Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｉｎｄｉｎｇｓ Ｊ研究成果Ｊ ·２９· 高速公路收费站通行能力及改扩建方案浅析 杨威，周肖灿 （１．山东高速科技发展集团有限公司山东济南２５００００；２．山东省交通规划设计院山东济南２５００００） 摘要：收费站通行能力关系到高速公路服务水平，因此在收费站建设及改扩建的时候，需要根据其通行能力来进行规模 的确定。文章对我国高速公路收赞站通行能力分析方法进行探讨，同时在此基础上探讨我国高速公路收费站改扩建方案。 关键词：高速公路：收费站：通行能力；改扩建方案 中图分类号：Ｕ４１２．３６＋６ 文献标志码：Ａ 对于公路通行能力进行研究分析，在国外是一项非 常重要的工作，并且研究已经取得了非常多的成就，相 比较而言，我国对于公共通行能力的研究还处于初级阶 段。在高速公路上，收费站的设置属于一项重要组成， 其目的主要是为了对过往车辆进行通行费的收取。收费 站组成主要包括收费门，收费广场以及收费所。一般情 况下，收费站通行能力是指其在单位时间内，过往车辆 的最大数，其主要前提是保证收费站能够提供服务，并 且服务水平保证。从另一个角度来说，收费车道的通行 能力对于收费站通行能力起到了决定性的作用。 １ 收费站通行能力研究价值 从相关研究以及资料分析当中得知，在收费站处于 正常经营的状况下，数量以及设备都保持在正常水平的 收费设施，其运营与收入比例能够达到５％～１０％。而 当收费站设施建设数量多于其正常所需数量，那么运营 成本和收入之间的比例将会提高到１０％～１５％，最高 的时候可能会达到３０％以上。进行收费广场的建设时， 其余车道数的确定主要是根据过往车辆平均间隔以及单 车道通行能力和收费站服务水平。所以对于收费站通行 能力的研究，属于一项非常重要的工作，能够根据研究 结果，确定高速公路上收费站的设置以及建设规模，保 证高速公路的建设资金合理使用。 ２ 收费站通行能力研究的过程 进行收费站通行能力的研究是主要包括以下几点： （１）进行数据调查。数据调查是为了更好的对收费 站通行能力进行研究，数据调查的种类主要包括该地区 该公路的收费站类型，收费车道数量以及收费站上有高 速公路的车道数、收费站上有来往车辆的分布情况以及 车流强度、公路上下游不是收费站影响的车流速度、过 往收费站各车辆的类型和进行服务开始以及离去的时间。 在进行数据调查的过程当中既需要人工进行数据采集， 也需要利用采集以及摄像机来进行记录。采集仪主要是 对过往的运行以及流量数据进行采集，同时也将在收费 站进行服务的车辆开始与离去的时间进行采集记录。 数据采集仪到布置位置，在上游处进行数据采集仪 的布置，主要是在收费站和收费广场的上游路段，这样 能够对即将进入收费站的来往车辆数量和速度以及其密 度分布等进行记录。在这个过程中，照相机主要负责对 过往的车辆牌照和通过的时刻来进行记录。下游的数据 作者简介：杨威（１９８５－），男，硕士研究生，工程师，研究 方向：道路设计。 文章编号：２０９６．２７８９（２０１８）０５－００２９－０２ 采集仪主要是布置在离收费站５００～６００ｍ之内的地方， 主要是对下游的车辆密度以及速度等进行采集，在此过 程中，摄像机所发挥的作用同上游的摄像机相同。数据 采集人员则是在收费站的收费亭内部，对车辆进行服务 的时间，以及离去的时间等进行记录。人工与仪器进行 结合，对收费站的运行模式和其过往车辆的通行规律进 行记录。 （２）根据数据进行收费站通行能力的研究。