5第五章 道路通行能力分析

1、,,,第五章 道路通行能力分析,,,交通工程總論,1,授課教師：郵箱：電話：,,,,Contents,目錄,,,,,2,,,通行能力概述,3,,目的：是求得在不同運(yùn)行質(zhì)量情況下1h所能通行的最大交通量，亦即可求得在指定的交通運(yùn)行質(zhì)量條件下所能承擔(dān)交通的能力。1. 種類基本通行能力：是指公路組成部分在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該組成部分一條車道或一車行道的均勻段上或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，1h所能通過(guò)的最大標(biāo)準(zhǔn)車輛

2、數(shù)。可能通行能力：指一已知公路的一組成部分在實(shí)際或預(yù)測(cè)的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，該組成部分一條車道或一車行道對(duì)上述諸條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，1h所能通過(guò)的最大車輛數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)車或?qū)嶋H車） 。設(shè)計(jì)通行能力：指一設(shè)計(jì)中的公路的一組成部分在預(yù)測(cè)的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，該組成部分一條車道或一車行道對(duì)上述諸條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，在所選用的設(shè)計(jì)服務(wù)水平下，1h所能通過(guò)的最大車輛數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)車或?qū)?/p>

3、際車）。,,,通行能力概述,4,,2. 計(jì)算通行能力的時(shí)間單位、交通量和交通流率 由于時(shí)間單位愈大，交通不均勻性亦愈大，就愈不能很好反應(yīng)交通量與運(yùn)行質(zhì)量之間的關(guān)系。因此，通常是以小時(shí)為單位來(lái)計(jì)算通行能力和設(shè)計(jì)交通量。我國(guó)現(xiàn)階段仍用小時(shí)交通量而不用交通流率。3. 理想條件(1) 道路條件：是指公路的幾何特征（車道數(shù)、車道、路肩、中央帶等的寬度，側(cè)向凈寬，設(shè)計(jì)速度及平、縱線形和視距等）。(2) 交通條件：是指交通特征（交通流中

4、的交通組成、交通量、不同車道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）。(3) 控制條件：是指交通控制設(shè)施的形式及特定設(shè)計(jì)和交通規(guī)劃。(4) 環(huán)境條件：指橫向干擾程度以及交通秩序等。,,,通行能力概述,5,,4. 車輛換算系數(shù)和換算交通量(1) 車輛換算系數(shù) 在分析計(jì)算通行能力和服務(wù)水平時(shí)，需要將標(biāo)準(zhǔn)汽車交通量與實(shí)際或預(yù)測(cè)的交通組成中各類車輛交通量進(jìn)行換算，需要用到車輛換算系數(shù)。此系數(shù)的定義是：在通行能力方面某類車輛一輛等于

5、標(biāo)準(zhǔn)車輛的輛數(shù)。(2) 換算交通量 也稱為當(dāng)量交通量。是將總交通量中各類車輛交通量換算成標(biāo)準(zhǔn)車型交通量之和。式中：Ve－當(dāng)量交通量； V－未經(jīng)換算的總交通量； Pi－第i類車交通量占總交通量的百分比； Ei－第i類車的車輛換算系數(shù)。,,,通行能力概述,6,,5. 影響通行能力的主要因素及其對(duì)通行能力的修正系數(shù)6. 需分別進(jìn)行通行能力和服務(wù)水平分析的公路組

6、成部分 (1) 高速公路（控制進(jìn)入）的基本路段； (2) 不控制進(jìn)入的汽車多車道公路路段； (3) 不控制進(jìn)入的汽車雙車道公路路段； (4) 混合交通雙車道公路路段； (5) 匝道，包括匝道－主線連接部分； (6) 交織區(qū)； (7) 信號(hào)控制的平面交叉； (8) 市區(qū)及近郊干線道路。,,,公路服務(wù)水平概述,7,,1. 公路服務(wù)水平：是交通流中車輛運(yùn)行的以及駕駛員和乘客所感受

