也可以运用交通仿真的方法进行研究。Ping和Zhu就曾应用CORSIM仿真得到不同施工区布设形式的通行能力值。该试验将开放车道数、正常路段及施工区自由流速度、坡度、大车率、警告标志位置及关闭车道位置等纳入施工区通行能力影响因素的研究。研究结果指出各因素影响下的施工区通行能力大体处于1320~1920辆/车道/小时，同时还建立了两套回归模型：45 其中：lane为车道开放数；value(ffs)为正常路段自由流速度对应函数值；grade为坡度值；wffs施工区自由流速度；truck大车率；warning警告标志位置。Elefteriadou等人也于2007年也应用CORSIM对三类施工区形式（两车道变单车道、三车道变两车道、三车道变单车道）交通流运营情况进行仿真，并建立了两套施工区通行能力模型（包括规划阶段模型和运营阶段模型）。第一套模型较为简单，主要针对处于规划阶段的施工区为施工区规划提供科学依据；而运营阶段模型则要依赖更多实际施工区的实测数据，用于对现有施工区通行能力进行测算，从而指导施工区布设及管理的进一步完善。两车道变单车道：三车道变两车道：三车道变单车道：综上所述，国外在施工区的通行能力及延误方面的研究一直在持续，且研究较为系统深入，对通行能力的研究考虑的影响因素也较为全面，成果主要体现在如下几个方面：(1)施工区通行能力定义：1）在非拥堵条件下，按时间序列对速度和流量曲线，当速度出现骤减，且紧随一段稳定低速、流率波动过渡期，这一状态前时刻的交通流率为该施工区的通行能力。2）在拥堵的条件下，由于交通流主要受制于排队消散情况，平均排队消散最适合作为确定施工区通行能力的指标。(2)施工区通行能力模型：1）折减模型。基于基本通行能力，考虑施工区关闭车道数、施工区总车道数、交通组成、路侧净空、施工强度、气候条件等，将所考虑的因素作为折减系数；2）回归模型。以各影响因素为自变量，建立回归模型。这些模型大都是采用交通调查结合数理统计的分析方法，由于调查样本的不足或地区的差异性，研究成果都缺乏代表性，需要进一步的加以完善。45 我国公路施工作业区的布设和交通运行特性与国外有较大差异，简单套用外来成果势必造成许多问题。目前，国外已有成果在我国公路方面的应用存在有以下缺陷：l通行能力推荐值是否适合于我国公路施工作业区及交通特性，缺乏大量实测数据的支持；l施工区形式各异，分类不合理会为接下来的研究造成困难甚至障碍；l国外的研究多是集中于短期施工作业区，对长期施工作业区鲜有研究；l国外研究中的各影响因素的确定和修正系数与我国有很大差异；l与全线或长线改扩建项目相关的施工作业段最大长度、行车道最小宽度等研究较少；l服务水平的划分依据和标准与我国的相关标准体系存在分歧。2.1.2国内研究现状我国对通行能力的研究起步较晚。从80年代开始，我国交通工程从业者不断对我国公路通行能力进行研究和完善，其中交通部公路科学研究所作为公路设计和通行能力领域的行业带头人，对公路通行能力的研究最为系统和深入。相继完成了世行贷款项目“河北河南公路通行能力研究”和九五国家科技攻关“公路通行能力研究”、十五科技攻关项目“城市快速路通行能力研究”以及西部交通建设科技项目“山区双车道公路通行能力研究”等公路通行能力的相关研究。对各种地形条件下各类交通设施的通行能力进行了深入的分析，建立了适合我国公路交通特点的通行能力分析体系，取得了丰富的研究成果，并写入相关标准规范中。但通行能力研究都仅限于正常行驶路段，没有涉及到施工作业区。我国对施工作业区并没有明确的定义，在《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）解释为公路养护维修作业所涉及的交通管理区域。国内涉及到施工区内容的标准规范主要有：交通部颁发的《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）、《公路工程技术标准》（JTB01-2003）、《道路交通标志标线》（G5768-1999），以及各省及所属地方部门制定的施工路段管理办法等45 。2004年颁布的交通部行业标准《公路养护安全作业规程》虽然对养护施工区的关键参数进行了定义，但这些定义主要以理论推导为基础，并单纯从保障交通安全的角度得出，对公路通行能力的考虑较少，而且并没有针对山区公路特点进行专门的研究和规定，实际应用的合理性和适应性有待进一步论证。《公路工程技术标准》第一章“总则”中对公路改扩建也仅规定“在工程实施过程中，应减少对既有公路的干扰，并应有保证通行安全的措施，维持通车路段的服务水平可降低一级”，但相关的配套标准条文因无研究成果支持而无法落实。《道路交通标志标线》也仅对施工路段安全标志的设置作了相应的规定，并给出了部分施工情形下的施工交通组织方案，未涉及到施工作业区的通行能力和服务水平。近几年，随着我国大规模高速公路改扩建的开始，围绕改扩建关键技术的研究成为热点，涌现出了一批研究成果。其中，在施工区的通行能力方面：2004年周茂松、吴兵、盖松雪应用Vissim仿真软件对车道封闭型式、大车率、坡度、作业区长度等几个影响因素进行了微观仿真分析，并得出上述影响因素对作业区通行能力影响的程度从大到小为：车道封闭型式、和封闭车道的侧向距离、一定大车混入率情况下的坡度、大车混入率、作业区长度。但由于该研究在Vissim中设定的施工区道路交通条件与实际的相差较大（如仿真时Vissim中没有设置锥形区以及禁止超车等标志），模拟的精度因此受到了影响[20]。2005年何小洲和过秀成等，在大量交通调查的基础上，对施工区行车道、超车道和合流车道的车头时距分布，各控制区的地点车速的频率分布和空间分布，车道占有率以及车辆汇入特征进行了分析，为作业区的通行能力研究提供了一定的依据。2005年韩宝睿、程建川对高速公路拓宽时多车道高速公路通行能力计算问题进行了研究。通过分析现有的计算模式，根据实际的道路运行状况，指出了我国在多车道高速公路通行能力计算的不足之处，通过对整体8车道的不同的管理方案分析，建立了不同的通行能力计算模型。2007年张建龙利用交通仿真软件就施工区限速、大车混入率、封闭车道数和封闭形式、施工区长度及道路宽度和路侧净空几个可以量化的主要影响因素进行了高速公路改建工程施工区道路通行能力交通仿真，并对交通仿真结果进行了分析。45 道路的扩建工程在我国还是一个刚刚开始的新生事物，对改扩建期间施工路段的通行能力主要采用仿真的方法进行了研究，主要成果主要体现在施工区交通特性的分析方面,对施工区通行能力的研究尚未深入。因此，对施工路段通行能力进行研究，具有非常重要的现实意义和前瞻性。2.1.3小结国外对高速公路施工路段的研究一直在持续，但正如诸多国内外文献所阐述的那样，由于公路施工作业区结构特殊，形式多样，数据难于观测等原因，对其进行系统、深入研究较为困难，因此至今仍没有形成系统的组织以及评价体系，而国内对高速公路施工路段的研究仍处于起步阶段。但随着国内高速公路里程的不断增加和高速公路网的不断完善，大中修养护将更加频繁，延误和拥堵的影响将不断扩大，因此对施工区通行能力和服务水平的研究愈加迫切。我国公路施工作业区的布设和交通运行特性与国外相比有较大差异，简单套用国外研究成果势必存在缺陷，造成许多问题：1)通行能力推荐值是否适合于我国公路施工作业区及交通特性，缺乏大量实测数据的支持；2)施工区形式各异，分类不合理会为接下来的研究造成困难甚至障碍；3)国外的研究多是集中于短期施工作业区，对大中修长期施工区鲜有涉足；4)国外研究中的各影响因素的确定和修正系数不适用于我国的道路交通特性，且部分因素国外的研究并没有涉及或没有深入；5)服务水平的划分依据和标准与我国的相关标准体系存在分歧。正是鉴于以上方面的原因，国外的研究结论不能简单的拿来套用，为此项目制定了在充分吸纳发达国家关于公路施工区交通特性和通行能力研究的有益经验和成果的基础上，运用理论分析和交通仿真的方法，结合我国公路养护施工区工程特点和交通特性，研究大中修公路养护施工区的通行能力。2.2国内外公路养护施工区交通组织方法分析45 公路养护施工属于野外作业，流动性强，工作环境车辆密集，潜在危险较多，必须根据现场情况采取相应的安全措施。随着我国汽车数量的迅速增加和公路养护作业的日益繁重，常常发生过往车辆、机械化养护设备被撞受损和乘客、养护工人伤亡的恶性事故，不仅造成昂贵机械设备的损毁，更为严重的是造成人员的伤亡，经济损失重大。近年来基本上每条高速公路都发生过路面养护施工、绿化、清扫或养护管理检测作业相关的事故。公路养护施工区的交通组织可以分为施工区布局、速度管理和交通组织设计等方面。2.2.1施工区布局路面、桥面维修等公路养护工程是长期行为，施工作业区将在较长的时间内存在并影响交通运行。从交通运行效率最大化方面考虑，施工区的长度和持续时间越短对交通运行的影响越小，但施工区长度过短，又会导致施工机械和设备频繁的更换场地，极大的增加了施工的成本，对于道路通行的整体行影响也较大。因此需要找到交通运行效率和施工成本之间的平衡点。此外，养护维修作业控制区内过渡区、缓冲区等长度的确定对施工区的安全有直接影响。可以说，施工区布局的研究意义重大。2.2.1.1国外施工区布局概述美国国家公路与交通运输协会（AASHTO），早在1927年就出版了一本一般道路的标志标线手册，而美国国家道路安全会议（NCSHS）于1930年出版了关于城市道路的标志标线手册。AASHTO和NCSHS的一个联合委员会于1935年出版了《统一交通控制设施手册》（MUTCD）的早期版本，以后经过几次修订，从1971版开始，由美国联邦公路管理局（FHWA）负责管理和出版。到2003年，MUTCD共出版了9版。MUTCD给出了各种道路在进行养护维修等工作时，在作业区范围内进行交通控制所使用的交通控制设施的设计、使用、设置的一般原则和标准，这本手册成了美国这方面的行业标准，许多国家在相关标准制订时也大量参考了其相关规定。美国MUTCD中规定：绝大多数的施工控制区都可以划分为四个区域：前置警告区、过渡区、施工活动区和结束区。如图2-1所示。45 图2-1典型施工控制区的布局（外侧车道封闭）前置警告区：用于警告驾驶员前方有施工区域，提醒驾驶员谨慎驾驶。可以用警告标志、闪烁的警示或一系列设施的组合明确前置警告区的位置。第一块警告标志的前置距离，在公路上最少为800m，在城市道路高速条件下，应当为以km/h计限速值的0.75-1.5倍，速度越高，所用倍数越大。只用一块前置警告标志时，城市道路低速条件下，最小前置距离可以为30m，有多块前置警告标志时，前置距离可参见下表。在一般公路上，第一块警告标志的前置距离米数应当是km/h计限速值的1.5-2.25倍，设置距离可参见下表。45 表2-2前置警告标志间距离建议表道路类型标志间的距离（m）ABC市区（限速低）303030市区（限速高）100100100一般公路150150150高速公路300450800注：A表示从施工控制区的过渡区起点或开始控制点到第一块标志的距离；B表示第一与第二块标志间的距离；C表示第二与第三块标志间的距离。顺行车方向，第三块标志为驾驶员能够看见的第一块标志。如果施工区远离正常行驶道路，如路外施工作业区，则警告区可以省略。过渡区：用于引道车辆驶出正常行驶车道，安全的进入施工区段。在移动施工条件下，过渡区应当能够随施工区移动。过渡区一般包括车行道宽度渐变段，渐变段的长度应当符合一定的要求。当渐变段位于立交匝道、交叉口、曲线段或有其他影响因素时，应当在一般长度的基础上进一步调整长度。渐变段一般以一系列的渠化设施、道路标线及道钉等进行标示，这些设施也是引道车辆驶出或驶入正常车行道所必须的。渐变段一般包括路肩渐变段、车行道变化渐变段、结束端渐变段等几种类型。需要解释的一个误区是：过长的渐变段并不一定获得较好的实际应用效果，因为过长的渐变段往往导致驾驶员行动迟缓，并有鼓励驾驶员延迟变换车道的倾向。针对驾驶员施工区驾驶行为操作的观测结果说明了上述结论。渐变区长度按下表确定：表2-3渐变段长度的计算限速值渐变段长度（L），单位：m限速不超过60km/h限速超过70km/h其中：L为渐变段长度；W为横向偏移距离（m）；45 S为车速，可以是限速值、施工区前部正常路段运行车速85%分位数速度或期望的运行速度，单位为km/h。用于形成渐变段的交通设施（如交通锥）等的布设间隔最大不得超过0.2倍的速度（km/h）数。用于形成施工区结束端渐变段的交通设施间隔可取为6.1m。如因施工需要将一条车道改为双方向交通共用时，应当在双向交通共用车道设置渐变段。双向交通共用车道渐变段长度不宜过大，最大为30m，渠化设施布置间距可为6.1m。除此之外，当双方向交通共用一条车道时，应当设置旗手或在视距不良处设置临时信号灯或设置减速让行或停车让行标志来控制交通。施工活动区：施工活动所在的区域，一般包括工作区、交通区和缓冲区。缓冲区是可选项，包括纵向缓冲区和横向缓冲区两种，主要用于隔离工作区与交通区或用以提供一定的安全空间，缓冲事故车辆的碰撞，避免更大的伤害或损失。无论是施工人员、施工车辆还是施工材料、设备都不能在缓冲区中出现。纵向缓冲区位于交通流的上游，距离工作区域的距离可按下表确定：表2-4上游缓冲区长度的规定速度（km/h）距离（m）3035405050656085701058013090160100185110220120250横向缓冲区的大小按照实际情况，由专业人员确定。45 MUTCD属于国家层面上的标准规范，除此之外，美国其他一些州参考MUTCD中的相关规定，结合本州自身的特点，也制订了各州的道路施工区相关的指导性的手册和指南。美国加利福尼亚州的交通控制手册中对施工区渐变段进行了分类，共分成以下五种类型：并入型、平移型、路肩型、下游型与单线双向型，如下图2-2所示。图2-2渐变段的类型该手册中，渐变段的计算公式与MUTCD中的规定稍有不同，但差别不大，下面是美国加州交通控制手册中关于渐变段（并入型）长度的计算公式。当车速小于65km/h时：（2.2-1）当车速大于70km/h时：（2.2-2）式中：W——偏移的宽度（m）；S——85%的车位速（km/h）；L——渐变段长度的代表值，具体各种类型渐变段长度的取值，如表2-5所示。45 表2-5美国加州各种类型渐变段长度最小值的计算渐变段类型渐变段长度并入型L平移型L/2路肩型L/3单线双向型30m下游型30m该手册中同样将缓冲区分为纵向缓冲区和横向缓冲区，其中纵向缓冲区的长度如表2-6中的规定所示。可以看出加州手册中规定的缓冲区长度要比MUTCD中规定的最小长度短。表2-6美国加州手册中规定的缓冲区长度车速（km/h）纵向缓冲区长度（m）301040175028604370628084901061001361101702003年，弗吉尼亚州交通厅颁布了最新版本的“弗吉尼亚州工作区保护手册”，替代了此前1996年的版本。相比联邦公路局颁布的MUTCD中第6章中的规定，该地方标准的内容更为细致、具体，标准要求更为严格。对相关条款的要求分为了强制性标准要求（Standard）、指导性建议（Guidance）、可选择项（Option）和信息支持（Support）等几个层面。图2-3是外侧车道封闭的施工区典型布局及标志设置，可以看出，手册对标志板的尺寸也作了相应的规定。45 图2-3弗吉尼亚州施工控制区的布局和标志（外侧车道封闭）施工区布局相关规定如下：1）就高速公路而言，施工警告标志的间距至少是300－450m；2）应保证过渡区之前有足够的停车视距，一般情况下可以根据限速通过表2-7选取，就高速公路而言，理想的最小停车视距为300m；45 表2-7不同限速下的停车视距值（限制速度：英里/小时；距离：英尺）车速2025303540455055606570最小停车视距125150200225275325400450525550625期望停车视距1251502002503254004755506507258501）所有车辆、设备、工人以及他们的活动必须限制在工作区内。2）过渡区的长度是根据限速和车道宽度所确定的，具体值如下表所示，路肩过渡区的长度一般为过渡区长度最小值的1/3。就高速公路而言，过渡区的长度最小应为300m。表2-8过渡区长度标准（速度：英里/小时；距离：英尺）限速（英里/小时）过渡区长度车道宽度（英尺）1011122510511512530150165180352052252454027029532045450495540505005506005555060566060600660770656507157803）锥形桶等渠化设施的间隔，如表2-9规定所示，表中的单位为英制，如当速度大于36mile/h时，过渡区渐变段的渠化设施的间隔为40feet，约为12m。45 表2-9渠化设施间距（速度：英里/小时；距离：英尺）位置速度0－35>36过渡段间距2040工作区间距40801）缓冲区的长度根据限速值来确定，如表2-10所示。弗吉尼亚州规定的缓冲区长度与MUTCD的要求基本一致。根据规定，如果施工区设有旗手，则旗手应该设置在缓冲区开始的起点处。表2-10缓冲区长度（速度：英里/小时；距离：英尺）限制速度（英里/小时）距离（英尺）201202516030200352504031045360504255550060570656502）保护施工人员的车辆上应该有B型或者C型的指示箭头，且车辆应该停在第一排工人前15-30m处。如果限速值大于45mile/h，这时候就需要用安装了车载式防撞垫的车辆。虽然MUTCD和《道路通行能力手册》（HCM）等为施工区设置等提供了参考，但是它们都没有为施工作业区提供优化建议，所以研究者们就开始考虑如何采取各种有效措施来将施工作业区的负面影响降到最低。2000年，45 美国联邦公路管理局（FHWA）出版了《施工作业区最佳实用手册》，对全美有关作业区各个方面的最佳案例进行了收集汇总，以供各相关行业进行参考，其中的不少案例都对作业区的优化（如交通控制设施的设计、车道封闭形式的设计、如何限速等）进行了探讨和实践研究。对施工作业区长度进行优化设计可以大大减小对交通流的不利影响，美国学者就这一内容进行了大量的理论研究。McCoy等人在1980年通过使道路使用者的费用和交通控制费用最小化的方法对作业区长度进行了优化。他们的方法为作业区长度优化提供了一个框架，即通过综合费用的最小化来对作业区长度进行优化。此后，Schonfeld和Chien对这一领域进行了一系列的研究：1999年他们对双车道公路的作业区长度优化进行了研究；2001年又对四车道公路的作业区优化做了研究，图2.2-4所示，根据最优化模型，在假设平均事故损失、平均延误损失等参数已知的条件下，得出了上游不同车辆到达率、下游不同排队消散率条件下的最佳施工区长度值，从该图可以得出两个结论：一是施工区最大长度不宜超过3.5km；二是交通量越大，施工区的长度应该越短。当然这只是作者针对美国的一些情况进行研究得出的结论。图2-4不同车辆到达率和车辆排队消散率条件下的最佳施工区长度2002年Schonfeld和Chien两人再次对双车道公路的作业区长度优化进行了研究，这次不仅考虑了施工费用、道路使用者的延误费用以及事故费用，45 还考虑了交通流的时变特性和劳动力、施工设备的闲置费用。实际上影响作业区长度优化的因素还有很多，例如环境因素的影响（如在夜晚施工）、交通流在预知前方施工时产生的交通流重分布情况等，如何将这些影响因素考虑进去，还有待于进一步研究。此外，我国学者也对公路养护施工区的长度优化进行的研究，如邹宇、周茂松、吴兵等人。研究方法和Schonfeld的方法一致，即通过使得道路使用者的费用（主要是延误和事故费用）和养护机构的养护费用之和的综合费用最小化，来确定作业区的一个最佳长度，并得到两个方向的最佳放行时间长度。