想要 得到最好的实验结果，就要满足理想道路条件，在实际 研究中存在着许多的影响因素，会导致调查结果出现误 差。在这里，以小型车在收费站进行服务的时间和离去 的时间来作为研究对象，进行通行能力的研究。实验结 果表明，在收费站进行服务的车辆之间来往的时间服从 负指数分布，并且收费站的收费车道一般都大于一条。 根据实验分析得到的通行能力结果，能够对该地区公路 运行的交通情况进行分析，这样就能够根据实际情况来 进行不同公路的交通流模型的建立，然后再进行收费站 的建设。这样能够满足不同的公路以及不同车流强度和 收费车道数量下，进行高速公路收费站的建设改造。 （３）通行能力的研究理论方法。要分析高速公路 收费站的通行能力就必须了解一定的收费站通行能力的 研究理论方法。目前在高速公路收费站的分析中，大多 数采用由美国的《交通流理论》和《日本高速公路设计 规范》中所得出两套公式，其均采用的是Ｍ／Ｍ／Ｋ模型， 共同点有以下几点。 ①系统中没有车辆的概率计算式：Ｐｒ０）＝ ②系统中有ｎ车辆的概率：Ｐ（ｎ１＝Ｐ ｎｎ！Ｐ（Ｏ） ⑨在队列中的平均等候时间：Ｗｑ＝Ｐ ｋ／（ｋ×ｋ× ｆ１一 ）２）Ｐ（Ｏ）其中：Ｐ一交通强度或利用系数，Ｐ＝； ～平 均服务率，辆／秒； Ｐ（ｎ）一系统中有１１辆车的概率：Ｋ一收费的车道数。 一般美国的ＴＲＢ与日本推导的平均排队长度公式稍 有不同，可参见相关计算手册，值得注意的是以上提及 的美国推导公式计算的平均排队长稍微要小一点。国内 的收费站通行能力研究方法主要是东南大学的Ｍ／Ｇ／１模 型。该模型一般是适合于描述车辆到达和服务时间服从 负指数分布一个服务台的排队系统。 ３ 高速公路收费站改扩建 高速公路收费站的改扩建，主要目的是为了能够在 日益增加的交通负荷情况下，提升服务水平以及提高交 通运输能力。 高速公路改扩建方案主要根据远期预测交通量对其 现有收费站广场线行，路基以及路面来进行设计改建， ．３０． Ｉ研究成果ｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｉｎｄｉｎｇｓ 主要包含以下内容。 ３．１收费站扩建收费车道数的确定 收费站收费车道数计算，主要依据中华人民共和国 行业标准ＪＴＧ Ｄ８０．２００６《高速公路交通工程及沿线设施 设计通用规范》和交通部２００７年第３５号公告《收费公 路联网收费技术要求》的规定。 设计小时交通量（ＤＨＶ）：ＤＨＶ＝ＡＡＤＴ×Ｋ 式中：ＡＡＤＴ一预测年平均日交通量（Ｐｃｕ／ｄ） Ｋ一高峰小时交通量系数 对于实行计重收费的广场用于计算收费车道数的年 平均日交通量ＡＡＤＴ按照下式计算： ＡＡＤＴ＝ＡＡＤＴ’×（１＋０．８Ｒ） 其中：ＡＡＤＴ’一特征年原预测交通量； Ｒ一大中型货车占有率。 预测１５年、２０年期末考虑计重收费的广场用于计 算收费车道数的进出口年平均日交通量分别为：收费车 道设备配备、广场土建１５年，２０３０年满庄收费站交通 量为１４７６６Ｐｃｕ／ｄ，其中上高速为８０１７Ｐｃｕ／ｄ，下高速为 ６７４９Ｐｃｕ／ｄ。收费广场征地２０年，２０３５年满庄收费站交 通量为１７９６５Ｐｃｕ／ｄ，其中上高速为９７５５Ｐｃｕ／ｄ，下高速 为８２１０Ｐｃｕ／ｄ。 考虑本项目的特点，建议入口服务时间取６～８ｓ， 出口服务时间取１４～２０ｓ。 ３．２平面线形设计 道路线形进行改建时设计线是以原路段主线标准段 路面边缘线为主，而在中段面设计工作当中，对路面高 程进行确定可以根据原路面的路面边缘高程来作为参考 依据。