7、的質(zhì)量量度。亦即公路在某種交通條件下所提供運(yùn)行服務(wù)的質(zhì)量水平。2. 公路服務(wù)水平的分級(jí)及各級(jí)服務(wù)水平的運(yùn)行質(zhì)量描述六級(jí)服務(wù)水平（美國(guó)）A級(jí)：交通量很小，交通為自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他車輛的影響，有非常高的自由度來(lái)選擇所期望的速度和進(jìn)行駕駛，為駕駛員和乘客提供的舒適便利程度極高。B級(jí)：交通量較前增加，交通在穩(wěn)定流范圍內(nèi)的較好部分。在交通流中，開(kāi)始易受其他車輛的影響，選擇速度的自由度相對(duì)來(lái)說(shuō)還不受影響，但駕駛自由度比

8、服務(wù)水平A稍有下降。由于其他車輛開(kāi)始對(duì)少數(shù)駕駛員的駕駛行為產(chǎn)生影響，因此所提供的舒適和便利程度較服務(wù)水平A低一些。,,,公路服務(wù)水平概述,8,,C級(jí)：交通量大于服務(wù)水平B，交通處在穩(wěn)定流范圍的中間部分，但車輛間的相互影響變得大起來(lái)，選擇速度受到其他車輛的影響，駕駛時(shí)需相當(dāng)留心部分其他車輛，舒適和便利程度有明顯下降。D級(jí)：交通量又增大，交通處在穩(wěn)定交通流范圍的較差部分。速度和駕駛自由度受到嚴(yán)格約束，舒適和便利程度低下。當(dāng)接近這一服務(wù)水平

9、下限時(shí)，交通量有少量增加就會(huì)在運(yùn)行方面出現(xiàn)問(wèn)題。E級(jí)：此服務(wù)水平的交通常處于不穩(wěn)定流范圍，接近或達(dá)到水平最大交通量時(shí)，交通量有小的增加，或交通流內(nèi)部有小的擾動(dòng)就將產(chǎn)生大的運(yùn)行問(wèn)題，甚至發(fā)生交通中斷。此水平內(nèi)所有車速降到一個(gè)低的但相對(duì)均勻的值，駕駛自由度極低，舒適和便利程度也非常低，駕駛員受到的挫折通常是大的。此服務(wù)水平下限時(shí)的最大交通量即為基本通行能力（理想條件下）或可能通行能力（具體公路）。F級(jí)：交通處于強(qiáng)制狀態(tài)，車輛經(jīng)常排成隊(duì)，

10、跟著前面的車輛停停走走，極不穩(wěn)定。在此服務(wù)水平中，交通量與速度同時(shí)由大變小，直到零為止，而交通密度則隨交通量的減少而增大。,,,公路服務(wù)水平概述,9,,我國(guó)公路服務(wù)水平現(xiàn)分為四級(jí)： 一級(jí)相當(dāng)于美國(guó)的A、B兩級(jí)； 二、三級(jí)分別相當(dāng)于美國(guó)的C級(jí)及D級(jí)； 四級(jí)相當(dāng)于美國(guó)的E、F兩級(jí)。,,,公路服務(wù)水平概述,10,,我國(guó)公路服務(wù)水平現(xiàn)分為四級(jí)： 一級(jí)相當(dāng)于美國(guó)的A、B兩級(jí)； 二、三級(jí)分別相當(dāng)于美國(guó)的C級(jí)及

11、D級(jí)； 四級(jí)相當(dāng)于美國(guó)的E、F兩級(jí)。,,,公路服務(wù)水平概述,11,,3. 最大服務(wù)交通量 每一服務(wù)水平有其服務(wù)質(zhì)量的范圍。4. 公路設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平等級(jí) 高速公路基本路段、匝道－主線連接處、交織區(qū)均采用二級(jí)服務(wù)水平。 不控制進(jìn)入的汽車多車道公路路段在平原微丘的地區(qū)采用二級(jí)服務(wù)水平，在重丘山嶺地形及在近郊采用三級(jí)服務(wù)水平。 不控制進(jìn)入的汽車雙車道公路路段采用三級(jí)服務(wù)水平。