但由于理论推导的假使前提很多，加之延误费用、施工区的事故数，以及事故的平均损失等一系列经济指标等很难量化，因此研究均为给出施工作业区的最佳长度。1996-1998年，由雅典大学主持的欧洲标准ARROWS（AdvancedresearchonroadworkzonesafetystandardinEurope）项目研究，对道路施工区的交通运行特性、安全维护措施等进行了系统分析阐述，并发表了相关成果。英国运输部2002年颁布了最新版本的《交通标志手册》，在第8章中卷1和卷2介绍了道路工程和临时条件下的交通安全措施和标志。尽管手册的“第8章”没有法律效力，但是其已经被公认为施工区的操作标准。手册中规定了施工区的地点、间距、尺寸和空间布局，但是关于如何安全的布置标志并没有明确的说明。自2002年6月《交通标志手册》颁布以来，标志设计、安全设施和实际操作方法等方面均发生了不同程度的变化，因此陆续有相应的修改建议推出，目前最新版本的手册也正在筹划出版当中。此外，施工作业区的布局对事故的分布也有绝对影响。美国辛辛那提大学的Salem等人对俄亥俄州洲际高速公路施工区内的交通事故特征和分布进行了研究。通过研究表明施工作业区的几个组成部分事故分布是不均匀的。如下图2.2-5所示，62%的受伤和死亡事故发生在工作区，13%的事故发生在上游过渡区，该区是施工作业区内第二危险的路段，其次是前置警告区，而施工终止区发生的事故则是最少。这也提示人们在施工区的安全技术的应用方面，应更有针对性的增强事故多发区段的安全防护。45 图2-5俄亥俄州高速公路施工区事故分布2.2.1.2国内施工区布局标准和实际情况我国2004年颁布了交通部行业标准《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）（以下简称规程），同时废止了原来的《公路养护技术规范》（JTJ073-96）。规程将公路养护维修作业区分为警告区（S）、上游过渡区（LS）、缓冲区（H）、工作区（G）、下游过渡区（LX）和终止区（Z）共计六个区域。如图2-6所示。图2-6车道封闭时的作业控制区（基本形式）警告区：从作业控制区起点设置施工标志到上游过渡区之间的路段，用以警告车辆驾驶员已经进入养护维修作业路段，按交通标志调整行车状态。警告区的最小长度按表2-11选取。45 表2-11警告区最小长度S（单位：m）位置公路等级设计速度（km/h）警告区最小长度（m）路段高速公路、一级公路120，100160080，601000二、三级公路801000608004060030400交叉口－200上游过渡区：保证车辆平稳地从封闭车道上游横向过渡到缓冲区旁边非封闭车道路段。车道封闭上游过渡区的最小长度如表2-11所示，当在隧道内时，车道封闭上游过渡区的最小长度按该表数值的1.5倍选取。路肩封闭上游过渡区的最小长度应按表2-12所示。表2-12车道封闭上游过渡区的最小长度Ls（单位：m）封闭车道宽度（m）车道封闭上游过渡区的最小长度（m）限制车速（km/h）3.03.53.7560709090403040402010表2-13路肩封闭上游过渡区的最小长度Lj长路肩封闭上游过渡区的最封闭路肩宽度（m）小长度（m）限制车速（km/h）1.51.752.53.03.560202030405040202010缓冲区：上游过渡区与工作区之间的路段，缓冲区的最小长度宜取50m。工作区：45 养护维修作业施工操作区域，工作区长度应根据养护维修作业的需要而定。下游过渡区：保证车辆平稳地从工作区旁边的车道横向过渡到正常车道的路段，下游过渡区的最小长度宜取30m。终止区：设置于工作区下游调整车辆运行状态的路段，终止区的最小长度宜取30m。规程虽然对养护施工区的关键参数进行了定义，但这些定义主要以理论推导为基础，并单纯从保障交通安全的角度得出，对道路通行能力的考虑较少，而且并没有针对山区公路特点进行专门的研究和规定，实际应用的合理性和适用性有待进一步论证。此外，对于养护维修作业控制区的最大长度、相邻施工区最小间隔等要素，规程中也没有规定，而这些指标恰恰也是养护维修作业的关键性参数。在没有标准可依的情况下，施工单位的一些盲目做法可能导致交通运行效率的下降或施工成本的极大增加。国标《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）中，尽管没有明确施工区布局的划分，但对相关标志的摆放位置给予了规定。并给出了上游过渡区（渐变段）长度的计算公式，该公式与MUTCD中的公式形式相同，只是在作业控制区布局图中，所示的位置不同，国标中LS标注的比较含糊，除了指渐变段的长度外，还包括一部分缓冲区的长度。（2.2-3）式中：——上游过渡区长度，m；V——85%位车速，或施工路段限速，km/h；W——所关闭车道的宽度，m。上游过渡区设置是否合理，也可以直接在现场观察出来。若车辆在通过过渡区时经常有紧急刹车或在过渡区附近拥挤较为严重，则有可能是前方的交通标志设置不合理或上游过渡区长度过短。45 针对项目开展的需要，我们设计了施工区布局相关问题的调查问卷，其中询问管理人员（包括路政、负责养护的经理以及施工现场的交通组织负责人等）《规程》中过渡区的长度是否能够满足交通正常运行的要求时，有88%的调查者回答认为规定的过渡区长度不能满足要求，调查人员认为驾驶员通常的做法是，只有看到过渡区内的锥形桶才降低速度。调查同样表明，我国的过渡区是事故多发的区域，过渡区内的事故数要多于警告区、过渡区和工作区等其他区段。相关管理人员均认为过渡区的长度和标志布局等需要改进。2005年，清华大学的曹瑾鑫等人对工作区渐变段的设置标准进行了探讨。通过对比美国加州交通管理手册、我国的国家标准和北京市的相关标准，并结合北京市的实际情况，揭示了我国国家和地区标准在工作区交通组织中存在的问题：我国相关标准和规范中只提到了一种渐变段（过渡区），因此也就无其他类型渐变段的计算公式，从标准规范对上游基本渐变段长度的对比来看，北京市的施工区渐变段长度比美国加州手册和国家标准中的长度要小很多，如图2-7所示，而且快速路和街道次干道渐变段长度只有10m～15m的差距，这些显然不够不合理，文章指出了施工区标准规范改革的必要性。图2-7不同算法的渐变段长度比较2008年，刘清霞等人对高速公路改扩建工程施工区的布局进行了研究。运用交通仿真技术，以京珠南扩建工程为例，研究了高速公路扩建施工区路段的布局，寻求交通运行效率与施工成本之间的平衡点。研究成果建议施工区的最大长度为5km；推荐半幅封闭半幅双向通行情况下，相邻两处施工区的最小间距为5km，小于5km应合并为一处施工区，集中管理。建议中央分隔带开口段长度最小值为65m，最大值为200m。该研究中施工区布局相应指标的确定均是根据驾驶员的生心理感受和延误等阈值确定下来的，研究结果的适用性有待于进一步的讨论和验证。45 2.2.2施工区速度管理车速控制在高速公路养护维修作业中有着重要的意义。车辆速度控制是降低养护维修作业区的事故率的重要措施，高速公路发生事故，很大原因是因为车辆之间速度的不一致导致的，在工作区，如果不进行限速，必将导致车辆之间的速度更加不均衡。同时，车辆速度控制也是消除工作区交通堵塞、提高通行能力，减少损失的重要措施。限制速度的选择一般考虑以下原则：第一，限制速度不能超过施工区的最大安全速度。施工区的最大安全速度和施工区行人活动、施工类型和进展情况及道路的情况有关，冲撞事故发生越多、越频繁，最大安全车速应越低。第二，限制速度应考虑到路上通行的绝大多数车辆的速度、不能过低。第三，限制速度宜统一，并能提供给驾驶员对突发事件和交通控制设施及人员指示的反应时间。2.2.2.1国外典型施工区的速度管理方案美国MUTCD的第六章为temporarytrafficcontrols，详细地规定了美国关于施工区的交通组织及安全技术规程，其中关于施工区的速度控制相关论述为：大幅度降低限速值，如降低50km/h（30mph），会增加交通流运行速度的波动性，从而增加发生碰撞事故的可能。小于16km/h（10mph）的限速值降低幅度，对交通流运行速度波动性的影响较小，从而对碰撞发生可能性的影响也较小，因此在施工区交通管理中，应当尽量不改变原先道路的限速标准，除非非常必要或实际条件限制，即使在这样的情况下，一个区域内的限速值也不应频繁变化。实施交通控制措施时，施工区限速值与正常限速值之差应当小于16km/h（10mph）。大于16km/h的限速值降低幅度只有在实际限制条件非常剧烈的情况下才采用。当采用大于16km/h的限速值降低幅度时，必须设置额外的驾驶员警示设施，并应当在最低限速点前适当区域内逐步降低限速值，配合设置适当的警告设施。降低限速值的措施应当尽量少的采用，因为并不是所有的限速措施都能获得预想的效果，实际运行中，驾驶员是按照自己的判断驾驶车辆，只有当他们清楚的感觉到应该降低行车速度时，他们才会减速。45 警告限速标志（白底黑字）和禁令限速标志（黄底黑字，也可称为建议速度标志）可配合使用，在禁令限速标志区域内存在危险性较高的地点时，可以在这些地点之前设置限速值更低的警告限速标志，以提示驾驶者注意进一步减速。美国的NCHRPProject3-41报告确定了施工区的限速值确定的一般流程，可分为如下4个步骤所示：1)确定原有的限速值；2)判断施工区的类型；3)施工区需要特殊考虑的因素；4)综合上述因素，确定该施工区的限速值。报告中施工区的类型可以分为的7种，如表2-14所示。限速值的确定结果主要分为两种情况，一种是不变化，一种是降低原来的速度值，但速度降低值一般不超过16km/h（10mph），这一点和MUTCD中的规定一致。表2-14NCHRPProject3-41报告规定的施工区的类型类型1：路外作业，施工区距行车道边缘距离在2m以上类型2：路肩作业，施工区距行车道边缘距离在2m以内，0.5m以上类型3：侵入车行道作业，施工区侵入车行道内0.5m以内类型4：路肩短时或移动作业，位于路肩上的移动或短时静态作业45 类型5：车道封闭作业，需要封闭一个车道，但并不断绝交通的作业类型6：临时断交作业，需要临时断绝某方向交通，而改以便道通行的作业类型7：占用一条以上车道的作业，多车道道路上，施工区宽度超过车行道宽度的作业Rauphail等人于1985年在研究了高速公路施工区附近车流速度特性的基础上，确认影响通过施工区的车流速度的因素主要包括：①道路几何线形因素，例如车道封闭形式、道路的平纵横曲线特性、有效车道宽度和横向净空大小以及视距等；②交通流因素，例如交通量大小和车流中的大车混入率；③交通控制因素，例如使用的交通安全设施类型以及有无交通指挥等；④施工区因素，例如施工区所在的位置，施工规模，施工区长度等。1987年美国联邦公路局的一项研究对施工区的常用的4种速度控制方法进行了评价，并颁布了相应的实施指南。4种速度控制方法分别是：（a）MUTCD中规定的标准旗语指挥；（b）一边使用MUTCD中的旗语，一边用另一只手示意驾驶员看立在傍边的减速标志；（c）装有警灯和雷达的警车停在施工区内；（d）现场身着制服的警察指挥交通。试验时每一种方法都在6车道的高速公路上被连续应用了10-15天，结果表明，每一种方法都能显著的降低车辆的速度。相比较而言，设置旗手的方法在两个车道封闭一个车道开通时的效果要优于一个车道封闭两个车道开通时的效果，尽管设置警车和警察的方法能够使速度降低很多，但这种方法的实施需要多个管理部门的协商合作，有一定的难度。45 NewBrunswick大学交通研究组的Eric等人于2003年对乡村临时性施工区的速度管理策略进行了研究。利用前后对比分析法对便携式可变信息板（Portablechangeablemessagesign）、便携式橡胶隆声带（Portablerubberrumblestrips）、横向路面减速标记（Transversepavementmarkings）和橙色荧光施工标志板（Fluorescentorangeconstructionsignsheeting）的减速效果进行了实验分析，4种限速设施如图2-8所示。研究选择了对平均速度、85%位速度、速度标准差的影响，以及夜间实施效果等作为限速措施效果评价指标。根据研究结论，推荐便携式的可变信息板、便携式的橡胶隆声带、横向的路面减速标记作为速度控制的方式，考虑到速度降低效果不明显且使速度波动增加，故不推荐橙色荧光施工标志板作为限速方法。下一步的研究还应该重点考虑一下方法长期使用的效果，以及安装和拆卸所需要的时间。图2-8施工区各种限速措施和方法Saito,M和Bowie,J也对施工区的速度降低方面进行了研究，根据现场实际，他们研究了三种典型的情况，研究结论表明：在不进行任何额外措施只是利用MUTCD中规定的标志和路障的情况下，能使进入工作区的车辆降速3mile；安装速度监视显示后，车辆速度降幅为7mile；当存在警车执法时，降幅可达9mile。45 Nemeth和Rathi利用Freesim交通仿真软件虚构了一个高速公路网络来进行模拟研究。结果发现：通过限速可以使得通过施工区段的交通流的速度趋向一致，有利于施工区段内的交通安全。而Dudek和Richards也于1986年指出，为提高交通安全性在施工作业区进行限速是必要的，并就几种限速方法进行了研究，为实施限速提供了理论依据。1999年，JamesMigletz，JerryL.Graham等人从交通安全的角度出发对公路施工区的限速标准进行了研究，建立了交通安全水平与车速限制之间的关系。同年，VirginiaP.Sisiopiku，RichardW.Lyles等人对高速公路施工区车速控制的影响因素及标准进行了研究。2000年爱荷华州的交通研究和教育中心（CUTE）对施工区的一些常用的速度降低措施进行了评价。文献综述表明旗手和警察执法对降低施工区的车速有较积极的影响，但是两者都属于劳动密集型的，长期应用费用比较高，因此，实际应用中这种方法也是比较少的。研究建议可以采用新技术来替代这些措施，如机器人旗手和拍照雷达执法等均是比较可行和有效的。结论还表明一种限速方式很难起到预期的效果，最有效的限速往往是多种技术综合应用的结果。此外，爱荷华州交通厅还通过信访的方式对其他63个交通机构进行了问卷调查，共有39个机构给予了反馈。问卷调查同样表明，大多数州的施工区比正常速度低10mile/h，个别的情况下也有采取比正常速度低20mile/h的，但这种情况基本上都是经过专家讨论通过的。绝大多数管理单位在施工区都布设的是限速标志，而不是警告（建议）限速标志。美国密歇根州交通厅根据相关研究结论，在1997年修改了施工区地点车速的限制。具体规定是：Ø对于宽阔的、没有维修工程的、也没有工人出现的地点，限速60mile/h；Ø对于宽阔的、没有维修工程的，但有工人经常出现的地点，限速50mile/h；Ø正在进行的维修工作处限速45mile/h。限速值的修改适应了驾驶员关于限速过低的抱怨，减少了用户延误。大量的密歇根州作业区调查点在没有作业区存在时限速为70mile/h。密歇根立大学VirginiaP等人为了估计作业区中不同的地点车速限制对驾驶员驾驶车速的影响，选择了密歇根州车速接近限制车速的公路（高速公路），进行施工区前后的车速数据的采集，研究了限速标志、工人存在与否45 、关闭车道类型及通车车道数对驾驶速度的影响。研究结论表明：在自由流状态条件下，施工区的车速均比限速值高；速度值的降低与开通的车道数密切相关，车道数开通越少，速度降低越多；工人的存在对速度的影响不是特别的明显；车道隔离（关闭）类型对速度也有较大影响，车辆速度在护栏存在情况下要比锥桶分隔的情况下高的多。2.2.2.2国内速度控制研究结果和实际应用情况2005年，北京市交管局颁布了《影响交通安全的占道施工许可培训手册》，该手册中对限速标志的设置方法和位置进行了规定。就高速公路有一条右车道封闭而言，标志设置的相关距离如下：上游过渡区起点1km，设置施工区标志“前方施工1km”和禁令标志“限制速度80km/h”；距离上游过渡区起点500m，设置警告标志“施工”和禁令标志“限制速度60km/h”；距离上游过渡区起点300m，设置施工区标志“右道占用300m”；距离上游过渡区前150m，设置施工区标志“右道占用”和警告标志“右侧变窄”；上游过渡区起点设置施工区标志“向左行驶”和禁令标志“限制速度40km/h”；施工路段起点设置施工区标志“道路施工”和防撞消能桶，夜间施工须安装施工警告灯；终止区末端设置警告标志“解除限制速度40km/h”。《公路养护安全作业规程》中，规定了公路养护维修作业控制区的限制车速分为3种标准：60km/h、40km/h和20km/h。并根据不同的限速标准确定了车道封闭上游过渡区的最小长度和路肩封闭上游过渡区的最小长度。对于为什么取这3个分级标准，以及如何针对不同的道路条件选取这3个标准，规程中并没有说明和解释。《道路交通标志和标线》的附录J——道路施工安全设施设置实例中，也没有关于限速标准的规定。哈尔滨工业大学的陈瑜等基于人体工程学原理，将驾驶员在高速公路作业区行驶过程中接触的交通信息分为道路几何信息、道路交通运行信息、交通管理控制信息、气候与环境信息及驾驶员自身信息，将作业区各种道路交通信息进行量化处理，在系统分析驾驶员对信息处理模式的基础上，提出了基于驾驶员信息处理能力的高速公路作业区车速速度限制值计算模型。45 高速公路养护维修作业区由于道路条件的突然变化，路段信息量急剧增加，由于驾驶员信息处理能力的限制，要求驾驶员通过作业区路段时应减速行驶。因此作业区路段限制速度可由下式计算得出：（2.2-4）式中——作业区路段限制速度（m/s）；——驾驶员的瞬息视野（m）；——驾驶员处理驾驶员瞬息视野内全部信息需要的时间（s）；——驾驶员信息处理响应时间系数，根据经验一般取2.5。根据人处理信息的能力和瞬息视野内总信息量，可得：（2.2-5）式中——第i类道路交通信息源包含的信息量（bit）；——驾驶员处理信息能力，以信息处理速率表示（bit/s）。由式（2.2-4）、（2.2-5）可得作业区路段速度限制值（km/h）计算公式如下：（2.2-6）最后以2006年5月哈大公路入口作业区为例，考虑车道宽度、开放车道数、隔离设施、合流机会、合流冲突及大车影响对驾驶员接受信息的量化影响，计算得出该作业区的限速值为50km/h，与工程实际中采用的55km/h吻合较好，该研究为高速公路交通管理部门确定车辆速度限制标准提供了一种参考方法。驾驶员的信息接收和处理过程是十分复杂的系统，文中的研究分析还远远不够，因此对于基于信息处理的限速计算方法还有待完善。吴新开等人详细分析了国外高速公路养护维修作业区对于行车速度的控制方法。控制养护作业工作区车速的方法包括交通标志牌、旗手、交通警察（警车）、车道变窄、“颠簸”车道、雷达报警器、速度追踪显示屏、视觉限速标线等。并对其中某些方法进行了综合和改进，对我国高速公路养护维修作业区车速控制起到一定的借鉴作用，但对于如何控制我国高速公路的车速未做系统分析，还有待进一步研究。45 从上述分析可以看出，国外施工作业区的限速值均比较高，一般情况下只比正常情况下的速度低10～20km/h，而我国工作区的限速值均比较低，以设计速度为120km/h的高速公路为例，限速值通常取60km/h。施工区限速值的确定基本上是根据相关规范和指南确定的，也即是根据经验选取的，考虑的均是理想道路交通条件下的速度，实际上施工区的速度受道路线形条件，交通量、大车比例等交通流条件影响很大，但相关理论研究却很少。这些方面的空白将是本研究速度控制策略研究的重要突破口。