而收费站覆盖范围中的纵坡设计，需要在对原有 纵坡进行测量的基础上，对现如今道路中心线路面高程 进行测量，然后才能确定最终的设计方案。 ３．３路基、路面设计 收费站改扩建工程中，路基加宽主要分为单项以及 双向加宽两种，加宽的路基能够保证其具有更高的承载 能力。新路基与老路基之间进行连接，往往容易出现问 题，要彻底清除拓宽范围内淤泥、腐植土、树根及杂草 等。老路基与新路基交界的坡面上应从清表后老路坡脚 向上挖设台阶，路床顶部设置土工格栅，土工格栅采用 双向ＨＤＰＥ土工格栅，极限抗拉强度＞５０ｋＮ／ｍ，２％伸长 率时的抗拉强度＞２０ｋＮ／ｍ，如图１所示。 敬静 螨中心 越 ｛ ０ 一 图１收费广场标准断面示意图 路面设计依据有关的现行规范、道路等级及交通量 对路面的使用要求，结合气候、水文地质条件，本着合 理选材、因地制宜、经济合理的原则进行综合设计，并 结合原路加宽施工工艺等合理选择路面方案。 一般立交匝道采用沥青混凝土路面，收费广场采用 钢筋混凝土路面。收费站改扩建时，路面一般采用拼 接设计方案。水泥混凝土路面拼接设计时，可以在衔接 处面板一侧进行植筋，然后浇筑新混凝土面板。沥青路 面衔接时可根据上中下面层厚度采用挖台阶方式进行拼 接，保证衔接处路面结构强度。 ３．４施工期间交通组织 考虑到业主需求，收费站改建工程一般在互通不停 止运营的情况下进行改建，施工和交通互相干扰，危险 因素很多，为了能同时保证施工和行车安全，以确保畅 通和连续、高效、安全施工为原则，在进行总体安排时， 可根据各工序的情况，统筹安排，合理确定各工序的顺 序和进度，加强协调，合理组织，科学施工，以保质保 量完成施工任务。 项目实施过程中应做好交通布控分流，加强施工管 理、科学调度、合理安排、严格工期、提高效率，做到“提 前预告、重点分流、逐级设防、现场处置”。 收费广场的加宽改建，施工时可临时征用新建收费 广场右侧土地，设置施工便道联接原满庄收费站和迎驾 路，通过便道进出收费站。 收费广场内侧路面加宽路段，可在原匝道硬路肩设 置锥标，合理引导车流，在不封闭交通的情况下完成本 项目的施工。 为减少施工期间施工和交通的相互干扰，确保施工 期间的安全，由于当地交通较为便利，可设置指示牌等 标志，提示车辆适当绕行，引导进出车辆。 ４ 结束语 对高速公路收费站的通行能力进行研究，然后对其 进行改建改造是一项非常重要的工作，可采用美国的《交 通流理论》和《日本高速公路设计规范》中公式对通行 能力进行分析研究，作为收费站改扩建的重要依据。收 费站改扩建方案设计时要根据交通量需求、现有收费站 通行能力确定所需增加车道数。另外在收费站改扩建方 案设计中，要严格根据相关规范进行平面线形，路基路 面设计。最后施工时收费站保通运营期的交通组织也应 重视，进行详细的方案设计。 参考文献： ［１］李开正．纵断面拟合设计在高速公路加铺改造工程中的 应用［Ｊ］．交通科技，２００９（３）．１２． ［２］任福田等译．道路通行能力手册［Ｍ］．北京：中国建筑工 业版社。１９９１． ［３］徐吉谦等．交通工程学［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版 社。１９８７． ［４］张亚平，张起森．高速公路速度一流量模型研究［Ｊ］．中国 公路学报，２０００（３）．１１． ［５］张亚平．公路通行能力研究现状与发展方向［Ｊ］．国外公 路。２０００（３）．４． ［６］黄展。孔雷军．广深高速公路服务水平评估［Ｍ］．交通工 程．１９９７（３）．
