吕梁环城高速公路工程可行性研究报告（技术标准与建设规模）

吕梁环城高速马路工程可行性探讨报告（技术标准与建设规模）技术标准与建设规模4.1技术标准4.1.1马路等级依据交通量预料结果,拟建项目建成后20年（2032年）平均日交通量（折合小客车下同）将达到33729辆。

依据交通部颁发的《马路工程技术标准》（JTGB01-2003）第1.0.3条规定：

四车道高速马路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000～55000辆；以及第1.0.5条马路等级的选用应依据马路功能、路网规则、交通量，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系、远期发展等，经论证后确定的规定，依据本项目的高速马路运输通道功能、路网规划，2032年预料交通量超过高速马路适应交通量低限值并充分考虑马路、铁路、民航、综合运输的发展规划。

举荐拟建项目采纳高速马路标准。

4.1.2设计速度设计速度既是确定马路几何线形的基本要素和最关键参数，又是影响通行实力和服务水平的重要因素。

高速马路的设计速度不与地形条件干脆挂钩，只是依据交通运营要求将设计车速分为120km/h、100km/h和80km/h三个档次。

拟建项目的车型构成（当量交通量）为客车占35%（其中小型28%，大型7%），货车占65%（其中小型13%，中型6%、大型13%、拖挂33%），车辆构成状况说明，对设计速度不必作较高的要求；拟建项目地处吕梁山脉的崇山峻岭之间，地形地质条件较为困难，从技术经济动身，采纳较低的设计速度，可以有效地降低造价；从环境爱护和人与自然环境相和谐动身，可以更好的做到马路与地形景观相协调，达到环境友好的目的；并结合临县～离石高速马路以及与之呈十字交叉的青银高速马路的设计速度都是80公里/小时的实际状况，所以本项目拟举荐设计速度为80公里/小时。

4.1.3抗震要求依据四川汶川地震的阅历教训，交通运输部[2008]446号关于进一步提高马路基础设施防震抗震实力若干看法的通知。

要求在现行标准、规范的基础上进一步加强抗震设计，提高马路抗震实力。

4.1.44车道数计算《马路工程技术标准》第3.0.3条规定：

高速马路、一级马路各路段的车道数应依据设计交通量、采纳的服务水平确定。

拟建项目的车道数计算如下：

1、单向的设计小时交通量（DDHV）DDHV=AADTKD（式4-1）式中：

AADT预料年的年平均日交通量（辆/日）K高峰小时交通量占年平均日交通量的百分比；依据我省运输特点及现有高速马路交通流调查资料，拟取K=0.10；D方向分布系数，即高峰小时时段最大定向交通量占双向总交通量的百分比。

由于OD调查期间的交通量受国际金融危机和国内经济增长下滑的影响，不能代表正常状况，所以依据全省16条（段）99个收费站，1.24亿次出入口统计资料，高速马路多年交通量分布不匀称系数平均值为0.5059，考虑其不匀称性质，拟取D=0.52；由此得DDHV=AADT0.100.52=0.052AADT各路段各预料（特征）年份的定向设计小时交通量见表4-1。

2、设计通行实力计算车道数设计通行实力是指在预料的道路、交通、限制及环境条件下，考虑肯定服务水平对基本通行实力折减后的通行实力。

依据《标准》规定，高速马路按二级服务水平考虑，拟建马路的设计服务水平（V/C）对于设计速度80km/h为0.60，故对应设计通行实力Cd=1200pcu/h/ln。