2.2.3施工区交通组织设计及方法施工区交通组织方案包括静态交通组织方案和动态交通组织方案两方面的内容，前者主要指施工作业控制区的警告区、过渡区、缓冲区、工作区、结束区等参数的合理规划，设定养护施工其他相关控制区和相邻控制区的物理参数的可能取值范围；后者主要包括交通分流和交通行为管制两大类，交通分流包括空间分流（空间路权分配如车道功能使用）和时间分流（时间路权分配）两类，交通行为管制主要指针对施工作业区的限速、限时通行、限车种通行、分道行驶、信息诱导等多种策略。而无论是养护施工还是改扩建施工的交通组织方案，都需要遵循一些基本原则，即安全原则、畅通原则、确保施工进度原则和效益最佳原则。安全原则是指施工期间，必须保障运营车辆的行驶安全，同时也必须保障施工车辆和施工人员安全。畅通原则是指施工期间，公路应保持畅通，确保施工过程中车辆能够以一定的速度顺利通过，保证一定的服务水平，同时减少因施工带来的高速公路运营损失。确保施工进度原则是指尽量压缩施工周期，减轻对周边公路的压力，和施工高速公路的经济损失。效益最佳原则：养护工程和改扩建工程作为一项经济活动，合理利润的追求必然要求工程在达到质量、进度等各项要求的基础上，付出最小的经济代价。因此，在施工过程中，对各项设施的要求是在保证工程质量的前提下选择最经济的方案。2.2.3.1国外施工区交通组织设计与方法在施工作业区交通组织及管理方面：45 道路在建设和养护时，确保公众及时获知施工区及周边道路交通环境的信息十分重要，一方面使出行者根据已知信息做出合理的出行方案，提高公众的满意度；另一方面，更为重要的是，降低与工作区不利环境相关的安全隐患。美国一研究报告指出出行者获取信息的渠道主要有四种直接的和四种间接的，出行者满意度的测定受施工区造成的粉尘、噪声、标志设置、信息沟通等方面的影响。研究还调查得到：信息渠道利用率最高的是施工区标志为55.9%，最少的为电子邮件仅为1.5%，另有少于4%的人不利用任何信息渠道，施工区公告牌对出行者满意度的贡献最大，其次是网站信息发布，而电视、广播的作用不大。美国研究人员指出：解决建设和维护阶段的工作区安全问题的关键是减少机动车和工作人员间的相互作用，即解决好工作区与非工作区界面的交互影响，而具体对策、方法的落实又是围绕工作区交通管理进行的。工作区交通管理并不是附加于施工养护作业之外的单独项目，也不是什么新的概念，工作区交通管理涉及的内容也远不止于工作区的交通控制，它包含一整套方法，其所体现出的长期战略思想在于满足人和货物安全有效的通过运输走廊这一需求，交通管理的核心理念仍是运输系统的机动性和安全性。车辆延误与安全是紧密联系在一起的，事故导致交通延误，反过来，延误也引发事故。通过降低道路使用者在工作区环境中的暴露风险，可减少与工作区相关的各类事故，还能给道路工作人员和检查巡视人员提过一个安全的工作环境，因此，成功的交通管理取决于通过以下方法来减少上述暴露风险，即尽可能减少因车辆、道路使用者和工作区环境相互作用而带来的不利影响：l减少通过工作区的交通量l减少工作区设置或启用时间l减少工作区建立的频次美国的一份研究报告指出以下几个阶段和关键要素是公路整个项目周期中成功实施交通管理的要点，这些阶段和要素体现了工作区安全的最新技术发展水平，并对好的经验/政策进行了分类：l政策、指南、标准之操作规程l公众关系、教育45 l预测模型及影响分析：阻塞与事故l规划与立项l项目开发与设计l签约与招投标l技术要求与建设材料、方法、经验l出行者与交通信息l执法lITS及新技术l评价、反馈有效的工作区交通管理是由一系列连续的措施、方法、手段构成，在具体的实施中，应寻求安全、成本、时间、道路使用者利益之间的均衡。美国的MUTCD给出了道路工作区统一的设计和设置方法及原则，也包括临时交通控制计划（TCPs）的开发指南，其中TCPs用以确定通过工作区的交通流的方式和规则。美国职业安全与健康管理局（OSHA）在其工业安全生产建设规章中对非道路工作地点（不向公众交通开放）内的车辆和设备的安全运行进行了规定。然而，该规定并没有对机械类型和安全设备进行详尽的说明，对工作准则、交通控制计划、换班等内容也未表述。另外，该规定还对旗语、信号规定等一般性问题进行了讨论，也包括标志、路障等内容。2004年9月，美国联邦公路局出版了施工区规定的最新版本——23CFR630SubpartJ，该版本命名为“施工区安全性和机动性规则”45 ，该手册适用于美国所有州和地方政府。该文献包涵一个指导性报告和三个技术性报告，分别为：规则的贯彻和执行、施工区影响评价、交通管理计划和施工区公共信息及发布策略。其把交通组织和管理分为政策方针层面、州/地方管理单位层面和具体项目层面。对工作区的交通管理计划（TMP）的重要性、使用程序、具体项目、应考虑的重要问题、以及管理战略等进行了介绍和说明。该文献还给出了一些目前一些机构正在使用TMP的例子和做法。附录中还给出了交通管理计划潜在组成项目清单。应该说本报告是道路施工区交通组织的基础，在更宏观的层面，更为广义的介绍了交通管理和控制的意义、作用和应包括的各个方面。2.2.3.2国内施工区交通组织管理和设计除了《道路交通作业安全标志》（GA182-1998）、《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）等规范标准外，我国一些大的城市从自身情况出发，也相应的制订了一些施工作业区管理手册和规程。北京市公安局公安交通管理局于2005年组织编写了《北京市占道施工交通管理手册》。该手册对许可程序、管理范围、职责分工等进行了规范，提出包括交通影响最小原则等交通组织定性基本原则。对缓解首都交通拥堵、保障安全畅通起到了不可抹煞的作用。上海市市政工程管理处也于2006年组织编写了《城市道路养护维修作业安全技术规程》。该规程对占道施工区域的交通组织进行了系统的阐述，经上海市交巡警总队反映，该规程实施后，对交通的安全畅通起到了很大的改善作用。高速公路养护施工作业，按其施工内容可分为路面施工、路基施工、排水施工、设施维修施工、绿化施工等等；按其在高速公路上施工作业区的位置可以分为占用路面的施工作业（包括超、行车道和紧急停车带施工）和非占用路面的施工作业（包括中央分隔带、路肩、边沟、边坡施工）。郝学臣等人结合工程实践对高速公路非占用路面施工作业的交通控制进行了调查和研究，并对此提出了探讨意见。文章详细说明了中央分隔带作业区和边沟边坡作业区的交通控制措施。结论有一定的借鉴意义，但研究成果没有给出具体实例加以证实，因此还有待进一步验证。施工交通组织包括施工组织和交通组织，两者相互关联、相互制约、密不可分。韩熠和李杰两人总结以往养护工程和改扩建工程的施工组织方案，将道路施工可分为全封闭施工、半幅封闭施工、全幅区分车型分流施工、半幅区分车型分流施工、开放式施工和组合式施工6种情况。交通分流可以分为路网分流、平行道路分流和施工便道分流3种；而交通行为管制则包括限速通行、限时通行和分道行驶3种。路段交通组织方面，确定了最小施工路段间隔宜大于5km，半幅封闭施工路段长度取为4km为宜，通行车辆限时应控制在60km/h以内。文章45 从宏观上对高速公路改扩建工程施工交通组织进行了详细阐述，分析的结果对高速公路改扩建及养护工程的交通组织和施工组织有一定的指导和借鉴作用，不足之处在于没有微观模型作为理论基础，同时也缺乏量化数据作为依据。河北道路工程检测有限公司的肖健以实例介绍了路面养护中常见的几种交通流组织方式（不改变交通流方向，封闭部分车道施工；改变交通流方向，单向封闭施工，对向双向通行；改变交通流方向，单向（或双向）封闭施工，绕行其他线路通行）及其特点，并简单说明了交通安全设施的设置与转移，封闭路段的长度以及突发事件的应急处理措施。文章结合国内两个成功的实例阐述了施工路段的不同施工交通组织方式的特点，分析较为透彻，具有一定的导向性。在说明交通安全设施的设置与转移时缺乏直观性，应以图示加以说明。对于封闭路段长度的设计缺乏理论依据。武汉理工大学的宋学文在其博士学位论文中将交通组织划分为点、线、面3个层次。面层的交通组织优化，即基于公路网布局的交通组织优化。包括改扩建期交通量预测、交通分流方法的选择、交通流组织方案的效果评价等。线层的交通组织优化，即基于基本路段的交通流组织优化，这部分重点应关注的是施工组织方案和施工区优化布局等。点层的交通组织优化，即基于施工关键点的交通流组织。主要是根据桥梁、立交、服务区、收费站等不同的扩建特点，给出相应交通流组织方案。王淼运用交通供需均衡理论，对安新高速公路影响区域4改8扩建期间的交通需求进行预测，分析得出如果施工期间安新高速公路能保证4车道通行，服务水平能够保持在二级，以此为基础设计并论证了“行车不分流”的交通组织方案，并对选定的交通组织方案的实施进行详细设计。通过三个方案在施工组织、交通组织和通行能力等方面的比较，最终选择了方案一。即第一阶段：东、西半幅外侧路基同时施工。第二阶段：东半幅外侧新建路面和原硬路肩路面施工，在东半幅原硬路肩每2km保留200m长的一段作为紧急停车岛并与中间带开口错开。第三阶段：东半幅内侧原路面、西半幅外侧新建路面施工，同样地，在西半幅原硬路肩保留紧急停车岛，待该阶段其他路面施工完成后再单独施工。第四阶段：西半幅内侧路面施工。张丰焰和周伟等人探讨了高速公路改扩建工程的交通组织设计。45 明确了拟施工道路和相关道路的交通特征和建设特征是确定合理的交通组织方案的基础。通过分析，认为应考虑的基础条件如下：(1)拟改扩建高速公路的线路走向及交通分担情况。(2)拟改扩建高速公路沿线服务设施和交通工程设施的设置情况。(3)拟改扩建高速公路沿线出入口匝道的设置情况。(4)拟改扩建高速公路沿线立交桥的设计型式、施工方法。(5)拟改扩建高速公路的方案设计方式，一般分为新建和加宽两种方式。(6)拟改扩建高速公路交通影响区内道路交通布局及线路设施等情况。通过对高速公路改扩建工程交通组织的基础条件的分析，探讨了改扩建工程交通组织设计原则和设计方法。提出以高速公路改扩建工程总体设计为依据，以现状交通调查为基础，通过交通仿真模型的建立与检验、专家的经验与评判等多种手段，定性与定量相结合地开展改扩建工程实施期间交通组织研究，并确定了如下交通组织方案的技术路线，见图2-9所示。45 图2-9交通组织方案技术路线文章对高速公路改扩建工程交通组织设计原则和设计方法的探讨具有一定的导向性，但对高速公路改扩建工程交通组织设计内容、设计效果评价、实施方案等没有进行研究。李永义在其硕士论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、车辆运行特性、道路基本特性和交通流特性，通过对上述特性的分析研究了高速公路施工路段交通组织方案设计。本着保证高速公路“快速、安全、经济、舒适”功能的原则来进行并给出方案设计流程图45 图2-10高速公路施工路段交通组织方案建立流程图接着建立了高速公路施工路段交通组织方案的评价指标体系，根据施工路段交通组织方案的实施效果，即车辆的运行状况，从众多的指标中选择了路段饱和度、路段平均车速、路段交通密度、路段平均行程延误4个指标作为施工路段交通组织方案评价指标，并采用了动态综合评价方法对高速公路施工路段交通组织方案评价指标体系进行评价。但论文并没有根据评价的结果给出具体交通组织设计和管理的有用建议。冯道祥和张建龙的硕士论文都以连霍高速公路为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点，重点运用微观交通仿真软件对高速公路改建工程施工区通行能力进行模拟试验研究，根据研究高速公路施工区通行能力研究成果制定出了连霍高速公路郑州段改建期间的主线、桥梁及互通式立交的保通方案和限速方案。论文结合国内连霍高速公路郑州段改建工程系统的研究了高速公路改建工程的保通方案，考虑问题较为深入，对公路养护施工的保通和交通组织有一定的参考意义。重庆交通大学的李淑庆等人结合交通规划软件TransCAD的OD矩阵反推和仿真软件Vissim动态交通分配仿真的技术优势，提出了一种较实用的交通需求OD推算方法和城市路网动态交通分配仿真技术，45 建立了城市路网动态交通分配仿真流程（图2-11），使仿真效果达到了从宏观到微观系统分析路网规划方案以评价路网交通性能与管理效果的目的，并运用该技术方法对重庆市南坪交通枢纽改善工程组织方案进行比选，得出了交通组织方案的优劣。文章结合两大主流交通规划仿真软件TransCAD和Vissim的技术优势，设计的路网动态交通分配仿真流程提供了一个完善的城市路网交通分析的思路和解决办法，这一作法也可以借鉴到公路养护施工过程动态交通组织方案设计中，如基于路网运行效率最佳的高速公路、国省道断绝交通作业的交通组织方案优化设计和比选等。但同时需注意，由于OD反推理论和交通分配理论尚在完善和发展之中，部分基础数据难以测定（如驾驶员行为数据），相关问题还需要深入地研究。图2-11城市路网动态交通分配仿真流程图2008年，长安大学的王剑等人针对改扩建期间高速公路的特点，利用均衡系统最优原理，建立了以路网总行驶时间最小、以通道内的流量为约束的模型，给出了求解步骤，并以西安—宝鸡高速公路改扩建工程为例进行实例分析。研究结果表明：基于均衡系统最优的高速公路改扩建交通分流方法，能有效缓解改扩建路段的交通压力，并能最大程度地利用现有的道路资源，使高速公路扩建对区域社会经济影响降低到最低限度。45 2004年清华大学的熊辉建立了基于交通延误最小的道路养护策略的整数规划优化模型，其中目标函数为路网总的交通延误最小，约束条件为总的可用工作时间；并通过具体的实例对模型进行了验证。研究是针对路网中多条道路均有养护施工要求的条件建立的，且约束条件较为单一，费用等重要约束均未考虑。这些均与现实情况有一定出入。就该方法而言，也可以应用到单条道路的施工组织设计中去，如研究多车道公路的不同车道关闭模式对交通延误的影响等。王宏伟等人对沪宁高速公路车道中央分隔带开口的长度进行了研究。主要研究内容是根据路线几何线形设计的中分带宽度、交通量要求等因素，用人体舒适度等安全条件，通过理论计算确定沪宁高速公路8车道中央分隔带开口的尺寸，同时以实车交通组织验证。研究考虑开口过长将影响运行安全以及交通流转换所须的最小过渡段长度等因素，建议沪宁8车道高速公路中央分隔带开口长度为50m。2.2.4小结通过国内外公路养护施工区交通组织方法的对比分析，可以得出以下几个方面结论。目前，我国高速公路施工路段的交通组织方案主要依靠《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）、《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ074-94）、《道路交通标志标线》（G5768-1999）、《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ073.2-2001）以及各地方部门制定的施工路段管理办法，然而，这些规范和管理办法对普通公路施工路段作了一些简单的操作规定，对施工现场安全控制设施的布置提出了指导性的建议，并没有充分考虑高速公路的行车特点、施工规模及交通量等因素，从而导致现状施工路段的交通组织（如施工路段各控制段的长度标准及限速标准）存在诸多不合理之处，严重降低了高速公路的通行能力及服务水平，影响了高速公路的经济效益和社会效益的正常发挥。因此，开展对高速公路施工路段交通组织研究显得十分迫切。为了优化高速公路施工路段的交通组织，避免交通组织的决策失误，有必要通过各种手段（45 譬如利用交通仿真软件对交通系统进行仿真）对高速公路施工路段交通组织方案进行评价，以期在交通组织方案实施前就知道该方案的实施效果，并根据评价结果尽可能地对交通组织方案进行调整。然而由于高速公路施工路段的交通组织是个极其复杂的系统，交通组织涉及到的众多因素很多难以量化。因此，有必要对高速公路施工路段交通组织方案的评价方法和关键技术加以研究，以优化交通组织，更好地为施工路段的高速公路广大参与者提供一个安全、通畅、便利、舒适的交通环境国内外的施工区的限速值确定方法有较大差别。通常情况下，国外施工区取的限速值一般比正常路段限速值低10mile/h（16km/h）。而我国关于施工区限速值的确定没有明确的说明，《公路养护安全作业规程》中规定的最大限制速度值为60km/h，和通常高速公路的普通路段的限速值120km/h有很大的差距。尽管从施工警告区开始处就可能有警告标志和限速值的梯级过渡，但无论如何两者的差距太大，容易造成施工区范围内交通运行不稳定、速度差增大，不利于交通安全，且根据《道路通行能力手册》可知，过低的限速，将会降低施工区的通行能力和服务水平。考虑交通安全和运行效率两个方面，在实际施工过程中工作区的限制速度可能在80km/h，或者是90km/h的情况下是最优的，但目前并没有相关研究支撑这一结论。速度限制方法和措施的理论研究方面，国内外基本上是统一的，但在实际应用过程中，我国就落后了很多，既没有不同限速措施效果的观测对比和评价，也很少将“颠簸”车道、雷达报警器、速度追踪显示屏和视觉限速标线等先进的速度控制方法加以利用。普通公路经常就是在工作区前放置一块限速标志，有的连限速标志都没有，只是进行简单地围挡、设置几个锥形桶。高等级公路的施工区限速措施一般好些，通常有限速标志的梯级过渡，有的也配有旗手和交通交通警察（警车）等。施工区布局方面，在一些细节上国内外也有较大的差异。相比较而言，《公路养护安全作业规程》中规定的施工控制区的警告区、上游过渡区和缓冲区的最小长度比国外标准规范的规定要短，《道路交通标志和标线》规定的数值则更小。缓冲区长度的确定国外一般是根据不同的限速而进行取值，我国规程中给出了一个固定的参考值50m。国外对缓冲区长度的规定是根据车速选取的，车速越大，缓冲区长度越长，是一个变值。我国相关规范中规定终止区的长度是30m。一些国家如德国等是按施工区结束段锥形桶按45°45 角倾斜摆放来表述的，根据这一方法计算，其终止区的长度应该比较短。相关规范中关于过渡区计算公式中速度的含义不够统一，有说取85%车位速的，有说取施工路段的限速，还有说取设计速度的，这几种速度在数量值上差别还是比较大的，在后续相关标准、规范的完善和修订过程中应明确这一点。关于养护维修作业控制区的划分方法和名称，国内的几个标准规范（《公路养护安全作业规程》、《道路交通标志和标线》、《北京市占道施工交通管理手册》）的划分方法和叫法不统一，容易让人混淆。道路施工区安全设施设置图示不够详细，如《道路交通标志和标线》中并未将限制速度标志的设置方法和位置进行说明，且过渡区在实例图中的标注也不够合理。所有这些都直接影响这些标准和规范的权威性，进而直接影响其在实际应用中的指导性。45 2.3国内外现有公路养护施工区安全技术分析养护施工区标志标线、防护设施和ITS等先进系统设备的布设在车辆安全运行和施工有效进行方面发挥着巨大作用。施工区安全技术和手段的实施主要考虑如下四个步骤：1）定义与安全相关的临时设施；2）确定恰当的施工周边安全区域；3）基于安全考虑的临时设施的优化布设；4）布置和摆放临时设施以保护人员、施工机械和设备安全、缓解交通拥堵。2.3.1施工区标志标线设置在道路施工临时交通控制区内，有关的交通标志标线使用目的就是向道路使用者传达一般和具体的信息，其类型也分为禁令、警告和指路3大类。2.3.1.1国外施工区标志标线设置标准及实际应用情况国外对交通标志标线的设计模式进行了系统的研究，并取了许多成果，体现在本国的标志标线设置指南中，如美国的MUTCD等，道路施工区警告标志的底衬颜色为橙色，文字和图案信息为黑色，如图2-12所示。如有必要，橙色信号旗或闪光警示灯可和有关的标志一起联合使用，但相互之间不能阻挡道路使用者的视线。