12、 混合交通雙車道公路段采用三級(jí)服務(wù)水平。,,,道路通行能力和服務(wù)水平的作用,12,,用于道路設(shè)計(jì)用于道路規(guī)劃用于道路交通管理,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務(wù)水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,13,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,,,道路通行能力概述,14,,1.基本概念：道路通行能力：道路

13、能夠疏導(dǎo)或處理交通流的能力——道路上某一點(diǎn)某一車道或某一斷面處，單位時(shí)間內(nèi)可能通過(guò)的最大交通實(shí)體數(shù)（車/人）。單位：輛/h,輛/d,輛/s，pcu/h等2.影響因素：道路條件交通條件管制條件其他條件,5.1,,,道路通行能力概述,15,,3.道路通行能力作用：1）確定新建道路等級(jí)、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線性幾何要素2）確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)措施3）作為鐵路、公路水運(yùn)空運(yùn)等各種方式的方案比選依據(jù)4）

14、根據(jù)某路段通行能力的估算，對(duì)路況及交通狀況分析，可以提出某一地段線形改善方案5）作為交通樞紐的規(guī)劃、設(shè)計(jì)改建及交通設(shè)施配置的依據(jù)6）作為城市街道網(wǎng)規(guī)劃、公路網(wǎng)設(shè)計(jì)和方案比選的依據(jù)7）作為交通管理、運(yùn)營(yíng)、行車組織及監(jiān)控方式確定或方案選擇的依據(jù),5.1,,,道路通行能力概述,16,,4.道路通行能力的類別：①路段通行能力②有橫向干擾條件下，時(shí)通時(shí)斷、不連續(xù)車流的通行能力（有平交口的城市道路）③合流、分流或交叉運(yùn)行狀態(tài)下的通行能

15、力（匝道、收費(fèi)口、附近連接段等）④交織運(yùn)行狀態(tài)下的通行能力（立體交叉的各類匝道、常規(guī)環(huán)道）,5.1,,,道路服務(wù)水平概述,17,,1.服務(wù)水平概念：服務(wù)水平是指道路使用者從道路狀況、交通與管制條件、道路環(huán)境等方面所能得到的實(shí)際效果與服務(wù)程度。按下列指標(biāo)劃分：1）行車速度與運(yùn)行時(shí)間2）車輛行駛時(shí)的自由程度3）交通受阻或者受干擾的程度4）行車的安全性（事故率和經(jīng)濟(jì)損失）5）行車的舒適性和乘客的滿意程度6）最大密度，每車

16、道每公里范圍內(nèi)車輛的最大密度。7）經(jīng)濟(jì)性（行駛費(fèi)用）,5.1,,,道路服務(wù)水平概述,18,,2.道路服務(wù)水平分級(jí)表 5-1 5-2 5-3,5.1,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務(wù)水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,19,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,,,引言,20,,5.2,1.高速公

17、路：是有中央分隔帶，上下行每個(gè)方向至少有兩車道，全部立體交叉，完全控制出入的公路。組成(1) 高速公路基本路段；(2) 交織區(qū)；(3) 匝道，其中包括匝道－主線連接處及匝道－橫交公路連接處。2. 高速公路基本路段：是指主線上不受匝道附近車輛匯合、分離以及交織運(yùn)行影響的路段部分（如圖）。理想條件(1) 3.75m≤ 車道寬度≤ 4.50m；(2) 側(cè)向凈寬≥ 1.75m；(3) 車流中全部為小客車；(4) 駕駛員均為經(jīng)