依据《马路工程技术标准》，马路适应交通量与车道数及服务水平的关系，确定车道数的计算如下：

N==式中：

AADT预料年度平均日交通量（pcu/d）；N单向车道数。

依据远景交通量预料结果计算，拟建项目各路段在预料期内的单向车道数需求见表4-1。

由表可知，拟建马路按4车道建设可满意交通须要。

3、按实际通行实力计算车道数由于路面横断面宽度不同，车辆型式组成不同以及路途指标（主要是纵坡）不同，同一路段相同服务水平的实际通行实力要小于设计通行实力。

这是一条高速马路还没有或接近设计交通量，而事实上却形成堵塞，须要拓宽、改建的缘由。

《马路路途设计规范》（JTGD20-2006）第3.2.2条给出了高速马路实际通行实力（Cr）的计算方法：

Cr=CbfwfpfHV（式4-2）式中：

Cb一个车道的基本通行实力，按《标准》条文说明的表1-1，取Cb=2000。

在志向条件下，最大服务交通量与基本通行实力之比，基本通行实力是四级服务水平上半部的最大交通量拟建项目的设计速度取80km/h时，二级服务水平的=0.6（三级服务水平的=0.75）。

fw车道宽度及侧向净宽的修正系数，拟建项目行车道宽3.75m，侧向净宽2m，取fw=1.0；fp驾驶员条件修正系数，一般取值在0.90～1.00范围内，依据我省驾驶员的技术娴熟程度，遵守交通法规状况及行驶阅历等状况，取fp=1.00；fHV大型车混入影响系数，这是与交通组成、路途纵坡（地形）等有关的影响系数，其计算公式为：

fHV=（式4-3）式中：

Pi大型车（指中型及重型载货汽车、拖挂车、集装箱、单个及通道式大客车）交通量占总交通量的百分比。

据山西省马路局编发的2006及2007年交通量观测资料。

与本项目区S218线的Pi值为85.37%～86.29%（当量PCU），其中大型货车及拖挂车、集装厢等的比例为74.67%和76.31%。

本次OD调查的Pi值为70.5%，其中大货、拖挂、集装厢为65.5%。

考虑到拟建项目预料期末（2032年），由于以下缘由，山西省的综合运输格局和汽车车型比例将会发生很大的改变：

①变运煤为输电和煤化工产品。

据统计公报，2008年，山西产原煤6.56亿吨（统计口径），占全国总产量的24.12%，其中外销5.33亿吨（占全省产量的81.25%），而2008年山西发电量（主要是火力发电）1797亿千瓦时，外送量514千瓦时，只占全国总发电量（含水电、核电等）的4.58%，其中火力发电占6.0%。

所以，在山西发展坑口电站，由输煤变输电是国家和山西进行产业结构调整，优化资源配置的重要选择。

据最近制订的《山西省电力产业调整和振兴规划》，山西的装机容量2011年，将达到5500万千瓦（其中外送1800万千瓦），2015年将达到8000万千瓦（其中外送3000万千瓦），分别约是2006年的3.75倍和5.45倍。

所以，原煤外运量将会显著削减；②在货物运货中，由于能源消耗，运输成本和环境爱护等缘由，煤炭、矿石运输将优先考虑铁路运输。

以2007年与2000年相比，铁路货运量及周转量占总量的比重分别增加了8.84%和24.60%个百分点，而马路货运的同期比重分别下降了8.82和4.62个百分点。

在应对国际融危机和拉动内需加快基设施建设的条件下，2008年12月6日山西省和铁道部签订了加快山西省铁路建设会议纪要。

今后几年山西将投资2000亿元，修建2400公里高标准铁路，使山西的铁路运输实力和现代化建设取得突破性进展，与本项目有干脆关系的山西中南部铁路大实力出海通道及吕梁至临县支线，和太中银铁路的建设将对目前以运煤为主的马路运煤向铁路大量转移（详见其次章2.4.3.）。

③2008年全省有煤炭矿井2598座，平均单井产量36万吨，30万吨以下矿井占80%以上，依据《山西省煤炭产业调整和振兴规划》，2010年矿井总数削减到1000处，单井年产量90万吨（达内蒙古目前的水平），到2015年矿井数量限制在800处左右，单井年产量120万吨（与澳大利亚平均460万吨仍有很大差距）。