一般情况下，交通标志的大小可采用标准尺寸，为了提高警示性也可以适当加大尺寸。要注意的是，标志尺寸的加大增量为150mm。所有标志必须具有规定的反光性，并确保无论是黑夜还是白天，标志的形状和颜色都一致不变。标志的照明可以是主动发光标志，也可以是被动放光标志，但是频闪灯不能当作交通标志外部照明设施。图2-12道路施工区警告标志MUTCD中还给出了各种条件下不同等级公路标志的设置位置、支撑方式、设置频率等内容128 ，目前这方面的研究内容已经非常的成熟和完善，用于施工区的警告、指示和禁令标志也很多，手册中对这些标志的使用方法和条件介绍得很具体和详细。此外，和我们国家的规程相比，MUTCD中对设置旗手的程序（位置、方向等）以及旗手的手势说明都很详细，如图2-13～图2-15所示，手册中规定通常情况下旗手应该手持“停车/慢行”的标志牌，只有在紧急情况下才使用红色的旗帜。通过现场调研了解到我们国家的基本情况是，尽管有些施工区设置了旗手，但旗手们打的旗语非常不规范，而驾驶员也很难理解其含义，因而不能起到良好的效果。图2-13示意车辆停下图2-14示意车辆通过图2-15警示车辆减速慢行128 对于中长时间的交通控制来说，道路施工区的路面标线要尽量和原有道路的路面标线相识，尤其是在施工区两端的路面标线，要和相邻的现有路面标线一致。在道路施工期间，要在整个绕行路线的铺面上设立标线，一旦施工结束，要清除那些不在有效的路面标线。路面标线清除要分阶段进行，若有必要，可采用易清除、无反光性和预制的带状材料把路面标线临时遮盖起来。车辆行驶路线的划定要清楚，以保证无论是在白天还是晚上、无论晴天还是雨天，道路使用者都能看见。当无法及时设置中长时间的路面标线时，可以先设立临时或短期的路面标线。临时路面标线的使用不能超过两周。在道路施工区内也可以设立突起路标代替路面虚线标线。2000年5月，华盛顿州交通厅参考MUTCD，且根据本州的特点也同样制订了“施工区交通控制指南”，指南对施工区的布局和交通设施设置位置等进行了介绍。此外还重点对养护施工区的安全设施，如包括工人的防护服、标志、车辆、车载式防撞垫、便携式可变信息版、临时交通控制设施、注水护栏、水泥护栏、路障、施工警告频闪灯等的使用条件和使用注意事项进行了介绍。伊利诺斯州成立专门任务小组对如何降低路侧旗手事故风险开展研究，小组建议照片监视、临时交通信号、安全设备、外观一致的标志等措施可能会有所帮助，此外，由旗手研制的遥控旗帜装置即将投入使用，旗手可在远处操作该装置，使标志能在180度范围内翻转。纽约州的运输部门在进行道路养护作业时，针对车辆驶入工作区而引发事故这一问题，采取了多项对策，一项颇为新颖的方法就是临时振动条的应用。Morgan,RL认为临时振动条在预防侵入工作区的事故时是有效的，值得提倡，并对现行标准中与其应用相关的内容进行了分析，他还进一步指出为更多类型的振动条能在更广的范围内得到应用，有必要对标准规范中的限制性内容进行修订。在恶劣的天气条件下，驾驶员一般难于发现前方正在作业的除雪除冰车辆，这方面的规范也相对模糊。德克萨斯州运输研究协会进行的一项研究发现：逆反射磁条能够提高车辆在不良天气条件下和夜间的视认性。128 印地安那州为提高州际乡村公路工作区的安全性开展了一项研究，此项研究计划围绕解决两个核心目标进行：1）确定主动示警装置或改良的标志是否对工作区的安全产生影响；2）当道路施工时，在尽量保持州际乡村公路两条车道开放的条件下，确定考虑临时道路和桥梁是否适宜。研究报告的主要内容包括：当前工作区安全对策、经验/方法评论；几种交通管理技术的评价；研究过程中具体的试验和检验方法；保证两条车道开放的可行性评估，评估过程中建立了经济模型以确定保证两条车道开放的利弊。Welch,DJ;Vecellio,RL;McCarthy,JR等人认为工作区安全问题的部分原因在于驾驶员对前方警告标志的忽视，针对这一问题，他们试图找到能够提高前方警告标志对驾驶员行为影响的方法。2.3.1.2国内施工区标志标线设置标准及实际应用情况为改善公路施工安全状况，交通部公路司于2000年8月签发了《关于加强公路养护工程施工现场管理的通知》，要求各省市公路养护施工单位应严格按照《中华人民共和国公路法》、《公路养护安全作业规范》的规定，切实做好施工现场的管理工作，保证施工路段两侧设置明显的施工标志、安全标志。我国公路法第32条规定施工单位改建公路时在施工路段两端设置明显的施工标志、安全标志，保证车辆和行人通行。第39条规定为保障公路养护人员的人身安全，公路养护人员进行养护作业时，应当穿着统一的安全标志服；利用车辆进行养护作业时，应当在公路作业车辆上设置明显的作业标志。新的道路交通安全法第105条明确规定道路施工作业，未设置必要的警示标志或标线致使行人车辆遭受损失的，承担全部责任。在地方法规上，许多省市都制定了具体的规章制度。比如：《上海市公路管理条例》就规定在高速公路上进行养护作业的车辆不得享受行驶路线和方向不受公路标志、标线限制的规定，并且对高速公路的清扫保洁和绿化养护作业，应当以机械作业为主，确实需要人工养护作业的，养护作业单位应当采取切实有效的安全防护措施。《北京市道路交通条例》对高速公路施工安全的规定为：在距离作业地点的来车方向1000米、500米、300米、100米处分别设置明显的警告标志牌，夜间设置红色示警灯（筒）；作业人员着安全标志服，戴安全标志帽，进出作业区时，避让行驶的车辆；对于违反安全规定进行维修、养护作业的，处以200元罚款。宁夏吸取养路工人128 上路作业时被行驶车辆撞伤或撞亡的教训，对上路不穿安全背心、不戴安全帽的职工进行严格处罚：初次违规罚款50元，第2次扣发当月工资，因未穿标志服而发生交通事故者，责任自负。《山东省高速公路条例》在公路养护部分规定高速公路养护车辆进行作业时，在不影响过往车辆通行的前提下，其行驶路线和方向不受高速公路标志、标线限制；过往车辆对高速公路养护车辆和人员应当注意避让。《公路养护安全作业规程》在附录中对养护维修作业的安全设施进行了列举，并给出了18种养护维修作业交通标志的设置图和包括高等级公路、低等级公路、立交出入口、隧道、平面交叉口、环形交叉口和收费广场在内的52种养护维修作业控制区布置图。图2-16～图2-17分别是不改变交通流方向的内侧车道封闭施工的控制区布置图和临时定点养护维修作业的控制区布置图。可以看出的是规程中部分标志的形状和版面设计和国标5768还是有一定差别的，如“向左（右）行驶”、“前方xxm施工”等。图2-16不改变交通流方向的内侧车道封闭施工作业128 图2-17临时定点养护维修作业《道路交通标志和标线》中规定施工区标志和移动性施工标志的形式。美国的道路施工安全标志颜色主要是橙色，这一点与我国有较大的不同。1）施工区标志用以通告高速公路及一般道路交通阻断、绕行等情况。设在道路施工、养护等路段前适当位置。施工标志为长方形，蓝底白字，图案部分为黄底黑图案。(见图2-18～图2-37)。可根据道路交通情况选择使用。图2-18前方施工图2-19前方施工图2-20道路施工图2-21道路封闭图2-22道路封闭图2-23道路封闭图2-24　右道封闭图2-25　右道封闭图2-26　右道封闭128 图2-27左道封闭图2-28左道封闭图2-29左道封闭图2-30　中间封闭图2-31　中间封闭图2-32　中间封闭图2-33　车辆慢行图2-34　向左行驶图2-35　向右行驶图2-36　向左改道图2-37　向右改道2）移动性施工标志用以警告前方道路有作业车正在施工，车辆驾驶人应减速或变换车道行驶。移动性施工标志悬挂于工程车辆及机械之后部。本标志为黄底黑色图案、黑边框、反光，背面斜插色旗二面。移动性施工标志见图2-38。图2-38　移动性施工标志例128 3）标志的设置位置国标《道路交通标志和标线》中所规定的各种施工标志的设置位置如表2-15所示。表2-15《道路交通标志和标线》作业区交通设施设置位置设施作业标志限速标志窄路标志距作业区距离（m）1000、500、1001000、500、100500、100设施交通安全锥解除限速标志距作业区距离（m）200100、200、300此外，在5768附录里还介绍了15种典型施工路况下道路施工安全标志标线的设置示例。对于限速值的确定没有给出参考依据，仅给出了渐变区长度的计算公式。公安部发布的《道路作业交通安全标志》（GA182-1998）中也对道路作业人员的着装要求，作业车辆的安全要求，作业现场及其附近安全设施与标志的种类和设置要求作了相应的规定。该标准适用于高速公路、公路、城市道路以及矿区、港区、林区、场（厂）区道路上的施工作业活动。对于标志的规定参考GB5768的相关规定。目前，北京等一些省市的公安交通管理部门对一些重要影响的道路施工作业实施审批程序，而审核的主要依据就是GA182的相关规定。北京市实施《中华人民共和国道路交通安全法》办法中也有相关标志设置的规定：在一般道路上进行维修、养护等作业的机动车及作业人员，应当在作业现场划出作业区，并设置围挡；白天在作业区来车方向不少于50m、夜间在不少于100m的地点设置反光的施工标志或者注意危险警告标志。在高速公路上进行施工、维修、养护等作业的单位，除日常维修、养护外，应当在批准的时间、地点、范围内进行，并应在距离作业地点来车方向的1000m、500m、300m、100m处分别设置明显的警告标志牌，夜间设置红色示警灯（筒）。此外一些学者也对施工区的安全标志做了一定的研究。李硕等人通过对高速公路交通标志形状、颜色以及标志版面的尺寸、反光材料的选择等方面进行分析，并结合高速公路加宽改扩建的施工组织和交通组织特点，提出了高速公路加宽改扩建中临时交通标志的设计方法和设置原则。128 文章并没有给出更多的设计方法，更多的是参考了《道路交通标志标线GB5768-1999》所规定的内容。冯超铭在高速公路养护作业施工区标志设置方面，研究了GB5768-1999和美国明尼苏达州的工作区安全手册，比较了两者设置参数的不同：明尼苏达州推荐的渐变区长度略大于我国的计算值；我国国标GB5768-1999中缓冲区长度未作要求，明尼苏达州对不同行车速度下安全缓冲区长度作了明确规定，并不准在缓冲区停放器具、车辆、材料，禁止工作人员停留；施工作业区隔离方面我国使用路栏或锥形交通标志，美国规定必须使用消能防撞筒对通行车道进行隔离，只有专人照看工作区才能使用锥形交通标志进行隔离，对于锥形交通路标的布设间隔，GB5768中未作规定，美国规定渐变区15m，施工区为30m，我国规程中规定是10m～20m。他还介绍了流动作业车辆的施工安全防护问题，给出了美国在这方面的做法。哈尔滨工业大学的陈瑜在其硕士论文中基于高速公路交通标志视认模型对作业区交通标志设置参数计算进行了研究。论文计算了交通标志的设置参数，完善了作业区交通标志前置距离，提出了标志重复设置的方法，并分类讨论了作业区各种交通标志的设置位置，最后针对标志对驾驶员的引导和警示作用建立评价指标，提出利用层次分析法评价标志设置效果的方法。该研究思路对本研究有一定的借鉴意义。交通部公路科学研究所葛书芳研究了施工区交通标志的设置问题，分析了施工区内施工预告区、渐变区、施工区域和施工终端区域的特点，认为施工区标志设置的重点在于施工预告区和渐变区，讨论了施工预告区、渐变区长度的确定以及限速标志的数值和位置的选择等问题，给出了一些典型情况的限制速度的选择值。通过调查问卷和实地走访，我们发现我国公路施工区的交通标志设置的很不规范，相对而言，高速公路的交通组织和安全管理要好一些，如京津塘高速、京沪高速公路临沂段管理处等，经过长期摸索，已经形成了一套独特的经验，这些都将对施工区的规范化管理和施工区标准规范的修订提供重要的借鉴和参考。而一些低等级公路的施工区的安全设施和安全管理则往往达不到标准和规范最基本的要求。主要问题有：标志设置不准确（如图2-39所示），设置间隔过大，限速标志没有逐级下降，以及施工警告标志不符合标准规范等（如图2-40所示）。128 单侧变窄出口图2-39标志设置不准确图2-40标志不符合标准2.3.2施工区安全防护技术除标志、标线外，养护施工区中使用的主要安全设施还有锥形交通路标、公路防撞桶、施工警告灯、移动式标志车、可变信息板、警示车、夜间照明设施等。另外，国外在车载式防撞垫和移动式安全护栏等方面也有比较成熟的研究和应用。2.3.2.1国外施工区安全防护设施、设置标准及实际应用情况在施工区尾部的施工车辆起到防止过往车辆闯入施工区造成人员伤亡或财物损失的作用。但如果过往车辆以较大速度撞向施工车辆时，则两刚性体的碰撞很容易使过往车辆撞入施工车辆底部，车毁人亡，同时被撞车辆受撞击后也容易前移造成其前方工作人员伤亡。为避免这种恶性事故的出现，国外很早就开始了车载防撞垫的应用。车载式防撞垫（TruckMountedAttenuators，简称TMA）是一种安装在施工区内卡车后部可分解碰撞能量、防止车辆撞入被撞卡车底部、预防事故的新型道路交通安全设施。它已在多个国家和地区使用，如：美国、澳大利亚、英国、新加坡、比利时、爱尔兰、我国的香港，不同程度地降低了事故损失。车载式防撞垫的出现一方面由于其自身颜色和反光特性对驾驶员起到警示作用，降低事故发生的可能性；另一方面由于其结构吸能性，将大大降低施工区内事故人员伤亡及财物损失的程度。其最终达到的效果是：过往车辆撞到车载式防撞垫后，过往车辆前部无破坏或轻度破坏，施工车辆无破坏且无前移。128 国外对于车载式防撞垫的研发相对成熟，美国全得公司生产的车载式防撞垫在面向全世界投入使用的30年来，共挽救了5万人的生命。早在1988年，沙特阿拉伯就已经颁布法规要求强制性使用全得公司生产的车载式防撞垫以保护车辆安全。美国全得公司的车载式防撞垫碰撞实验还通过了美国道路安全标准NCHRP350三级测试，成功地受到美国和欧盟的推荐。欧洲标准EN1317-3规定了对防撞垫进行碰撞测试的评价标准和实验方法。如图2-41和图2-42所示，车载式防撞垫由一个配有可二次使用的钢制支撑框架的轻型铝合金盒组成，安装只需一个简单的插口栓附件，为方便保管，还配有液压系统可使其升高和降低，可防恐、防爆、防火、防恶意冲撞、防止追尾事故的恶化。图2-41车载式防撞垫图2-42车载式防撞垫国外碰撞实验操作步骤详细，测试车、被撞车和假人的参数指标有明确规定。对于防撞垫的结构吸能性设计合理，对于防撞垫的耐久性，如振动、湿度、防腐方面考虑全面。国外车载防撞垫的发展趋势将深入考虑被撞车辆的耐久性与灵活性、道路引起的振动、可维修性、温度变动影响、湿度影响等因素。美国全得公司推出了两款用于养护施工区的活动护栏：Vulcan钢屏障移动式护栏和Triton注水式塑料移动护栏。Vulcan钢屏障移动式护栏是一种可移动和固定安装的钢制护栏，符合美国NCHRP350TL-3及欧盟EN1317-3（时速100km/h）对纵向导正性安全护栏的要求。护栏有4m、8m和12m三种长度。Vulcan钢屏障移动式护栏使用销钉连接各模块，从而使该系统每4m区间内可以形成6度的曲线。Vulcan钢屏障移动式护栏可作为独立式系统，其设计允许使用各种不同的终端。可以安装不同的脚轮以方便使用和移动。128 图2-43Vulcan钢屏障移动式护栏该种护栏的主要应用及功效包括：Ø保护公路（高速公路和其它公路）路政施工维护人员及作业车辆的安全；Ø可放置于大型体育赛事等活动的道路两旁，为人群提供安全保护并疏导交通；Ø可以用来作为临时出口，用于交通转向调节；Ø轻便、可堆叠——降低运输成本，一辆卡车可以运输160m长的护栏。该产品已经在全球多个国家应用，并取得了良好的效果。图2-442006年英联邦运动会图2-452007墨尔本法拉利赛车Triton注水式塑料移动护栏是时间和空间受限情况下的理想选择。这种移动护栏由多个相连的2m（6.5ft）长聚乙烯塑料移动护栏以及一个内置钢架组成。Triton注水式塑料移动护栏已通过中国交通部交通安全设施质量监督检测中心的1.5t汽车，100km/h速度下的碰撞测试。128 图2-46Triton注水式塑料移动护栏该产品的应用及功效主要有：Ø适于作为临时性安全屏障，放置于道路施工区域旁为工人和设备提供可靠的防撞击保护；Ø吸收冲击能量，防止车辆穿入工作区域；Ø降低撞击对驾驶人员的伤害；Ø可用于重大活动及集会以保障人、车的安全和活动的秩序；Ø快速简便处理——三个工人可在1小时内处理183m长的移动护栏；Ø模块式设计提供各种长度的屏障，可用于笔直或弯曲的路面情况。该产品也已经在多个国家进行了实际应用，同样包括中国。图2-47北京六环路的应用2.3.2.2国内施工区安全防护设施、设置标准及应用情况《道路交通标志和标线》中同样也规定了施工时使用的路栏、锥形交通路标、施工警告灯号和道口标注的参数标准，也确定了施工区标志和移动性施工标志的形式。128 1）路栏用以阻挡车辆及行人前进或指示改道。设在道路施工、养护、落石、塌方而致交通阻断路段的两端或周围。路栏的基本型式，如图2-48所示。图2-48路栏（单位：cm）2）锥形交通路标与路栏配合，用以阻挡或分隔交通流。设在需要临时分隔车流，引导交通，指引车辆绕过危险路段，保护施工现场设施和人员等场所周围或以前适当地点。锥形交通路标的基本形式如图2-49所示。交通锥夜间使用时上端应安装白色反光材料或反光导标。图2-49锥形交通标（单位：cm）3）施工警告灯号用以警告车辆驾驶人前方道路施工，应减速慢行。设于夜间施工路段附近。本灯号分闪光灯号及定光灯号两种，安装于路栏或独立活动支架上，高度以120cm为准。其镜面闪烁频率、光度及适用地点，应符合表2-16的规定。128 表2-16施工警告灯号种类闪光灯（黄色）定光灯号（红色）镜面数单面或双面—闪烁频率，次/分55～75定光发光强度，cd20～405～10适用地点施工区域或危险地点的起点以前用于导向车辆行驶就车载式防撞垫和移动式安全护栏的自主研发设计而言，在这一领域我国基本上属于空白。我国目前大多数施工区在使用路栏和移动式标志车等防护设施，而这些设施更多的起到警示的作用，其防护作用比较小；一旦驾驶员由于疏忽而冲入施工区，不能从根本上保证施工人员和驾乘人员的安全。在课题实际调研过程中，我们还发现很多特殊的“防护设施”，如图2-50所示，在缓冲区放置一道或者两道沙袋墙来以防车辆进入，用水泥混凝土护栏和防撞桶交替使用来分隔对向车流等，客观的说，这种防护方式不能从根本上起到应有的作用，无任何缓冲和导向能力而言，不但对车辆的拦截能力有限，而且容易造成误入工作区的车辆和驾乘人员受到伤害。128 图2-50高速公路施工区特殊的防护设施走访和调研了解到锥形交通路标是公路施工区最为常用的安全设施，常被用在施工区中，用以阻挡或分隔交通流。从实际使用效果来看，《道路交通标志和标线》中规定的布设间距过大（10m～20m），当施工区内排队车辆较多时，一些不遵守规定的驾驶员经常穿过锥形桶绕到施工区内或者对向车道行驶，给交通安全造成了极大的隐患。实际应用表明过渡区的锥形交通路标以2m为宜，而缓冲区和工作区的间距以3m为宜。针对锥形交通路标在货车经过时经常被带（刮）倒的情况，建议适当增加其重量，并派养护人员进行定时的检查、清理，以免影响车辆的正常通行。此外，一些低等级公路上的施工区连最起码的安全设施都没有，经常用一些土办法来进行施工区的渠化管理，如图2-51所示。图2-51公路施工区隔离设施因此就目前我国道路养护施工的工作量和交通安全形势而言，施工区安全防护设施研发的必要性和意义不言而喻。2.3.3ITS应用及其他安全技术2.3.3.1ITS等高新技术在施工区交通管理中的应用自20世纪90年代以来，ITS技术在各国都得到了很大发展，实践也证明ITS技术在改善交通运输状况方面卓有成效。