18、常行駛高速公路且技術(shù)熟練遵守交通法規(guī)者。,,,引言,21,,5.2,,,基本通行能力,22,,5.2,,,,基本通行能力,23,,5.2,,,,基本通行能力,24,,5.2,,,,實(shí)際通行能力,25,,5.2,,,,高速公路基本路段服務(wù)水平,26,,5.2,,,高速公路基本路段通行能力,27,,5.2,,,,,高速公路基本路段通行能力,28,,5.2,2. 單向車行道的設(shè)計(jì)通行能力式中：CD－單向車行道設(shè)計(jì)通行能力，即在具體條件下，

19、采用i級(jí)服務(wù)水平時(shí)所能通行的最大交通量(veh/h)； N－單向車行道的車道數(shù)； fW－車道寬度和側(cè)向凈寬對(duì)通行能力的修正系數(shù)； fHV－大型車對(duì)通行能力的修正系數(shù)； fP－駕駛員條件對(duì)通行能力的修正系數(shù)。,,,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,29,,5.2,,,30,,5.2,1. 車道寬度及側(cè)向?qū)挾鹊男拚禂?shù)fW(上表)2.

20、 大型車的修正系數(shù)fHV式中：PHV－大型車交通量占總交通量的百分比； EHV－大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)。3. 駕駛員條件的修正系數(shù)fP 在1.00~0.90范圍內(nèi)取fP值。,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,,,高速公路基本路段通行能力及服務(wù)水平分析計(jì)算,31,,5.2,例 已知：一已有四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為100km/h，單向高峰小時(shí)交通量VP＝1800veh/h，

21、大型車占40%，車道寬3.50m，緊挨行車道兩邊均有障礙物，重丘地形。分析其服務(wù)水平，問(wèn)其達(dá)到可能通行能力之前還可增加多少交通量。實(shí)地觀測(cè)的平均速度為56km/h。解 為求服務(wù)水平要計(jì)算V/C：(1) 查表（5-2、5-4）得諸修正系數(shù) fW＝0.79，EHV＝2.5， fHV=1/[1+0.40×(2.5-1)]=0.625, fP=1.0(2) 計(jì)算V/C,,,高速公路基本路段通行

22、能力及服務(wù)水平分析計(jì)算,32,,5.2,(3) 該公路服務(wù)水平屬四級(jí)上半段(4) 求算達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量 行車道的可能通行能力 達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量V： V＝1975-1800＝175veh/h(5) 求理想條件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出為0.91。查圖5-1、2得平均行程速度為63km/h，平均交通密度為30pcu/(km

23、83;ln),觀測(cè)到的速度56km/h小于理想條件下的速度63km/h，這由于有大型車及非平原的重丘地形所致。,,,幾個(gè)要點(diǎn),33,,5.2,通行能力分析的作用：規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行分析道路設(shè)施不同導(dǎo)致影響通行能力的制約要素存在差異，通行能力分析機(jī)理、方法、指標(biāo)各不相同對(duì)通行能力概念的理解關(guān)鍵要把握住究竟是哪些因素在限制交通量通行能力分析的一般方法：,,,幾個(gè)要點(diǎn),34,,5.2,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服

24、務(wù)水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,35,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,交織區(qū)概述,,,36,,5.3,1. 交織運(yùn)行的定義及分類(1) 交織運(yùn)行的定義 兩個(gè)或更多交通流沿公路相當(dāng)長(zhǎng)路段運(yùn)行的總方向相同且在沒(méi)有交通控制設(shè)施的情況的情況下，相交而過(guò)的運(yùn)行稱交織運(yùn)行。(2) 交織區(qū)的分類交織區(qū)分簡(jiǎn)單交織區(qū)和多重交織區(qū)兩類