集约化经营后，年产120万吨以上矿井的产量将会达到总产量的80%以上，这些矿井多将修建专用铁路，为煤炭运输干脆向铁路转移创建条件；④随着经济社会的发展和小康建设进程的加快，小客车将更多地进入家庭；⑤以旅游业为新的支柱产业，将促进马路客运的快速增长；⑥依据山西实际和国家能源平安战略，山西的煤炭产业将走集约、内涵、高效和绿色发展的道路，从煤炭大省向煤炭强省转型。

依据上述分析，在拟建项目的预料期末，交通组成将会发生较大的改变，大型车的混入率会有所降低，所以Pi值拟取为0.34。

Ei大中型车折算成小客车的车辆换算系数，依据《标准》规定，中型货车和大客车取1.5，大型货车取2.0，拖挂车取3.0。

《马路路途设计规范》表3.2.2规定，当交通量（自然数）为每小时每车道500～1000（Veh/hln）、行驶速度为80km/h时，中型车、大型车和拖挂车（含集装厢）的折算系数Ei分别为4、6和8，考虑本项目坡度、坡长均较为有利，交通量偏下因素，所以，按小一级交通量取值，分别为3、3和6，但与《标准》相比，差距仍很大，所以暂按两者的平均值计算，即折算系数分别按2.25、2.50和4.5计算。

考虑到Pi值的改变，也会影响综合性的Ei的取值。

如依据PHV=0.34，以中型、大型货车各占0.10和0.09，大客车占0.12和拖挂车占0.03计算，其平均EHV=[（0.10+0.12）2.25+0.092.5+0.034.5]0.34=2.51。

依据PHV=0.34，EHV=2.51取值，代入式4-3，求得FHV=1/1+0.34（2.51-1）=0.661。

将上述各值代入式4-2，得到二级和三级服务水平常，一个车道的实际可能交通量为：

Cr2=20000.61.01.000.661=793（二级服务水平）。

Cr3=20000.751.01.000.661=992（三级服务水平）。

各路段各特征年按实际通行实力计算的单向车道数计算：

N=DDHV/Cr（式4-4）按式4-4计算二级服务水平常各路段各特征年度须要的单向车道数（N）见表4-1。

由表4-1可知，拟建项目各路段交通量较为平衡（最大与最小路段交通之比为1.021:1，最大值与全线平均值比为1.01:1），所需车道数基本相同，当设计速度为80km/h，二级服务水平常按实际通行实力计算，2033年以前单向车道数均小于2。

经综合分析论证，拟建高速马路以采纳双向四车道较为相宜。

4.1.55通行实力和服务水平分析1、高速马路服务水平分级马路通行实力的分析计算，离不开交通运行质量，所以，通行实力的分析计算必需与服务水平的分析计算一起进行。

服务水平是指交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的质量程度。

亦即马路在某种交通条件下所供应运行服务的质量水平。

高速马路基本路段服务水平分级关键性参数是最大交通密度（pcu/km/ln，即每个车道分布在每公里上的车辆数）；《马路工程技术标准》依据交通流按运行质量分别处于自由流、稳定流、饱和流和强制流状态将服务水平分为四级。

高速马路各种设计速度的基本路段在志向条件下各级服务水平的平均行程速度、V/C比以及最大服务交通量分级指标见表4-2。

高速马路服务水平分级表4-2服务水平密度（pcu/km/ln）设计速度（km/h）12010080速度（km/h）V/C最大服务交通量（pcu/h/ln）速度（km/h）V/C最大服务交通量（pcu/h/ln）速度（km/h）V/C最大服务交通量（pcu/h/ln）一71090.34750920.316500740.25500二18900.741600790.671400660.601200三25780.881950710.861800600.751500四45＞4548＜48接近1.0＞1.0＜22000～220047＜47接近1.0＞1.0＜21000～210045＜45接近1.0＞1.0＜20000～2000注：