为了提高道路作业区的安全性和交通效率，人们开始考虑将ITS技术引入到这一领域，美国更是在国家ITS体系结构4.0（NationalITSArchitectureVersion4.0）128 中专门增加了养护维修及道路建设工作子系统，提出了ITS在这一领域的发展框架，主要可以应用在作业区的交通监控和管理，为出行者提供信息、事件管理、提高安全性、作业区设计等方面情况。在美国密执安州等几个地区的应用实践结果表明，ITS技术在减少事故、降低延误、减少费用方面确实起到了积极的作用。可以相信，随着以后ITS技术的日益成熟，这部分的应用必将更加广泛。目前，美国已经有一些被测试过并且非常成熟的ITS系统，这些系统能为工作区提供实时的交通控制策略，如ADAPTIER，TIPS，CHIPS以及PTMS等。ADAPTIER是在联邦公路局和马里兰州公路局的支持下由Scientex公司开发的一个系统，该系统起初应用在一个桥的改造项目中，能为出行者提供速度、延误以及路径选择等实时的交通信息。TIPS系统可以提前预测经过高速公路施工区所需的时间，该系统是有辛辛那提大学和俄亥俄州大学共同开发的。PTMS则是由明尼苏达交通厅支持开发的便携式交通管理系统，该系统同样可以给接近和经过施工区的出行者提供实时的交通信息。密歇根大学交通研究所的Sullivan等人在美国联邦公路局的资助下进行了“施工区ITS”项目的研究，目的是为了调查可能的措施来降低施工区的事故危险。2005年，Sullivan等人开发出了“智能桶”自适应的排队警告系统。系统布设和基本原理如下图所示。该系统的核心就是所谓的“智能桶”，桶里面装有非常便宜的速度检测器和简单、实用的信号系统，以及和中心控制器通讯用的相关设备。该系统可以检测施工控制区内车辆的速度，并根据算法判断交通流状态，进而进行相应的信号显示来通知施工区上游和施工区内驾驶员施工区内的排队情况，从而实时调节车辆的运行。研究着眼于两个关键的技术：一是价格低廉、有效的速度检测器，二是简单且实用的信号系统。通过比较主动式红外探测器、被动式红外探测器和磁感应检测器，最后选择了精度比较高、而耗电又比较小的被动式红外传感器技术来检测车速。试验结果表明驾驶员认为该适应系统相比较静态的信号控制而言非常有帮助，能够显著的改变他们的驾驶行为，从而增进交通安全。128 图2-52施工区安全ITS警告系统基本原理图国外对高速公路作业区的车道汇合控制研究比较深入，无论是从静态控制到动态控制，还是从常规方法到智能化技术，特别是近年来随着ITS的发展，作业区的车道汇合控制有了较大的突破。1999年，AndrzejP.Tarko通过使用一系列VMS对动态提前汇合控制系统进行了研究，结果表明对提高驾驶员的安全性和减少作业区的延误，有较好的效果。2004年，TapanDatta在密歇根的一个三车道汇合为两车道的作业区设置了动态提前汇合控制系统，通过现场采集的数据，采用延误、侵略性驾驶行为、平均行程速度对系统进行评价，结果发现系统对降低侵略性驾驶员行为和作业区的延误效果明显。2004年，EricMeyer通过建立区域车道延迟汇合系统（CALM）对车道提前汇合、延迟汇合和事件模式三种方式进行评价，利用速度指标作为决策阈值，通过比较发现延迟汇合和提前汇合的车道分布模式差别不大。此外，动态延迟控制系统的布设位置的交通流特性对系统性能有很大影响，在入口匝道附近设置控制效果不显著。2006年，Kyeong-PyoKang通过采用通行能力、流量分布和排队长度指标，对动态车道延迟汇合控制系统对于作业区运行效率的改善性能进行了评价，评价结果表明，相对于常规车道汇合控制，动态车道延迟汇合控制可以增大作业区的通行能力，但是如果不能和已有的静态标志组合，会导致交通冲突增加。同年，PatricT.McCoy对作业区车道汇合的四种控制方式：即静态提前汇合控制、静态延迟汇合控制、动态提前汇合控制和动态延迟汇合控制进行了比较分析，发现静态汇合控制方式在非拥挤的情况下效果较好，但在拥挤的情况下会导致事故风险增大，动态汇合控制方式（特别是动态延迟汇合控制）128 在拥挤的情况下可以增强作业区的安全性和汇合效率，但是在运行速度较高的自由流情况下，驾驶员在汇合点会产生疑惑，容易导致事故的发生。可以说，车道汇合控制策略近几年大体上经历了静态提前汇合控制（StaticEarlyMergecontrols，SEM）、静态延迟汇合控制（StaticLateMergecontrols，SLM）、动态提前汇合控制（DynamicEarlyMergecontrols，DEM）、动态延迟汇合控制（DynamicLateMergecontrols，DLM）四个发展阶段。SEM和DEM只有在不拥挤的交通条件下才能改善作业区的性能，并且系统不能适应交通状况的实时变化，SLM和DLM可以改善拥挤情况下交通运行效率，但是同时会增加汇合点的冲突和事故数。2007年美国辛辛那提大学的魏恒教授提出了一种非传统的施工区交通控制策略，该控制方法是动态延迟控制和上游过渡区角端合流控制的集成，命名为动态合流匝道交通控制系统（DMM-Tracs），其系统构架如下图2-53所示。文献介绍了组成部分、通信技术、运行机制等方面。该系统的控制策略随着实时检测的信息不同而调整变化，有助于减少潜在的强制合流冲突。VISSIM仿真验证了这一系统的有效性，同时仿真系统也给出了控制策略中流量的合理阈值。图2-53DMM-Tracs施工区控制系统MacDonald,C在一篇文章中介绍了具有声音警示功能的后视摄像机，该仪器能够起到减少设备操作人员盲区的作用，从而避免与地面工作人员或其它物体发生碰撞。对于进行建设和养护作业的承包商来讲，是一种提高工作区安全性的方法。此外，有效的信息交流也很重要，例如：收音广播能使驾驶员获得实时的施工信息。128 哈尔滨工业大学的裴玉龙教授等人为降低车道关闭带来的影响，结合ITS技术设计了高速公路作业区的智能车道汇合控制系统的流程，并建立了信息采集子系统、信息处理及决策子系统和信息发布子系统。该系统通过分析交通检测器采集到的实时数据对交通状态进行判别，根据道路的拥挤状况动态选择车道汇合控制方案。最后，通过模拟的方法对系统的性能进行了比较分析，结果表明：智能汇合控制相比于静态汇合控制、动态提前汇合控制和动态延迟汇合控制，性能更为优越，特别是在改善高速公路作业区的安全性和通行能力方面。2.3.3.2夜间作业安全技术大量的道路修复工作，加之道路提升机动性和安全性的需求使得很多道路施工被迫在夜间进行，通常情况是工作区紧邻高速行驶的车辆，加之夜间视线不良的影响，这些因素无疑加剧了旅行的乘客、道路工人、行人在工作区及附近影响范围内的事故风险。2004年颁布的NCHRP报告498——《夜间道路作业照明指南》介绍了佛罗里达大学的相关研究成果。指南认为夜间照明是必不可少的，施工区的照明需要进行科学的设计。指南还对夜间施工区的视认性、照明设备、布设方式、照明系统设计、系统运行和维护、费用造价等技术指标进行了考虑。2001年伊利诺斯州交通厅支持了一项夜间作业照明需求的研究，目的是为了形成夜间施工的标准规范。结论表明规范对照明的要求类似于职业安全和健康组织的相关建议。工程承包人必须提交由专业工程师所制订的详细的照明方案，包括每一个施工区照明设备的布设、照明设计的计算和照明的均匀性标准。规范中特别强调的一点是无论是设计、安装和实际操作必须严格避免眩光的产生，因为眩光对交通安全产生重大的影响。伊利诺斯州的这个规范在想法上是好的，但实用性不强。原因就在于讨论和审定这个照明方案通常需要30天的时间，这时可能一些项目已经接近尾声了。弗吉尼亚州交通厅128 从施工方和驾驶者两个方面出发对夜间施工区的交通控制进行了研究。从调研各交通机构目前夜间施工的实际作法和经验出发，发现存在的问题现状并确定可能的解决方法和技术。因为夜间施工的道路大多数是交通量比较大的多车道公路和城市主干道，因此研究重点也就落在此类道路。通过调研发现存在的主要安全隐患有能见度不高、交通量小而速度快、工作光线不足、噪音大、交通组织复杂、工人疲劳、眩光等。推荐的解决方法主要有提高工人的可视性、在过渡段放置防撞桶、制订详细的照明方案、警察执法、利用特殊的可变情报板等。Arditi,D;Shi,J;Ayrancioglu,M;Lee,D-E等人在对伊利诺斯州事故资料分析以及问卷调查的基础上，对夜间施工环境下工作区安全的保证措施进行了探讨，并对不同光线和天气条件下施工人员穿着不同性能的高可视性服装的效果进行了调研，研究明确了夜间穿着高可视服装的必要性。2.3.3.3其他施工区安全研究其他有关施工区的安全技术研究还包括，施工区的事故特征、事故预测以及施工区的安全管理等。同济大学的吴兵等人运用系统分析的理论，分析了公路施工、养护中的风险性，并根据历年事故统计资料，重点分析和讨论了车辆伤害、高处坠落、物体打击、下水道塌方、触电等五种事故的风险特征和风险控制策略。在分析的基础上运用贝叶斯理论，推断出公路施工、养护的事故发生概率，建立了风险评价指标，提出了相应的对策。但其提出的事故类型不够全面，需要进一步的研究。任茂义从施工队伍和施工车辆管理上探讨合宁高速全椒段的具体做法，他们除了严格规范大中修工程现场安全外，还对小修养护作业的交通控制和夜间施工的安全问题进行了规定。河北石安高速公路管理处的廖济柙根据其实践经验，从道路通行能力、行车速度、设计横断面、中央分隔带绿化、恶劣天气、汽车噪音和尾气等现场空间的客观现实和物质存在分析了高速公路养护作业的危险性，建议建立高速公路养护施工安全与健康管理的保证体系。2.3.4小结欧美等发达国家一般都具备非常详尽的事故资料，基于对施工区事故数据的深入分析，128 制订了完备的施工区管理和操作的标准规范，并将其应用于实际的交通安全管理当中，不断的改进和完善这些方法和措施。我国道路建设比较晚，施工区的相关标准规范还不成熟，在实际应用中由于条件所限不能完全按照标准规范的规定执行，加之没有实际调研数据，缺乏对实施效果的评价和总结，因此在公路养护施工区安全技术方面比较落后。我国公路施工区交通安全管理的基本现状是：对大、中施工方面的安全问题比较重视，但具体措施不够完善，和国外先进水平差距较大，需要采用新技术、新方法；小修养护作业没有规范可寻，针对不同等级公路的、可操作性较强的具体的安全保护措施缺乏，养护部门无所适从。我国在施工区安全防护方面相比国外落后很多，由于国内还没有移动式安全护栏和车载式安全防撞垫等产品的自主研发，因此在施工区的安全防护设施当中也很难看到，应用更多的是路栏和防撞桶。交通信号灯和ITS等先进的诱导装置和设备很少在实际中应用，就连可便携式可变信息板也几乎难见，甚至有相当数量的道路施工区不能按照标准规范所规定的基本要求配备防护设施。可以说无论是在标准规范的要求方面还是在其执行方面较国外都有一定的差距。我国就夜间施工区工作照明并没有特殊的规定，且不说在工作中并未考虑眩光对驾驶员的影响问题，就是对照明的亮度和均匀性等指标也没有明确的要求，夜间施工区的照明一般是由施工单位自己决定的。就目前我国道路养护施工的交通安全形势而言，加强公路施工区的安全技术分析意义重大。值得欣慰的是在前不久刚刚立项的“十一五”国家科技支撑计划“重特大道路交通事故综合预防与处置集成技术开发与示范应用”课题中，也已经把公路养护路段的交通安全综合保障技术列为了重点的研究内容。针对我国公路的交通特点，研究和建立适合我国的公路养护施工区的交通组织方法和安全保障技术才是从根本上解决问题的长远之计。2.4小结通过对国内外公路养护施工作业区的交通组织和安全保障技术分析可以看出。我国在养护施工区安全方面的研究比较零散，不128 够系统。存在的问题主要包括：大、中施工方面的安全问题比较重视，但具体措施不够完善，和国外先进水平差距较大，需要采用新技术、新方法；小修养护作业没有规范可寻，养护部门无所适从；我国公路养护施工队伍素质偏低，74.5%是农民工、合同工，缺乏安全知识和自我防护能力；虽然法律规定要根据公路的技术等级采取相应的安全保护措施并设置必要的交通安全设施，但没有确定不同等级公路具体的安全保护措施，可操作性不强。这些问题主要是因为养护施工安全方面的研究支持不够。欧美等发达国家一般都具备非常详尽的事故资料，基于对工作区事故数据的深入分析，找出此类事故的机理、成因和对策，这是发达国家较为普遍的做法。国内外在道路施工区事故分析、车速管理、通行能力和交通组织等方面研究现状对比见表2-17所示。总体上讲，他们在这方面进行了大量的科研工作，主要体现在：工作区对交通流的影响、工作区事故的形态和主要特点、面向工作区安全的交通管理、实施工作区安全的具体对策及参考案例、工作区安全设施的开发和应用、工作区安全手册或工作区施工安全技术要求等等。美国在这方面进行了大量的卓有成效的研究工作，其成果较多，最为具有代表性。128 表2-17国内外施工作业区安全问题研究现状对比研究内容国内国外事故分析作业区交通事故资料积累有限，研究较少有丰富的作业区事故资料，研究内容主要是统计分析事故率、事故死亡人数、不同公路作业区的事故率及作业区事故风险度分析车速管理对公路的车速管理有很多研究，但单独针对作业区安全的车速管理研究很少此类研究较多，研究内容包括车速的分布特性、作业区对车速的影响、车速与交通安全的关系、限速的实施等。通行能力包括作业区交通流特性的研究及通行能力影响因素分析等此类研究较多，从通行能力影响因素、计算方法到具体取值均有研究作业区交通组织有一些研究，包括作业区渠划、标志的设置及交通流诱导等问题研究较细，如车道封闭位置、合理作业区长度、交通管控方式与事故率的关系、分、合流的控制以及交通组织实施后效果的评价目前国内有关施工区的研究，引用国外的研究成果较多，本国的研究的成果较少。除了《公路养护安全作业规程》（JTGH30-2004）和《道路交通标志和标线》（GB5768-1999）、《公路临时性标志技术条件》（JT/T429-2000）、《道路作业交通安全标志》（GA182-1998）对道路施工区的布局和安全措施的布置有明确的论述外，其他的有关施工区的研究均是零散的。对现有交通组织方法与安全保障技术的适应性分析发现，由于公路施工作业区结构特殊，形式多样，数据难于观测等原因，对其进行系统、深入研究较为困难，目前我国在公路养护施工作业区研究方面主要存在三个大的问题亟待解决：一是对高速公路大中修养护施工作业区通行能力的研究至今没有统一的模型或标准，且影响高速公路养护施工作业区通行能力的诸多因素国外的研究并没有涉及或没有深入，因此国外的研究结论不能简单的拿来套用。二是我国公路养护施工作业区交通组织方面的研究较为缺乏，对施工作业区合理限速值的确定和限速措施效果的评价等研究内容目前还是空白，必须针对我国公路和交通特点，研究和建立适合我国的公路养护施工作业区交通组织体系。128 三是我国公路养护施工的具体安全措施不够完善，和国外先进水平差距较大，需要采用新技术、新方法；养护作业施工没有规范可寻，针对不同等级公路的、可操作性较强的具体的安全保护措施缺乏。交通仿真模拟分析手段被不同程度地应用到研究当中。已有研究中将TSIS、Vissim、Paramics等交通仿真软件应用于模拟获得交通流组织参数，并有效地指导了交通流组织方案的制定与实施，取得了很好的效果。交通仿真系统经过不断更新，已日趋成熟，能够很好地模拟微观交通流，在未来交通流组织研究中仍将广泛应用。128 3主要研究内容及实时方案3.1技术路线及实施方案3.1.1技术路线本项目研究将采用现有技术方法适应性分析、重点研究分析、工程应用反馈改进和最终总结相结合的技术方案。项目研究将首先进行我国现有的公路养护施工作业交通组织及安全技术应用调研和适应性分析，通过调研数据的总结分析，发现现有技术方法存在的问题和好的方面，明确下一步工作的思路、方法和针对的基本问题。在调研分析的基础上，将针对高速公路大中修养护施工作业区基本通行能力及服务水平进行研究，建立理论模型，并分析其影响因素。在公路养护施工作业区域布置研究和交通组织及安全技术研究中，将理论建模和数值模拟相结合，首先以前期研究成果为基础，建立理论模型，继而采用数值模拟的方法，对理论模型进行检验和验证，并改进有关结果。项目研究的有关成果将以依托工程为基础，进行实际应用试验，并根据实际应用中发现的问题进一步修正有关结果，最后总结有关研究和工程实施的结果，编制《公路养护施工作业交通组织设计指南》和《公路养护施工作业典型处置案例集》。项目总体技术路线如下图所示：128 图3-1技术路线128 3.1.2实施方案3.2高速公路养护施工作业区通行能力和服务水平3.3公路养护施工作业区速度控制策略3.4养护施工控制区空间布局研究公路大中修养护工作区参数研究：养护工作区指养护作业的施工操作区域，它的长度、范围等参数是确定其他控制区域参数的基础。本部分研究将兼顾通行能力和交通安全方面的要求，综合考虑道路养护作业空间、工作区控制车速和车辆组成等交通流特性参数、施工机械设备作业范围、施工工艺、施工人员、道路环境等因素，确定公路大中修养护施工工作区的长度、宽度等布局参数。养护施工其他控制区参数研究：除工作区外，公路养护施工作业控制区还包括警告区、过渡区、缓冲区终止区等其他控制区域。本部分研究将在速度控制策略研究成果的基础上，分多种典型情况，确定公路大中修养护施工其他控制区的参数。警告区（WarningArea）：从作业控制区起点设置施工标志到上游过渡区之间的路段，用以警告车辆驾驶员已经进入养护维修作业路段，按交通标志调整行车状态。上游过渡区(UpstreamTransitionArea)：保证车辆平稳地从封闭车道上游横向过渡到缓冲区旁边非封闭车道路段。缓冲区（BufferSpace）：上游过渡区与工作区之间的路段。用以分隔上游过渡区和作业区，为工程操作提供安全保障。工作区（ActivityArea）：养护维修作业施工操作区域，工作区长度应根据养护维修作业的需要而定。下游过渡区（DownstreamTransitionArea）：保证车辆平稳地从工作区旁边的车道横向过渡到正常车道的路段。128 终止区（TerminationArea）：设置于工作区下游调整车辆运行状态的路段。3.4.1施工警告区长度确定在施工作业控制区的六个分区中，警告区是最重要的一个分区。在警告区，司机往往是看到了第一块施工作业区警告标志后，隔了很大一段距离才看到后续交通标志，如《公路养护安全作业规程》中规定的高速公路作业区内第一块施工标志和第二块限速标志之间的距离通常间距为400m。这样就会经常导致司机忽视了前置警告区的作用，警告区中的限速标志往往形同需设，没有起到应有的作用，从而危及养护施工作业区的交通安全。警告区相对于所有的交通控制区来说是最重要的，因为，驾驶员们需要知道前方将要发生什么，在到达工作区之前，可以有足够的时间来改变他们的行车状态，对于警告区的空间布局研究就显得尤为重要。《公路养护安全作业规程》中将警告区的长度分为3个部分，并进行了相应的公式推导，从给出的计算结果来看，工作区地段附近车道上拥挤车辆的排队长度对整个警告区长度的影响较大。但该部分的公式中有两个地方值得商榷，一是发生在车道上的交通事件引起交通拥挤的最小流量太过保守，流量数值的选取只跟车道数有关，而没有具体考虑施工区的类型、封闭的车道数，以及上游车辆到达率等其他重要影响的变量。二是从实际应用角度考虑，只考虑引起交通拥挤的最小流量不利于交通安全，至少应考虑平均值或者更大的数值。本项目对组成施工作业区的6个功能分区的长度做了问卷调查，调查对象主要为地方上路政的管理人员，绝大多数人认为过长的警告区长度过长没有必要，尤其是对低等级道路而言。一般来说低等级公路交通量比较小，很少出现因施工而导致交通拥堵的问题，因此公式中所考虑的第3个部分基本可以省略。