25、。2. 交織區(qū)長(zhǎng)度3. 簡(jiǎn)單交織區(qū)構(gòu)造型式,,,交織區(qū),37,,5.3,概 述,,,38,,5.3,概 述,,,39,,5.3,概 述,,,40,,5.3,概 述,,,41,,5.3,4. 交織寬度和交織運(yùn)行形式(1) 交織寬度交織寬度由交織區(qū)段的車道數(shù)來(lái)量度。(2) 交織運(yùn)行形式交織運(yùn)行分約束及非約束運(yùn)行兩種形式。影響交織區(qū)交織運(yùn)行的參數(shù)表,影響交織區(qū)交織運(yùn)行的參數(shù)表,,,42,,5.3,交織運(yùn)行形式的確定,,,43,,

26、5.3,1. 交織車輛運(yùn)行速度(Sw)和非交織車輛運(yùn)行速度(Snw)的計(jì)算(1) 平均行駛速度Sw和Snw的計(jì)算：式中：a、b、c、d均為常數(shù)，其值見(jiàn)下表。,交織運(yùn)行形式的確定,,,44,,5.3,交織運(yùn)行形式的確定,,,45,,5.3,三種形式的特點(diǎn)： 型式A路段中能被交織車輛作用的最大車道是最受限制的。一般交織車輛將它們限制在鄰接路拱線兩車道之中來(lái)進(jìn)行交織運(yùn)行，但非車輛也將留一些在這兩車道中，故不論有用的車道

27、數(shù)是多少，交織車輛一般最多用到1.4車道。 型式B路段對(duì)交織車輛作用車道方面沒(méi)有大的約束。由于交織車輛使用“貫行”交織車道以及緊挨其的兩個(gè)車道，以及部分使用外側(cè)車道，故交織車輛可以占據(jù)多至3.5車道。當(dāng)交織交通量占總交通量的大部分時(shí)，這種型式的構(gòu)造型式最為有效。,交織運(yùn)行形式的確定,,,46,,5.3,型式C路段亦有一“貫行”的交織車道。但由于有一交織流需要兩條或兩條以上的車道變換，就約束了交織車輛去使用路段的外側(cè)車道，因

28、此交織車輛能用的車道數(shù)不大于3.0。有一例外就是雙側(cè)構(gòu)造，其中高速公路的所車道都有“貫行”交織車道，故交織車輛可使用全部車道而不受限制。 型式A路段當(dāng)路段長(zhǎng)度增加時(shí)，交織車速變得很高，交織車輛為了保持這樣的車速而需要更多的車道，因此，當(dāng)路段長(zhǎng)度增加時(shí)，型式A路段更易發(fā)生約束運(yùn)行，型式B和型式C路段與此相反，增加路段長(zhǎng)度對(duì)交織車速的影響較型式A路段上小（因?yàn)樾褪紹和型式C路段上交通車輛和非交織車輛的混合行駛），就不易發(fā)生約束

29、運(yùn)行。,交織區(qū)段運(yùn)行參數(shù),,,47,,5.3,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,48,,5.3,交織區(qū)衡量服務(wù)水平及劃分水平級(jí)別的關(guān)鍵性參數(shù)是交織車輛的平均行駛速度和非交織車輛的行駛速度，如表。 通常設(shè)計(jì)時(shí)采用二級(jí)服務(wù)水平。當(dāng)需要采取改進(jìn)措施而有困難不得已時(shí)可降低一級(jí)采用三級(jí)服務(wù)水平。當(dāng)交織流和非交織流中一個(gè)或兩者均低于設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平等級(jí)時(shí)，就需采取改進(jìn)措施，改進(jìn)措施之一是改變交織構(gòu)造型式。,交織區(qū)段設(shè)計(jì)通行能力,,,49,,5.