CV/C是在志向条件下，最大服务交通量与基本通行实力之比，基本通行实力是四级服务水平上半部的最大交通量。

2、服务实力计算（1）一个车道基本通行实力和设计最大服务交通量如上表附注所述，一个车道的基本通行实力是在志向条件下，四级服务水平上半部的最大服务交通量。

对于80km/h设计速度的本项目，Cb值为2000pcu/（hln）、当二级服务水平常最大服务交通量为1200pcu/（hln）。

（2）按基本通行实力计算的四车道高速马路的最大可能适应（服务）交通量为：

AADT=CbN/KD=20002/0.520.1=76923（pcu/d）（3）按二级服务水平设计通行实力计算的四车道高速马路的最大服务交通量为：

AADT=12002/0.520.1=46154（pcu/d）3、服务水平分析按表4-2所示，高速马路服务水平分级的指标有车流密度、行驶速度、V/C值、最大服务交通量等四项，而且以车流密度及V/C值为主。

因为最大服务交通量已在V/C值中反映，所以下面依次从车流密度、行驶速度和V/C三个方面进行服务水平分析：

（1）车流密度分析由于高速马路车流密度的分析尚无设计细则，所以，暂按交通部在北京、广东、四川、河北、河南、辽宁和新疆等省（区、市）52个高速马路观测路段的调查数据所绘制为流量一密度散点图（见《马路路途设计规范》P97图3-2），进行粗略的分析：

该图显示，当流量为1200pcu/h时，车流密度约为18（pcu/km）。

由于本项目的预料期末最大段落的交通量28782（pcu/d），只相当于二级服务水平设计通行实力最大服务交通量46154（pcu/d）的62.4%，即约748pcu/h，由此推断，其每公里的行驶车辆（车流密度约为11.2pcu/km），所以符合表4-2二级服务水平常要求18的规定。

（2）实际行驶速度分析《马路路途设计规范》第3.2.1条，依据车道与路侧条件对设计速度的影响，提出了在二级服务水平状态下，计算实际行驶速度（VR）的计算公式及相关的修正值，详细规定为：

VR=VD+△VW+△VN式中：

VD设计速度（km/h）△VW车道宽度和路侧宽度对设计速度的修正值。

对于本项目车道宽度3.75m，左侧路缘带0.50m，右侧路肩3.25m，据表3.2.1-2，其修正值分别为0、-1和0；△VN车道数对设计速度的修正值，本项目为单向2车道，据表3.2.1-3其修正值为-8.0。

由此得本项目二级服务水平的实际行驶速度为：

VR=80+0-1+0-8=71（km/h），所以满意表4-2要求的80km/h设计速度，二级服务水平常速度66（km/h）的规定。

（3）V/C值计算与分析V/C值是在理相条件下，须要的最大服务交通量与基本通行实力（志向条件下的最大服务交通量）之比。

如上所得本项目的四车道高速马路最大可能服务的交通量为76923pcu/d，将其与各路段各特征年的预料交通量（即需服务的交通量相比），即求得其相应的V/C值及达到的服务水平见表4-3。

由4-3可知，本项目在2020年前可达一级服务水平，2020～2033年可达二级服务水平。

如前所述，假如考虑车型及大型车混入等因素，将会使实际服务水平有所降低。

（4）依据车流密度，行驶速度，V/C值的分析，说明本项目到预料期末的服务水平可以达到二级要求。

44..22拟建项目采纳的主要技术指标44..22..11拟建项目采纳的主要技术指标见表44--44。

拟建项目采纳技术指标表表4-4序号指标名称单位标准值备注1设计速度公里/小时802行车道宽度m223.753建筑限界整体式路基m24.50分别式路基m12.25左侧硬路肩m0.75分别式路基右侧硬路肩m2.50含路缘带0.50土路肩m0.75中间带m3.0含路缘带20.5桥面净宽侧-m双-11.00隧道净宽净高侧-m双-10.255.04圆曲线最小半径一般值m400