还有就是警告区范围内有很多交通标志，而这些标志都是可移动的、临时性的，再加之由于弯道较多、视距不良的影响，经常发生标志的丢失现象，这反而给交通安全带来了更为不利的影响，同时也给施工单位造成一定的经济损失，使原本不多的养护资金更为捉襟见肘。3.4.1.1不考虑设置限速标志的警告区长度确定128 警告区的长度由车辆在警告区的行驶速度和车辆在警告区内改变行车状态所需要的时间以及在工作区附近车辆发生拥挤的最大排队长度等因素共同决定，警告区由下式来计算：（3.4-1）式中——警告区长度，m；——从正常行驶速度降至所限制的行驶速度所需要的距离，m；——车辆到达工作区附近的排队尾部时最小安全距离，m；——在作业路段附近车道变窄、行驶条件改变等因素引起的车辆拥挤的车辆排队长度，m。1）的计算和取值的值包括两部分，司机看到第一个限速标志后到踩刹车时（反应时间）车辆行驶的距离和车辆从初始速度降到限速值行驶的距离，即：（3.4-2）式中——减速前的行驶速度，km/h；——减速后的行驶车速，km/h；——路面坡度，上坡取“+”，下坡取“-”；——路面摩擦系数，取值参考表3.4-1；——表示驾驶员为改变行车状态时的反映时间和采取相应措施的时间，取2.5s，其中，采取措施时间为1.5s，反应时间为1s。相对于路面摩擦系数对的影响而言，坡度对其影响并不大，计算时将其忽略，并对计算结果进行了取整。的取值可参考表3-25。表3-24各类路面摩擦系数值路面类型路面类型干燥潮湿水泥混凝土路面0.70.5128 沥青混凝土路面0.60.4表3-25不同路况下的值速度值路面干湿状况路面类型Lv值（m）路面类型Lv值（m）v1=120v2=90干燥130120潮湿150130v1=120v2=80干燥140130潮湿沥160水150v1=120v2=70干燥150140潮湿180160v1=120v2=60干燥青150泥140潮湿190170v1=100v2=70干燥100100潮湿混120混110v1=100v2=60干燥110110潮湿130120v1=100v2=50干燥凝120凝110潮湿140130v1=80v2=50干燥8080潮湿土90土90v1=80v2=40干燥9080潮湿10090v1=60v2=30干燥路60路60潮湿7060v1=60v2=20干燥6060潮湿面70面70v1=40v2=20干燥4040潮湿40402）的计算和取值128 是以速度行驶的后续车辆在到达前方工作区路段附近因车道关闭、车道数减少的断面时，不致与前面的改道车辆或排队车辆相撞的最小安全距离，可根据三种情况来计算：（1）在作业路段附近，车辆虽然形成排队，但仍能以所要求的限制速度行驶，这时后续车辆不会发生追尾，车辆之间有自然形成的最小安全距离，不必再附加安全距离，故=0；（2）由于在作业路段车辆形成排队，车辆以小于的行驶速度通过作业区，这时，由于后续车辆降到速度，为了防止追尾，后续车辆在到达排队尾部时需要再次降速，这个降速所需的最小安全距离为：（3.4-3）式中、、t、、i的含义同式（3.4-1）和式（3.4-2）；——车辆再次降速后的速度值，km/h。（3）由于在作业路段车辆形成排队，造成严重阻塞，后续车辆在到达排队尾部时不得不停，在排队尾部等候，这时所需要的最小安全距离为：（3.4-4）式中、、t、、i的含义同式（3.4-1）和式（3.4-2）；上述三种情况中，第一种情况的值最小，第三种情况的值最大。为安全起见考虑最不利的情况计算值。不同的值值情况下式（3.4-4）中值如表3-26。128 表3-26不同路段下的值速度值路面干湿状况路面类型值（m）路面类型值（m）=90干燥120110潮湿沥青混凝土路面140水泥混凝土路面130=80干燥10090潮湿120110=70干燥8080潮湿10090=60干燥7060潮湿8070=50干燥5050潮湿6050=40干燥4040潮湿5040=30干燥3030潮湿3030=20干燥2020潮湿20203）的计算和取值的确定主要考虑由于养护施工，道路封闭，高峰时刻的交通流量所造成的车辆排队的长度。（3.4-5）式中的含义同式（3.4-1）；——受到拥挤的车辆数，veh；——车辆的平均车头间距，m；——正常路段单方向通行的车道数，条。128 同样，为了考虑不利的情况出现，应当取施工作业区高峰小时的最大15分钟流量内的车辆数。的取值跟上游车辆到达率和不同事件对通行能力的折减有很大的关系。交通事故、车辆抛锚、道路施工等事件势必对道路的通行能力造成影响。从发生交通事件对交通通行影响范围看，包括只占用路肩交通事件、占用一条车道交通事件，以及占用多条车道事件，占用全部车道交通事件。在分析交通事件对通行能力的影响时，根据占用行车道的数量来折算突发事件对通行能力的影响。参考相关研究资料，获得高速公路发生交通事件后对通行能力的影响见下表。表3-27不同事件条件下通行能力的折减单向行车道数量路肩被占用一个车道被占用两个车道被占用三个车道被占用20.810.350.00－30.830.490.170.0040.850.580.250.1350.870.650.400.2060.890.710.500.2570.910.750.570.3680.930.780.630.41上述表格是针对作业区单方向封闭部分车道的形式，对于单向车道全部封闭、占用对向车道通行的情况也适用于表3.4-4，如双向6车道的高速公路单向全部封闭，车辆通过中央分隔带开口占用对向1个车道通行的交通组织方式，则通行能力的折减一个方向可以认为是3个车道封闭2个车道，另外一个方向可以认为是3个车道封闭1个车道通行的情况。对于多车道公路事件的影响可以参考高速公路的情况，对于我国公路网中占有较大比例的双车道公路而言，确定事件对通行能力的影响是比较困难的。其根本原因在于双车道公路的道路线形条件变化范围多样，尤其是对通行能力影响较大的横断面尺寸，因此确定其事件对通行能力的影响应根据具体的道路数据进行分析，本研究推荐事件影响对通行能力的折减为原通行能力的25%～35%。128 下述举例进行警告区长度的计算。一条双向4车道高速公路，设计车速为120km/h，施工区限速为90km/h，沥青干燥路面，外侧车道封闭进行路面养护维修。施工作业区一侧上游两车道高峰小时流量＝1900辆（经15分钟高峰小时流量系数PHF修正），事件条件下一个车道的通行能力为，如果>，那么，作业区段会形成排队，。如果<，则＝0，上游警告区的长度。若排队持续的时间为t（小时），则受到拥挤的车辆数为：=（3.4-6）所以，排队长度为：（3.4-7）本例中：＝1900辆；=2200*0.35*2=1540辆；t=15min＝0.25h；=7m。则=（1900-1540）×0.25×7/2=315m。通过查表3-25和表3-26可得警告区的长度为：＝130+120+315=665m。图3-74是高速公路封闭不同车道数在不同上游车辆到达率条件下诺莫图，对应的设计车速为120km/h，通行能力为2200pcu/h/车道，事件持续15min。128 图3-74高速公路封闭不同车道数条件下的诺莫图注：0/2表示2个车道封闭路肩的情况，1/3表示3个车道封闭1个车道的情况，其他图例含义同理。上述警告区长度计算主要针对的是多车道公路，对于双车道公路而言，排队长度主要是由于等候通行引起的，因此最大排队长度可以根据上游实际车辆到达率和排队等待时间确定。需注意，施工作业区上游车辆到达率不能长时间的超过工作区的通行能力。否者将导致车辆在施工区前大量的排队，延误增加。当上游到达率过大或者高峰持续时间较长时，应选择合适的替代道路进行强制分流或者是诱导分流。3.4.1.2考虑设置限速标志对警告区长度的调整上一节是从理论公式推导的角度来确定的警告区的长度，实际道路交通环境下，驾驶员可能对交通标志的遵守程度并不严格，速度从过渡到所需的距离可能不仅仅是，而需要更长的距离。本部分参考调查问卷的统计结果和国外的管理经验，对连续设置限速标志情况下的警告区长度进行了调整。本项目研究人员在与公路管理部门的座谈中了解到：实际中，车辆并不是看到第一个减速标志就按部就班的减速。研究人员还对公路管理部门的进行了问卷调查，绝大多数施工作业区的从业人员认为：施工作业区内应频繁设置交通标志以引起驾驶员更多的注意，问卷调查的结果如图3-75所示。问卷的具体内容见报告的附录。图3-75问卷调查结果：标志在施工作业区附近是否应频繁出现128 当被问及施工区内标志设置的最小间距为多少合适时，58%的受访者者认为小于100m比较合适，33%的受访者认为在100～200m之间比较合适。问卷统计结果如图3-76所示。图3-76问卷调查结果：施工作业区标志最小设置间距国外一些研究表明，在200~250m的距离内，连续设置限速标志牌，能起到较好的效果，因此，本研究建议在警告区内连续设置减速标志。德国《施工作业区安全作业手册》是按每200m速度降低20km/h来逐级设置限速标志的。参考这一结果，本项目同样按每100m速度降低10km/h（或每200m速度降低20km/h）来逐级设置限速标志，可得如下公式。（3.4-8）式中，——从警告区第一个出现的限速标志至第一个最终需达到的限速标志的间距，m；的含义同式（3.4-2）；——第一个限速标志的限速值（可取），km/h；取值可参考表3-28。表3-28不同限速情况下的取值v1"（km/h）v2（km/h）LX值（m）120903008040070500606001007030060400128 50500805030040400206006030300204004020200利用交通仿真对两种不同的不同限速标志的设置方案效果进行了评价，如图3-77和图3-78所示。方案1中连续设置限速标志并进行梯级过渡，根据式（3.4-8），限速标志间距为200米；方案2是只设置一块限速值为60km/h的标志。两种方案在相同的位置设置了检测器，根据检测所得的数据比较两种方案下速度的变化情况。图3-77连续设置逐级下降的限速标志图3-78设置单一限速标志由图3-79可以看出：两种设置限速标志的方案都可以使车辆在到达工作区前速度降到规定的限速60km/h以下，但采用连续、逐级下降的设置限速标志时，速度是缓慢降低的，而单一设置限速标志的情况下，速度降低很快，在400米以内就可降至低于60km/h，之后的速度可以一直维持在60km/h以下，从交通安全的角度考虑显然方案1优于方案2，因此，频繁设置限速标志是很有必要的。128 图3-79两种不同的限速标志设置方案下速度变化情况在的范围内连续设置减速标志所需的距离为，如图3-80所示。通常情况下，>；当<，则取＝。图3-80施工作业区示意图本研究建议施工作业区内设置3～4块限速标志牌，并按20km/h或者10km/h的减少值进行梯级过渡，第一块限速标志和第一个施工区标志同时出现。3.4.2上游过渡区长度的确定上游过渡区是为了将车辆从正常的行车道引到其他车道上，以使车辆能够顺利绕过工作区，如图3-80。因此上游过渡区的长度要满足车道变换的最小横向安全距离，车道变换的示意图如图3-81：图3-81车道变换最小横向安全距离128 在上游过渡区中，应包括车道封闭和路肩封闭两种情况。假定车辆的行驶速度为v（km/h），被封闭车道宽度为W（m），则车道封闭时所需要的上游过渡区的最小长度可用《道路交通标志和标线》（GB5768）建议的公式来估算：（3.4-9）式中——上游过渡区长度，m；W——被关闭的车道宽度，m；v——车辆在上游过渡区路段的行驶速度，km/h。上游过渡区长度是否合理，也可以直接在现场观察出来。若车辆在通过过渡区时经常有紧急制动或过渡区附近拥挤较为严重，则有可能是前方的交通标志设置不当或上游过渡区长度过短导致。根据公式（3.4-9），v取工作区内的限速值，可得表3-29。路肩虽不是行车道，但作为侧向净空的组成部分同样对交通安全有重要影响。当封闭路肩施工时，上游过渡区的长度按公式（3.4-9）计算后取0.5倍来确定，长度如表3-30所示。表3-29车道封闭上游过渡区的最小长度度长区限制车速渡过度宽道车闭封3.03.53.759017018021080150180190701301501606070809050506060403040403020202020101010128 表3-30路肩封闭上游过渡区的最小长度度区长限制车速渡过宽肩路闭封1.51.752.53.03.5904050708090803040506070702030405060603030506070502030405050402020304040301020203030201010202020由于隧道内光线较暗，且其侧墙会使车辆驾驶员产生压抑感，为了提高隧道内额安全性能，可将隧道内上游过渡区的长度增加0.5倍，即隧道内上游过渡区的长度按公式（3.4-9）计算的结果乘以1.5来确定。3.4.3缓冲区长度确定缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，如图3.4-7，缓冲区的长度计算主要考虑到假设驾驶员判断失误，有可能直接从过渡区闯入工作区，那么缓冲区就可以提供一个缓冲路段，在车辆到达工作区之前采取制动措施，避免发生事故。因此，在缓冲区内一般不准堆放东西，也不准养护工作人员在内活动，它就是一块空地。缓冲区既为养护工作人员也为驾驶员提供了安全上的富余，在过渡区与缓冲区之间，可以设置一些路障，以加强防护作用。缓冲区的长度可以这样获得：如果车辆在过渡区内行驶速度为v(km/h)，则缓冲区的长度至少为：（3.4-10）式中t、g、、i的含义同公式（3.4-2）；v的含义同式（3.4-9）。通常情况下，v可以取工作区内的限速值，所以可以认为＝，具体取值见表3-31所示。128 表3-31不同路段和限速情况下的取值速度值路面干湿状况路面类型值（m）路面类型值（m）=90干燥120110潮湿沥青混凝土路面140水泥混凝土路面130=80干燥10090潮湿120110=70干燥8080潮湿10090=60干燥7060潮湿8070=50干燥5050潮湿6050=40干燥4040潮湿5040=30干燥3030潮湿3030=20干燥2020潮湿20203.4.4工作区的长度确定3.4.4.1工作区长度确定的方法及考虑的因素工作区长度的确定主要有两种方法：一种是理论公式推导，本着延误与施工费用最优的原则；一种是施工单位根据人员、施工机械配置以及养护作业的类型根据经验确定的。本项目所做的问卷调查统计结果表明：69%的专业人士根据经验来确定施工作业区的长度，如图3-82所示。同时，还了解到，路段封闭形式、工期、速度、分合流情况、作业面长度和范围是在确定施工作业区长度时主要考虑的五大因素，如图3-83所示。128 图3-82工作区长度的确定的方法图3-83工作区长度的确定考虑了哪些因素调研的过程发现，尽管相同养护施工作业各个地区所确定的工作区长度不尽相同，但就同一条道路或者同一个施工单位而言，所确定的工作区长度基本上是一致的，除了根据工程的实际考虑施工费用和时间之外，也或多或少的考虑到了对通行车辆通行效率的影响。3.4.4.2高速公路大中修工作区长度的确定128 高速公路路面发生网裂、龟裂、松散、翻浆以及局部裂缝等路面病害，均涉及表面层、中面层的处理等中小修工程，为尽可能的减少施工对交通正常运行的干扰，通常选择在夜间交通量较小的时段进行施工，采取部分车道封闭、部分车道通行的方式，工期比较紧时通常采用两个或者四个断面同时施工的方式。工作区的长度则一般是根据施工机械和施工人员的数量等关键因素决定的。如京津塘高速公路在路面进行处理时，通常的做法是占用一条车道，非占用车道正常通行，施工选择在夜间进行，每晚能够完成施工作业的长度约为500～1000m。目前该方法已经在京津塘高速公路成功应用5年，维修路面约200余万平米。当交通量不大时，高速公路涉及面层和基层大中修养护维修通常采取半幅道路全封闭进行施工。这样为了为了方便交通组织，工作区的长度通常根据活动护栏的位置来确定，大多数情况下取相邻两个活动护栏的间距（2km）作为工作区的长度，也可取不相邻的两个活动护栏的间距（如4km或6km）作为工作区的长度，但不建议工作区过长，否者一旦发生交通事件，不利于交通的应急和疏散。3.4.4.3理论分析方法工作区长度的确定1）双向2车道工作区最佳长度的确定双车道公路目前在我国干线公路中占了非常高的比例。由于地形条件所限，绝大多数山区国省道没有替代道路而言，因此双车道公路上的养护作业通常采取封闭一条车道，留下一条车道供车辆通行使用的形式。在这种情况下，由于要给两个方向的交通流分别分配通行时间，因此在给一个方向交通流放行的时候，另一个方向的交通流就不得不排队等候，由此就产生了一个延误问题。作业区的长度越长，车辆通过作业区的时间也将越长，从而车辆的排队等候时间也越长，导致延误越大，这对道路使用者是不利的；另一方面，设置较长的作业区，可以减少重复设置作业区的时间和费用，这对养护机构来说是有利的。这就需要确定一个合适的作业区长度，使得道路使用者和养护机构的综合费用达到最小，从而作出最佳的养护决策。国外的很多学者都对这一内容进行了理论研究：McCoy等人在1980年通过使道路使用者的费用和交通控制费用最小化的方法对养护作业区长度进行了优化。他们为作业区长度优化提供了一个框架，即通过作业区单位长度综合费用的最小化来对作业区长度进行优化。此后陆续有许多学者在这个框架基础上对作业区长度优化问题进行了研究。但是这些研究都还局限于对McCoy等人提出的优化框架的补充和完善，而对这一优化框架的内在机理涉及很少，128 同时国外的研究与我国的实际亦有所差别。本项目结合我国的山区公路的实际情况对养护作业区的长度进行了优化理论及其内在机理进行探讨，以求在一定程度上弥补这一缺陷。理论建模之前作如下假定：(1)车辆平均到达率在养护期间内视为稳定不变的；(2)车流在正常路段和作业区路段行驶时的速度都是恒定的；(3)作业区的通行能力近似等于拥挤情况下作业区的排队消散率；(4)不考虑由于车辆到达的随机性所产生的排队延误；(5)车流量不超过正常路段的通行能力；(6)在本节中，作业区的长度包括工作区、过渡区和缓冲区的长度。不包括警告区和结束区。l具体理论推导施工作业区的总费用其中，表示与作业区长度无关的养护费用，譬如作业区范围内的部分交通标志、交通设施的设置费用；表示与作业区长度有关的养护费用，譬如每公里的养护作业平均费用；L表示作业区的长度。理论模型建立的示意图如图3-84所示。施工作业占用一个行车道，一个方向的车辆通行时，另一个方向的车辆需要排队等候。图3-84理论模型建立示意图128 图3-84中：（a）表示方向1，（b）表示方向2；和分别表示方向1和方向2的车辆到达率；假设作业区内车辆之间的车头时距是H秒，则作业区内的通行能力（也即是最大消散率）则为。表示方向1流率为情况下的放行时间；表示方向2流率为情况下的放行时间。因此两个方向排队时间分别是和，排队长度分别为和，排队消散时间等于最大排队长度除以排队消散率，因此方向1和方向2上的排队消散时间分别为（3.4-11）（3.4-12）施工作业区施工所需的时间为（3.4-13）其中，表示设置和拆除施工作业区所需的时间，表示作业区每施工1km平均需要的时间。平均每车道每公里作业时间（h/车道/km）为（3.4-14）用户平均时间成本为v（），因此总的用户延误费用为（3.4-15）Y为每个周期的延误，为两个方向上用户平均每个周期延误的和（h/周期）；N表示每公里养护维修施工所需周期数。128 图3-85交通流率和延误图示图3-85表示的是作业区交通流率和延误之间的对应关系。一个周期持续的时间C可以表示为如下3种不同的形式：（3.4-16）（3.4-17）（3.4-18）公式（3.4-17）、（3.4-18）中，r表示清场时间，即当一个方向的车辆停止放行时，必须得等这个方向的最后一辆车通过作业区，才能开始放行另一个方向的车辆，其可以表示为（3.4-19）根据公式（3.4-16）～（3.4-18），可以得到两个方向的放行持续时间分别为（3.4-20）128 （3.4-21）把公式（3.4-11）、（3.4-12）代入公式（3.4-20）、（3.4-21），可得（3.4-22）（3.4-23）把公式（3.4-22）和（3.4-23）联合求解，可以得到如下和表达式（3.4-24）（3.4-25）每公里养护维修施工的周期数N等于平均每车道每公里作业时间除以每个周期的持续时间，由公式（3.4-16）可得，（3.4-26）对于每个方向，作业区内每个周期的延误是二分之一倍的最大排队长度乘以周期长度，根据图3-85可知，两个方向用户平均每个周期延误可以表示为(3.4-27)（3.4-28）把公式（3.4-24）和（3.4-25）代入公式（3.4-27）和（3.4-28），可以得出方向1和方向2每个周期的延误为（3.4-29）（3.4-30）128 用户平均每个周期总延误等于两个方向上延误的总和。（3.4-31）把公式（3.4-26）和（3.4-31）代入公式（3.4-15），可以得到平均每车道每公里用户总的延误费用（3.4-32）把方向1和方向2的放行持续时间表达式（3.4-24）和（3.4-25）代入到公式（3.4-32），则总的用户延误费用可以表述为（3.4-33）D是根据公式（3.4-13）得出的。作业区平均每车道每公里平均总的费用用表示，其等于作业区平均每车道每公里的施工费用和平均每车道每公里用户总的延误费用的和。（3.4-34）公式（3.4-34）中，是平均每km的养护维修费用，一个施工作业区的养护维修费用可以表述为如下（3.4-35）式中，，与作业区长度有关每km的养护费用。则作业区平均每车道每公里的施工费用应为总的施工费用除以（3.4-36）把公式（3.4-33）和（3.4-36）代入（3.4-34），最终施工作业区每公里的费用模型形式如下128 （3.4-37）l最优化求解总的费用模型中，最优化的变量包括两个方向的放行持续时间和，以及施工作业区的长度L。方程求解的目的就是找到最优的放行周期和作业区长度L，从而使得总的费用最小。由于和均是L的函数，在其他参数给定的情况下，每km的平均总费用也是L的函数。而令平均总费用方程对L的偏微分方程为0，如式（3.4-38）就可以求得最优的作业区长度L。（3.4-38）最优作业区长度表达式为（3.4-39）公式（3.4-39）中，所有的变量都是非负的，作业区的消散率，也即是通行能力应大于两个方向到达率和的总和，因此最优的作业区长度总是存在的。如果任意一个方向上的到达率大于最大的消散率，那么排队的延误将是无限期的。公式表明施工作业区的最佳长度与“作业区长度无关的养护费用”和“作业区长度有关的养护时间”存在相关关系，而不受“作业区长度有关的养护费用”和“作业区长度无关的养护时间”所影响。此外最佳长度还与作业区内的车辆运行速度、两个方向的车辆到达率以及用户的时间价值成本密切相关。作业区最佳长度的求得，有利于确定最优的控制指标，如两个方向的放行时间和最佳周期长度等。由公式（3.4-19）和（3.4-29）可知，最优的清场时间可以表述为：（3.4-40）把公式（3.4-40）代入公式（3.4-24）和（3.4-128 25），则可以求得最优的放行持续时间：（3.4-41）（3.4-42）而最优周期持续时间可以表述为（3.4-43）每个作业区最优周期数可以由公式（3.4-26）求得。但由此求得的周期数未必是整数，因此用n来对取整来表示最佳周期数。假设n是调整过的整数周期数且周期长是固定的，则调整后的周期长由公式（3.4-14）和（3.4-26）可得：（3.4-44）由公式（3.4-14）和（3.4-44），则调整后的作业区长度（3.4-45）式中，n为调整过的整数周期数；为最优周期持续时间。这样，当施工作业现场的道路交通条件、施工作业类型及相关费用和时间已知时，就可以根据上述公式求得施工作业区的最佳长度。理论模型推导过程中涉及的变量、参数含义如表3-32所示。表3-32双向2车道作业区最佳长度理论模型相关参数含义一个周期长（h）,使工作业区不同方向上的小时交通流到达率（辆/h）总的施工费用（元/作业区）r清场时间（h）作业区平均每车道每公里的施工费用（元/车道/km）S平均车头间距（km）作业区平均每车道每公里平均总的费用（元/车道/km）方向i的车辆排队消散时间（h）方向i放行持续时间（h）128 平均每车道每公里用户总的延误费用作业区最大消散流率，即通行能力（辆/h）方向i最优放行持续时间（h）d平均每车道每公里作业时间（h/车道/km）V作业区内平均车速（km/h）H平均车头时距（s）v用户时间价值成本（）L施工作业区长度（km）Y用户平均每个周期延误（h/周期）l调整的作业区长度（根据整数周期）（km）方向i上用户平均每个周期延误（h/周期）作业区最佳长度（km）与作业区长度无关的养护费用N每公里周期数（个）与作业区长度有关的养护费用每公里最优周期数（个）与作业区长度无关的养护时间n调整过的整数周期数（个）与作业区长度有关的养护时间Q两个方向总的到达率（辆/h）l算例分析以双车道公路封闭一个方向的车道施工作业区的最优长度求解为例。关闭的施工作业区长度为Lkm，作业区内两个方向的车辆交替通行，周期分别为和小时。车辆到达率假定为每个方向均为350辆/h，则总的到达率为700辆/h（流量不均衡的情况将在下面的敏感性分析中进行说明）。假设一个车道关闭，另一个车道通行的最优放行持续时间为和。作业区的平均速度V=40km/h，车头时距H=3s。假设用户时间价值成本v=12元/(辆*h）双车道公路路面平均维修养护费用为=80000元/km/车道；平均每车道每公里作业时间＝6h/km/车道；每个作业区与长度无关的规定设置费为=1000元/作业区；设置交通标志和安全防护等设施的时间为=2h/作业区。以上这些参数值只是为了说明理论公式的应用情况，并不能代表任何一个具体施工作业区的相关费用情况。由此计算出来的作业区最佳长度为0.683km，最优放行持续时间为147.6s=2.46min，因为两个方向的交通到达率相等，因此周期总长为295.2s=4.92min。每个周期用户的延误是1.67h，每km的最小费用是83641.1元。l敏感性分析128 2）双向4车道公路作业区最佳长度确定l理论推导同样按照双车道模型建立的步骤，研究双向4车道公路作业区最佳长度的理论公式，典型的施工区组织如图3-89所示，即单向封闭一个车道，另外一个车道保持通行。图3-89作业区内车辆运行示意图作业区引起的综合费用可以概括为3个部分：第一是养护施工费用；第二部分是设置施工作业区后给道路使用者带来的额外费用，主要是时间延误费用；此外，双向4车道公路模型的建立还考虑了第三个组成部分，即是设置了作业区后由于车辆拥挤所引起的额外事故费用。施工作业区的综合费用可以表示为。一个好的作业决策，应使得总综合费用最小，将三部分费用均可以表示为作业区长度L的函数，于是可以将作业区长度L作为自变量，通过求养护施工作业区费用最小值的方法来确定作业区的最佳长度，模型的推导的中间过程省略。当作业区上游有车辆排队时，即车辆到达率大于作业区内的通行能力时（），作业区的最佳长度可以表述为（3.4-46）上面公式中，参数表示为超过施工作业区通行能力的流量（3.4-47）128 和分别表示有施工作业区存在和无作业区存在时消散流率和消散时间的不同。（3.4-48）（3.4-49）表示为平均每辆车小时的延误费用和事故费用的总和（3.4-50）当道路施工选择在交通需求比较小的时候作业而没有车辆排队时，即车辆到达率小于作业区内的通行能力时（），作业区的最佳长度可以表述为（3.4-51）理论公式推导过程中参数的含义如下表所示。表3-33双向4车道作业区最佳长度理论模型相关参数含义每公里每车道交通事故平均费用（元/km）参数2，具体含义见式总的施工费用（元/作业区）参数3，具体含义见式作业区平均每车道每公里的施工费用（元/车道/km）参数4，具体含义见式作业区不存在时的最大消散率（辆/h）到达作业区的流率（辆/h）每公里每车道平均排队延误费用车辆排队消散率（辆/h）作业区平均每车道每公里平均总的费用（元/车道/km）排队消散时间（h）平均每车道每公里用户总的延误费用行驶延误时间（车辆*h）由于作业区存在导致车速降低每公里每车道的延误费用排队延误时间（车辆*h）作业区存在时的最大消散率，即通行能力（辆/h）作业区外平均车速（km/h）D养护施工作业总时间（h）作业区内平均车速（km/h）d平均每车道每公里作业时间（h/车道/km）平均事故费用（元/起）128 H平均车头时距（s）用户时间价值成本（）L施工作业区长度（km）与作业区长度无关的养护费用作业区最佳长度（km）与作业区长度有关的养护费用亿车小时事故数与作业区长度无关的养护时间作业区内开放车道数与作业区长度有关的养护时间参数1，具体含义见式l算例分析以双向4车道一级公路单方向封闭一个车道的施工作业区的最优长度求解为例。正常路段单方向的通行能力假设为2600辆/h。施工作业区一个车道关闭，一个车道开放，关闭的施工作业区长度为Lkm。作业区内的车辆速度为40km/h，车头时距是3s，最大排队消散率为1200辆/h。假设高峰小时内车辆的到达率为2000辆/h，非高峰小时内车辆到达率为1000辆/h，分别对两种不同交通状态下的作业区最佳长度进行求解。正常情况下作业区外路段车辆的速度为64km/h。假设用户时间价值成本=12元/(辆*h）。亿车小时事故率为40起，平均每起交通事故的费用为142000元/起。平均维修养护费用为=80000元/km/车道；平均每车道每公里作业时间＝6h/km/车道；每个作业区与长度无关的固定设置费为=1000元/作业区；设置交通标志和安全防护等设施的时间为=2h/作业区。由此计算出来的作业区最佳长度：当车辆到达率为1000辆/h时，＝1.4km；当车辆到达率为2000辆/h时，＝0.34km。而相对应的整个施工作业区的维修养护时间分别为10.4h（Q=1000辆/h）和4.04h（Q=2000辆/h）。计算结果表明：即当作业区上游车辆到达率较大时，无论是作业区的长度还是作业区的作业时间均不能太大，否则车辆延误而导致的费用将大大增加。为此，建议道路养护维修作业时应尽可能的避免交通量比较大的时段，而选择在夜间交通量比较小的时段来进行，从而减少对现有交通运行的影响、最大限度的降低施工作业区的综合费用。128 理论模型同样表明由于事故的发生率较低，相对于养护施工费用和用户时间延误费用而言，事故费用所占的比例很小，就其对作业区最佳长度的影响而言基本可以忽略不计。l理论模型参数敏感性分析3.4.5下游过渡区和终止区长度确定下游过渡区是为了将车流再引入正常车道的一个过渡路段。若下游过渡区设置得当，将有利于交通流的平滑。下游过渡区的长度一般只要保证车辆有足够的路程来调整行车状态即可。终止区表示施工作业区完全结束，终止区内需要设置解除限速标志，施工作业区有设置禁止超车标志的在终止区需要设置解除禁止超车标志。美国辛辛那提大学的Salem等人对俄亥俄州洲际高速公路施工区内的交通事故特征和分布进行了研究。通过研究表明施工作业区的几个组成部分事故分布是不均匀的。62%的受伤和死亡事故发生在工作区，13%的事故发生在上游过渡区，该区是施工作业区内第二危险的路段，其次是前置警告区，而下游过渡区和终止区发生的事故则很少。基于上述分析参考国内外的研究成果，取下游过渡区和终止区的长度分别为30m。3.4.6小节本节对施工作业区的空间布局进行了研究，给出了不同条件下各个功能分区所对应的长度，重点研究了警告区和工作区长度的确定。警告区的长度应该根据施工作业区的具体流量来确定其长度，同时考虑到设置多块逐级过渡的限速标志，当长度过短时应进行必要的调整。这样对于山区低等级公路的养护施工而言，则不必要设置如《公路养护安全作业规程》所规定的过长的警告区长度。对于工作区长度的确定，本研究从实践经验、问卷调查和公式推导三个角度进行了分析。为工作区长度的确定提供了新的方法。3.5公路大中修养护施工交通组织方案已建成的高速公路一般是所在区域的运输干道和交通骨架，其养护施工与沿线社会经济发展息息相关。但大中修养护施工的高速公路往往交通量较大，128 一旦实施全封闭施工方法中断交通，将会给沿线的国省道带来巨大的交通压力，甚至会导致交通瘫痪，给社会效益和经济效益带来巨大的影响。由此可见，保持高速公路本身的正常安全运营，是养护工程的前提条件，也是大中修养护施工工程设计中所必须考虑的基本原则。全面分析养护工程全过程中对公路本身的交通和安全造成的影响，高度重视高速公路养护工程设计阶段的交通组织设计，运用系统论的方法去进行主动组织和引导交通意义重大。3.5.1交通组织设计的概述道路交通组织设计是在道路规划、设计中对道路交通流的方向预先进行组织设计，为确定道路的断面形式和道路交叉形式提供依据，并成为交通标志、标线、信号灯设置、制定交通管制对策的依据。它不是“交通工程设计”，也不是“交通设施设计”，是近年来逐步被高度重视的改善道路交通的“交通设计”的一部分，是把各级道路所组成的“区域路网”作为一个不停运行的“有机整体”的组织方法。道路交通组织设计的目的就是使车辆在整个研究区域的路网上有序运行，从而最大限度地节约道路资源，并使车辆的总体运行时间最短，实现研究区域内交通的良性运行。根据交通组织设计成果来建设、管理道路，使交通流更均衡合理地利用道路资源，避免道路资源的浪费，避免路段或结点道路资源缺少和造成拥堵，保证道路交通的正常运营安全。拟养护施工公路的建设特征，以及周边路网的道路交通特征等背景资料是确定合理的交通组织方案的基础，通过分析目前存在的矛盾性问题，制定公路施工交通组织设计原则和设计方法，并形成宏观区域路网到微观路段和关键节点的交通组织方案，以现状交通调查为基础，通过交通仿真模型的建立与检验、专家的经验与评判等多种手段，定性与定量相结合地开展改扩建工程实施期间交通组织研究，交通组织设计流程如图3-94所示。128 图3-94交通组织设计流程3.5.2交通组织基本原则1）交通影响最小原则在保证工程进度、质量的前提下，应本着占路时间最短、占路面积最少、影响交通最小的原则制定交通组织方案，对交通影响比较大的工序必须安排在交通低峰时间进行。注意重大节日、重大政治活动、重大交通警卫任务等特殊事件，时间上尽可能避免与其发生冲突。对道路交通有很大影响的大型工程在开工前应进行交通影响评估分析，并提出相关交通组织建议。2）安全性原则在公路养护施工期间，通常是要求施工路段“边通车、边施工”，尤其是在山区公路基本无替代道路而言的情况下，所以施工过程中除了128 确保公路运营的安全畅通，还必须保证施工人员、机械的安全及工程质量。因此，交通组织方案的制定要能协调交通，便于施工操作，充分保障施工现场各要素的安全及各种车辆(包括工程用车)的行车安全，同时还应本着节约投资的原则，满足经济性要求。3）交通流量均分原则对必须单向或双向占用道路的施工项目，要提前做好周边路网交通优化，均衡交通流量，缓解施工路段的交通压力。交通疏导应根据公路通行能力酌情采取一级、二级甚至三级分流，即高速公路分流至国省道，若仍拥堵，则分流至县乡级公路，依次逐级分流。4）因地制宜、兼顾一般原则充分考虑不同交通设施交通流的实际特点，分别制定其科学、合理的交通组织方案。对大型重点工程，应由公安交警牵头，联合公路交通、运输管理单位、建设和施工单位等多部门共同研究交通组织方案，且施工现场有关管理部门应派专人管理，责任到人。5）以人为本原则对因道路施工实施交通改、绕行等交通管理措施，原则上应提前一周时间向社会进行公告。（1）对占用部分道路进行围挡作业的，车辆利用同一道路围挡外区域通行，无须断路的普通占、掘路施工，应采取设置相应的交通指示标志，并辅以道路电子显示屏、报纸、电台等新闻媒体周知社会群众的方式进行公告。（2）对必须断路施工的重大工程项目，除采取第一类的公告方式外，应由管理机关在各大报纸正式发布通告。（3）影响较大且涉及范围面广的大型施工项目，除采取第一、二类公告方式外，还要通过召开新闻吹风会的形式，将工程概况、交通组织及交通绕行路线、时间等重要信息通过各大新闻媒体周知社会，以便得到交通参与者的理解和支持。3.5.3施工现场交通组织一般原则和方法（1）施工路段交通渠化原则、方法。128 ①小型机动车道宽度不能小于3米，大型机动车道宽度为3.25米～3.75米。②临时占用现况道路，导行路改变现况路口路段的交通渠划标线，应采用锥形交通标（锥桶）或护栏等设施对现况路进行隔离。③高速路半幅施工、半幅通行，通行路段借用紧急停车带能满足施划三条车道的情况下，当交通量不大时应渠化或采用锥形标隔离为上下行各一条车道，保证车辆发生故障时留有一定的临时停放空间。当交通量比较大且分布不均匀时应给交通量较大的方向2个车道通行；通常情况下当大车的比例较大时，为减少上坡路段大车速度过低对交通流的影响，宜给上坡方向的交通流多一个车道的通行权。（2）道路施工标志应按有关标准设置，位置应明显，方便驾驶员发现并使用，第一块施工区标志和限速标志应该在警告区开始处出现。（3）施工路段的限速应考虑到路上通行的绝大多数车辆的速度，不宜过低；设计车速为120km/h的高速公路施工作业区最高限速值不宜大于90km/h，最低限速不宜低于60km/h。（4）解除限制速度标志设置在终止区终点。（5）当施工所需设置的交通设施与现场已有设施发生冲突，需要挪动设施时，应事先报经公安交通管理部门同意。（6）施工作业区标志、标线及锥形桶等交通安全设施的大小、颜色，以及夜间的反光性能必须符合相关标准的规定。（7）施工机械设备必须按标准涂以桔黄色，大型移动设备应加装黄色爆闪顶灯和车载式防撞垫等防冲撞装置。并应设置“工程施工，随时停车”等字牌，该字牌应采用高强级反光膜制作。（8）占路施工周期较短，且锥形交通标数量不足时，可采用红白相间色，且有反光功能的交通安全带与锥形标组合在一起使用，主要用于分隔车辆与施工路段或双向车流的车道。（9）若占路施工周期较长，在道路条件允许情况下，须施划地面标线配合路面标志使用。施工结束后，须及时除去施工标线，恢复正常行车要求标线。128 （10）施工现场应设专职的安全员（交通协管员或旗手），安全员应经过培训，负责指挥和维护现场交通秩序，维护设置的交通安全管理设施，保证安全设施的正常使用，并能应付突发的交通情况。3.5.4分流道路交通组织一般原则和方法（1）当施工项目对自身道路交通影响比较大时，需选择周边路网替代道路进行分流。分流应该采取渐进分级的方式，施工作业区域外围设置交通诱导指路标志进行宏观诱导劝阻分流，施工作业区域内设置禁令类交通标志进行强制分流。必要时应在公路分流的关键节点向驾驶员散发分流路径绕行图，如附录2所示。（2）绕行路线应该有完善的交通工程系统，尤其是分流交通量比较大的长期作为替代路线的道路，应在进出口须设置合适的指路标志，方便车辆注意绕行，减轻道路交通压力。（3）可以根据具体施工作业特征和交通运输情况，分时段、分车型的把交通出行量分流到周边的路网上。（4）施工绕行路线要满足道路照明、大型车辆限高、桥梁荷载、匝道转弯半径的要求。（5）通过广播和电视台、在收费站和服务区发放的传单和信息提示板、路上的标志和可变情报板等对道路施工的时间、路段以及绕行路线和交通管制措施进行必要的宣传。（6）对于重要工程和关键节点的道路施工，应建立省、市两级交通组织协调机构，制定专项交通组织方案，并根据现场的实际情况，动态指挥交通。3.5.5综合分析以一条实际公路养护施工具体交通组织过程为例来说明一下交通组织方案确定的具体做法。3.5.5.1背景资料的收集与整理广惠高速公路全长153.2公里，起点位于广州市萝岗区，途经增城市、博罗县、惠州市惠城区、惠阳区，终点位于惠东县凌坑。沿线与广州北二环高速公路128 、北三环高速公路、增从高速公路、莞深高速公路、惠河高速公路、深汕高速公路、常（平）惠（东）高速公路（规划）及G324国道等连接成网，是广东省规划的干线公路网的重要组成部分。沿线路面相当平直，双向六车道，部分四车道。2003年12月20日建成通车。2009年6月5日至7月5日对西向东方向博罗收费站（K80）至小金口收费站（K95）之间15km的路面分段进行养护维修，该路段为双向4车道，施工采取一个车道封闭、一个车道通行的交通组织模式。广惠高速、惠河高速、G324以及G205组成的局部路网如图所示。G324惠河高速广惠高速博罗收费站小金口收费站四角楼收费站G205施工作业区广惠高速货车分流绕行小金口立交路线图路网中主要道路的基本情况如下表所示表3-34组成路网道路的基本情况道路道路交通状况照片广惠高速公路双向4车道，中央分隔带隔离；限速：100km/h；通行能力：2200pcu/h/车道128 惠河高速公路双向4车道，中央分隔带隔离；限速：100km/h；通行能力：2200pcu/h/车道G324双向4车道，双黄线分隔；通行能力:1600pcu/h/车道G205双向4车道，双黄线分隔；通行能力:1600pcu/h/车道3.5.5.2交通组织方案及评价根据广惠高速公路组成的局部路网的道路交通状况，以及道路施工的模式类型，初步制定了采用路网分流部分交通的组织方案。方案一采取限车型通行。对施工路段的大货车进行分录，即将广惠高速公路西向东方向的大货车从博罗收费站分流至G324上，南行和东行的车辆可以在小金口立交重新上广惠高速公路，北行到惠河高速的车辆可以再通过G205在四角楼收费站进入惠河高速公路行驶。方案二采取分时段通行。不分车型，保留一半流量仍然通过广惠高速行驶，另一半通过和大货车分流一样的路线绕行，因为博罗出口匝道通行能力的限制不可能把过多的交通量分离出来。利用仿真软件对两种交通组织方式进行了仿真评价，同样先对仿真软件进行了标定。选择了施工前一个月早晚高峰收费站的流水数据和现场调研的速度、流量数据进行仿真重现，仿真场景中实际输入的数据如表3-35所示。由表中可知，广惠高速公路西向东博罗至小金口收费站一段总流量为2076辆/h，已经超过了施工作业区一个车道通行时的通行能力，因此必须采取分流的方式来组织交通。此外路网中小金口互通立交桥区内从惠河高速公路隧道出来匝道北行进入惠河高速公路的合流区是最容易发生拥堵的区域128 ，因此两个分流方案中都将广惠高速北上惠河高速的交通由四角楼收费站引入，这种分流方式即解决了施工区通行的问题，也有助于减轻惠河高速公路小金口至四角楼北行方向的通行压力。表3-35不同流向的小时流量和交通组成流向小时流量大车比例广惠高速广州方向至惠河直行（西—东）54015.2%广惠高速广州方向至惠河北行（西—北）117615.2%广惠高速广州方向至惠河南行（西—南）36015.2%惠河高速主线北行220018%广惠高速惠东方向至惠河北行（东—北）79010%国道324至惠河北行（西－北）21019%国道324至惠河北行（东－北）14218%国道324直行（西-东）19015%对于方案的评价，采取施工作业区、分流道路及路网中关键节点如小金口立交处的速度、流量、排队长度等交通流特性指标进行比较说明。图是广惠高速大货车分流路线及小金口互通立交区域交通运行图，从博罗收费站沿广惠高速公路经小金口互通立交至惠河高速公路的四角楼收费站，主线距离约为18km，绕行G324、小罗线和G205等公路的距离为25km。图广惠高速分流路线及小金口互通立交区域交通运行图表3-36不同方案条件下车辆运行状况速度km/h(对应交通量)128 广惠基本路段广惠施工区G324G205不采取分流措施113（2037）52.9（1832）77（420）78（60）方案一：大货车分流119（1755）63.1（1756）63（736）69（292）方案二：分流一半交通117（1028）64（1019）56（1461）52（713）无控制的仿真场景就是根据实际的各个方向的流量水平输入标定过的仿真路网中，然后对输出结果进行分析；大货车分流就是指将广惠高速广州方向至惠河北行（西—北）中14.8%的大车通过绕行国道再通过四角楼收费站进入惠河高速公路。一半分流通行是指广惠高速广州方向至惠河北行（西—北）的交通一半通过高速行驶，另一半通过和大货车分流一样的路线绕行，因为博罗出口匝道通行能力的限制不可能把全部车流都分出来。仿真中是通过5分钟主线通行和5分钟匝道分流的方式交替实现的。从表3-36中可以看出，施工当不采取分流时，施工作业区的速度比较低为52.9km/h，并且出现了车辆排队的情况，而采取分流以后车辆的速度都有了不同程度的提高，由于替代分流的道路交通量较小，分流道路的速度并没有因为交通量增加而导致速度有明显的降低。可以说分流使整个路网的运行效率均有所提高。不同调度方式匝道排队时间对比情况如表3-37所示。表3-37不同调度方式匝道排队时间对比广惠高速广州方向至惠河北行（西—北）交通调度方式惠河主线北行小金口进口匝道排到收费站（来自广州）所需时间（min）惠河主线北行小金口进口匝道排到收费站（来自惠东）所需时间（min）不采取分流措施4747方案一：大货车分流9178方案二：分流一半交通--可以看出，无控制的通行方式，车辆很快就从合流区排到了收费站，大货车分流使排队到收费站的时间延长近1倍，而一半分流的方案则更优，避免了车辆在小金口匝道出现排队的情况。128 从结果来看，分流交通至国道，无疑减轻了高速公路和相关匝道的交通压力，在一定程度上缓解了高速公路的拥堵和排队情况，但也势必增加了国道的通行压力，为此我们对车辆从博罗收费站正常走高速至四角楼收费站所需的时间和绕行国道的所需时间进行了测算，分析结果如表3-38所示。表3-38三种不同调度方式行程时间的对比广惠高速广州方向至惠河北行（西—北）交通调度方式博罗收费站－四角楼收费站所需时间（min）无控制（通过高速行驶）32大货车分流通过高速行驶17绕行国道20一半分流通过高速行驶15绕行国道30由于交通量过大，在施工作业区就产生的拥堵排队的情况，且还导致小金口收费站、隧道、进口匝道，一直到合流区都产生了拥堵，因此在无控制的条件下，车辆通过高速行驶需要32min，通过采取大货车分流和不分车型一半分流后，无论是通过高速行驶，还是绕行国道，所用时间都有所减少，从这一点来说，这两种交通流的调度方式实现了国道和高速公路资源的最优配置，达到了双赢，均是成功的。相比较而言，货车分流的方式在实际中更易于操作，且车辆的绕行时间相对较小，因此就本项目而言推荐方案一的交通组织方式。就某些有平行国道分流的高速公路而言，施工作业时将大货车限行（分流）管理，不但不会增加大货车自身的出行时间，还非常有助于提高整个路网的运行效率，是一种很好的交通调度与控制措施。具体分流路段和时段的选择还应该具体情况具体分析，而交通仿真技术则是评价不同交通组织方案的有力工具。3.6施工控制区域标志标线设置技术3.6.1施工作业区交通标志和标线设计对比分析了美国的《统一交通控制设施手册》（MUTCD）和我国的《公路养护安全施工作业规程》，以及《道路交通标志和标线》中施工作业区交通标志的不同和特点，设计了我国作业区新的交通标志，并对标志的使用进行了说明。128 3.6.1.1施工作业路段标志作业区标志为“用以通告道路交通阻断、绕行等情况。设在道路施工、养护等路段前适当位置。用于作业区的标志为警告标志、禁令标志、指示标志及指路标志，其中警告标志为橙底黑图形，指路标志为在已有的指路标志上增加橙色绕行箭头或者为橙底黑图形。”根据实际的路况，警告标志、指示标志、绕行标志设置于施工作业路段时，应为橙底黑图案。1）施工标志用以告示前方道路施工，车辆应减速慢行或绕道行驶。该标志一般设置于作业路段的起点之外，对驾驶员进行警示。该标志可以作为临时标志支设在施工路段以前适当位置。图3-97施工标志2）道路封闭标志用于指示前方道路封闭，一般设置于封闭路段的起点之外。图3-98道路封闭标志3）车道封闭标志用于指示前方车道封闭的情况，一般设置于封闭车道的起点外。根据实际情况，有左道封闭、右道封闭、中间封闭三种。128 右侧车道封闭左侧车道封闭中间车道封闭图3-99车道封闭标志4）改道标志由于施工原因引起道路单向封闭或完全封闭，途径车辆需借用对向车道或改道于施工便道时，可用此标志指示车辆改道行驶的方向，设置于封闭地点前的适当位置。向左改道向右改道图3-100改道标志5）绕行标志由于施工原因引起道路完全封闭时，可用橙色箭头和绕行标志牌指引车辆绕行的路线。橙色箭头一般用于公路，城市道路一般用绕行箭头指示。（1）橙色箭头橙色箭头如图3-101所示，前方道路封闭需要绕行时，将橙色箭头附着于原有指路标志的右上角，箭头指向绕行路线的方向，沿箭头所指方向行驶即可绕过施工路段回到原路。128 图3-101橙色箭头（2）绕行标志该绕行标志版面与图3-102中绕行标志相同，其版面为橙底黑图形，用箭头表示绕行路线。图3-102绕行标志各种交通标志的尺寸参考《道路交通标志和标线》中警告等各种标志尺寸与计算行车速度的关系。3.6.1.2施工作业路段标线为了便于交通管制与引导，施工作业路段应按照交通流组织的要求设置标线。如果原有标线能符合施工期间的交通流组织要求，则保留原有标线；若原有标线不符合施工期间交通组织的要求或有可能误导驾驶员时，则最好清除原有标线并按照施工交通组织的要求画橙色施工区标线。3.6.2施工作业区交通标志和标线的设置及应用3.6.2.1路外施工作业区3.6.2.2路肩、人行道或中央分隔带内的施工作业区3.6.2.3双向两车道公路封闭一条车道的施工作业区3.6.2.4四车道道路封闭一条车道的施工作业区128 3.6.2.5六车道道路封闭一条车道的施工作业区3.6.2.6弯道路段的施工作业区3.6.2.7道路因施工封闭，绕行路径的指示3.6.2.8交叉口作业区3.7养护施工作业安全防护设施设置技术公路养护施工作业区道路条件骤然发生变化，不再保持与非作业区相一致的行车条件，过往车辆与施工机械相互碰撞以及车辆与作业人员相互碰撞的安全隐患显著增加。在养护施工作业区内合理地设置安全防护设施，可以有效地防止过往车辆闯入施工区，造成人员伤亡或财物损失。根据功能的不同，可将安全设施分为隔离和防护两类。隔离类安全设施，如安全锥、防撞桶、路栏等，只具有警示、隔离的作用，提示驾驶员养护施工作业区的位置和隔离区域；防护类安全设施，如移动式护栏、车载式防撞垫等，对碰撞车辆具有拦挡作用。安全设施的选择和设置应综合考虑道路交通量、车辆构成、限制行驶速度、道路线形、路侧危险等级、养护施工作业周期、是否有施工作业机械和作业人员、车辆冲入施工区可能造成的交通事故等级等多种因素。根据不同的条件正确设置合适的安全防护设施，对于提高养护施工作业区交通安全水平的意义重大。3.7.1养护施工作业区安全防护设施的设置条件3.7.1.1移动式护栏设置条件（1）收益-成本比值相对于路侧固定设置的护栏而言，养护施工作业区设置的护栏为移动式护栏，养护施工作业结束后护栏可移动、拆除。设置护栏的决定因素之一为“收益—128 成本比值（B/C比）”，即设置护栏后避免发生交通事故而减小的经济损失与设置护栏所花费的成本之比，并考虑养护施工作业区内是否有施工机械和作业人员。当B/C比≥1.25时，建议养护施工作业区设置移动式护栏；当0.75≤B/C比＜1.25时，建议设置移动式护栏，若有研究表明在该路段设置护栏不合适，可不设置；当B/C比＜0.75时，在通常情况下、非特殊的环境中，养护施工作业区可不设置移动式护栏。（2）交通量、限制行驶速度养护施工作业区的交通量、限制行驶速度与设置护栏的关系如图3.7-1所示。纵轴表示限速值，横轴表示在养护施工作业周期内的总交通量，计算公式如下：交通量（106veh）=双向平均日交通量（veh/天）×养护施工作业周期（天）×1/1,000,000养护施工作业区的交通量、限制行驶速度在图3-119所示I区范围之内时，通常情况下、非特殊的环境中可不设置护栏；在II区范围之内时，应研究判断设置护栏是否合适；在III区范围之内时，建议设置护栏。IIIIII图交通量、限制行驶速度与设置护栏的关系（3）可能造成的交通事故等级128 参照《公路交通安全设施设置规范》（JTGD81-2006），根据车辆冲入养护施工作业区或驶出路外有可能造成的交通事故等级，来选取养护施工作业区移动式护栏的防撞等级，如表3-40所示：128 表3-40养护施工作业区护栏防撞等级的适用条件公路等级设计速度（km/h）车辆进入养护施工作业区或驶出路外有可能造成的交通事故等级一般事故或重大事故单车特大事故或二次重大事故二次特大事故高速公路120ASBSS100、80SA一级公路60ASB二级公路80、60BASB三级公路40、30BA四级公路20因道路线形、行驶速度、交通量和车辆构成等因素易造成更严重碰撞后果的路段，应在上表的基础上提高护栏的防撞等级。（4）道路线形条件及特殊环境养护施工作业区位于山区公路视距不良路段、长下坡路段、曲线半径较小的路段以及多雾路段等特殊环境时，应考虑设置护栏，并在表3-1的基础上适当提高护栏的防撞等级。（5）车辆构成车辆是护栏的防护对象，护栏防撞等级是根据车辆质量、碰撞速度、碰撞角度和碰撞能量所构成的碰撞条件来划分的，因此车辆的构成是决定护栏防撞等级选取的重要因素，当大型车辆（包括大客车和货车）占据的比重较大时，需考虑在表3.7-1的基础上适当提高护栏的防撞等级。3.7.1.2其他安全设施设置条件128 根据上述判断条件，养护施工作业区可不设置护栏时，应设置其他隔离类安全设施，避免干扰非作业区的正常行车以及避免车辆误行驶入作业区。根据判断条件，养护施工作业区需设置护栏时，护栏一般设置在工作区，除工作区外，公路养护施工作业区还包括警告区、过渡区、缓冲区、终止区等其他控制区域，可综合使用其他安全设施，形成养护施工作业区完整的安全防护系统。其他安全设施设置条件如表3-41所示。表3-41其他安全设施设置条件养护施工作业控制区域养护施工作业周期短期长期交通量大交通量小无施工机械及作业人员、施工区危险等级低有少量施工机械及作业人员有施工机械及作业人员上游过渡区安全锥、防撞桶、路栏等安全锥、防撞桶、路栏等安全锥、防撞桶、路栏等安全锥、防撞桶、路栏等安全锥、防撞桶、路栏等缓冲区车载式防撞垫安全锥、防撞桶、路栏等安全锥、防撞桶、路栏等移动式护栏或车载式防撞垫车载式防撞垫工作区（竖向）判断是否设置移动式护栏下游过渡区、终止区安全锥安全锥安全锥移动式护栏或安全锥移动式护栏或安全锥3.7.2安全防护设施的技术要求和设置方法3.7.2.1移动式护栏3.7.2.2车载式防撞垫3.7.2.4水马3.7.2.5安全锥3.7.2.6防撞桶128 3.7.2.7路栏3.8夜间作业安全技术大量的道路修复工作，加之道路提升机动性和安全性的需求使得很多道路施工被迫在夜间进行，通常情况是工作区紧邻高速行驶的车辆，加之夜间视线不良的影响，这些因素无疑加剧了旅行的乘客、道路工人、行人在工作区及附近影响范围内的事故风险。为提高施工作业的可见度和安全性，规定在夜间养护作业现场应设置照明设施，其照明的照度应满足养护作业要求，并覆盖整个作业区域。同时，规定进行养护作业的人员必须穿着带有反光标志的桔红色工作装，管理人员必须穿着带有反光标志的桔红色背心，作业控制区必须设安置施工警告灯，所设置交通标志必须具有反光功能。为了提高夜间交通标志的可见度，建议选用逆反射性能更高的反光膜材料。临时定点及移动养护作业不得在夜间进行等。我国就夜间施工区工作照明并没有特殊的规定，且不说在工作中并未考虑眩光对驾驶员的影响问题，就是对照明的亮度和均匀性等指标也没有明确的要求，夜间施工区的照明一般是由施工单位自己决定的。提高夜间施工作业的安全技术主要包括以下方面：128 3.8.1提高交通安全设施的可视性3.8.2提高工作人员的可视性3.8.3提高施工车辆的可视性3.8.4降低速度及提升司机注意力3.8.5降低工作光源产生的炫光3.8.6诱导交通流，减少排队3.8.7其它危险因素的排除1)车载式防撞垫可用来降低与后方车辆撞击的损失程度。2)如果条件允许，应在开放车道和封闭车道之间设置缓冲车道。3.9特殊区段养护施工安全技术3.9.1视距不良路段养护施工作业区位于视距不良路段，主要安全隐患一般是驾驶员不能提前了解前方道路状况，不易发现施工区的存在或不易判断作业区占用的区域，容易与受施工影响而换车道行驶的车辆发生碰撞事故，或与施工机械、作业人员发生碰撞。可综合采用以下措施：（1）在视距不良路段起点提前设置急弯警告标志、施工区标志、道路封闭标志或车道封闭标志、施划橙色施工区标线。（2）在视距不良路段起点设置发光太阳能闪烁箭头，可以通过LED的发光和频闪提高识认性，尤其是在夜间十分醒目，可以给驾驶员较强的视觉刺激。（3）路段设置线形诱导标或其他视线诱导设施。（4）缓冲区末端停驻大型车辆并安装车载式防撞垫，作业区设置移动式护栏，加强防护作用。（5）施工作业人员应穿着反光服，佩戴具有反光效果的、坚硬的帽子。128 （6）作业区两侧应设置专职的人员组织、管理交通。视距不良路段施工作业的安全保障措施通常如下图所示：3.9.2路侧险要路段位于路侧险要路段的养护施工作业区存在的主要安全隐患一般是车辆驶出路外的事故。首先合理设置标志、标线等设施，加强诱导，控制车速使车辆保持在车道内行驶；其次加强防护，减轻事故严重程度；可综合采用以下措施：（1）根据路侧危险程度和历史事故资料设置移动式护栏，并适当提高防护等级。（2）设置“超速危险”等警告标志。（3）设置视线诱导设施。（4）根据历史事故数据设置强制减速措施。3.9.3长大上（下）坡路段位于长大上坡路段的养护施工作业区存在的主要安全隐患，一般是车辆占道行驶造成与对向下坡车辆发生对撞事故。应重点以标志和标线（实线）为主要措施进行处治，提醒下坡方向驾驶员控制车速。位于长大下坡路段的养护施工作业区存在的主要安全隐患一般是车速过快或连续刹车导致车辆制动失效，易造成与车辆、施工机械或作业人员的碰撞事故。可综合采用以下措施：（1）设置下陡坡警告标志，或设置连续下坡告示牌标志，根据情况可以辅助标志标明连续下坡长度，或使用告示牌，说明“前方连续下坡××m，超速危险”。（2）设置限速标志、减速设施和视线诱导设施。（3）缓冲区末端停驻大型车辆并安装车载式防撞垫，作业区设置移动式护栏，加强防护作用。128 3.9.4桥梁段位于中小型桥梁段的养护作业施工区，可考虑使用施工便道绕行，公路施工封闭绕行路段用橙色箭头指示，驾驶员按照橙色箭头所指示的方向行驶就能顺利的绕过施工封闭路段回到原路上。桥梁段养护作业施工区对于高速公路桥梁的拼装作业，或者是流量比较大时的桥面铺装等作业时，应加强对施工作业区内人员和机械的安全防护，尤其是当桥梁坡度较大时应在工作区设置竖向可移动式护栏、水马或者水泥隔离墩。高速公路桥梁拼装施工3.9.5隧道段128 养护施工作业区位于隧道内时，在车辆进入隧道之前应提前获得全面的信息。可综合采用以下措施：（1）隧道入口之前设置施工区标志、限速标志和减速设施。（2）在警告区设置道路封闭标志或车道封闭标志、施划橙色施工区标线。设置发光闪烁箭头，给驾驶员较强的视觉刺激。（3）施工作业人员应穿着反光服，佩戴具有反光效果的、坚硬的帽子。（4）作业区两侧应设置专职的人员组织、管理交通。128 4关键技术与创新点128 5课题的经济、社会、环境效益及推广应用前景128 6结束语128 7致谢128'