30、3,交織區(qū)設(shè)計(jì)通行能力分析計(jì)算方法如下： 1．給出交織構(gòu)造型式及N、L和交通量各值。 2．根據(jù)所采用的服務(wù)水平級(jí)別，從表5—10中查出最小平均交織行駛速度Sw及最小平均非交織行駛速度Snw。 3．從表5-7中查出非約束運(yùn)行所需之常數(shù)a、b、c、d各值，分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)于Sw及Snw的V值，取兩個(gè)V值中之小者。 4．從表5—8中取相應(yīng)于已給定構(gòu)造型式的Nw計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算，得到Nw后與表中已給出的該種型式

31、的Nwmax相比，以決定運(yùn)行是約束的還是非約束的。如果是非約束運(yùn)行，則第3步所得之V值即為交織區(qū)的設(shè)計(jì)通行能力，分析計(jì)算就此結(jié)束。如果是約束運(yùn)行，則取表5—8中對(duì)應(yīng)于已給定構(gòu)造型式的算式，此時(shí)取算式中之Nw等于表中相應(yīng)的Nwmax,即可算出Sw(型式A)或Snw—Sw(型式B或型式C)。再進(jìn)行第5步計(jì)算。,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,50,,5.3,5．對(duì)于構(gòu)造型式A，用第4步計(jì)算出之Sw代人式(5—6)，并用表5-7中相應(yīng)之非約束運(yùn)行的a、

32、b、c、d諸常數(shù)值算出V值，并與第3步中得之V值比較，取其中之小者為設(shè)計(jì)通行能力。計(jì)算就此結(jié)束。 對(duì)于構(gòu)造型式B或型式C，則用第2步之Sw值，并根據(jù)第4步算出之(Snw—Sw)值算出Snw值。用此Snw值代人式(5—6)并用表5-7中相應(yīng)之非約束運(yùn)行的a、b、c、d諸常數(shù)算出V值，此V值即為設(shè)計(jì)通行能力。分析計(jì)算就此結(jié)束。 例5—2 對(duì)已有的一匝道一交織段作運(yùn)行質(zhì)量分析。 已知：交織段及其交通量示于下圖，車道寬3.7

33、5m，平原地形，兩側(cè)在1.75m內(nèi)無(wú)側(cè)障礙物，主線及匝道交通量中均有30%的大型車。問(wèn)這交織在什么服務(wù)水平下運(yùn)行?,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,51,,5.3,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,52,,5.3,解 ①道路及交通條件如上述及圖所示，這是構(gòu)造型式A的簡(jiǎn)單交織段。 ②將交通量換算成理想條件下的小客車交通量。仍用基本路段一節(jié)中所述之fw、fHV及fp的計(jì)算法及EHV值。 根據(jù)已知條件，fw=1.00，fp=1.0，EHV=

34、1.7，得： fHV=1/[1+PHV(EHV-1 )]=1/[1+0.3×(1.7-1)] =0.83換算后， Vw1=480/[fw·fHV·fp]=480/[1.00×0.83×1.0]=578pcu/h Vw2=250/[1.00×0.83×1.0]=301pcu/h Vw= Vw1+ Vw2=

35、578+301=879puc/h Vnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,53,,5.3,③作交織圖及列出計(jì)算所需之參數(shù)。交織圖見(jiàn)上圖。參數(shù)如下： VR=Vw/V=879/4614=0.191 R=Vw2/Vw=301/

36、879=0.342 L=300m④計(jì)算非約束情況下的交織車速Sw及非交織車速Snw。非約束情況下型式A的常數(shù)值如下：計(jì)算得到：Sw=69.4km/h， Snw=81.9km/h,交織區(qū)段服務(wù)水平,,,54,,5.3,⑤利用非約束情況下的Sw及Snw求算交織車輛為達(dá)到非約束運(yùn)行所需之車道數(shù)Nw。利用構(gòu)造型式A式，計(jì)算得到 查表（5-8）型式A可被交織車輛使用之最大車道數(shù)Nwmax=1.

37、4，現(xiàn)Nw<Nwmax，故是非約束運(yùn)行，步驟④中計(jì)算所得之Sw及Snw可用于分析。⑥核查交織區(qū)段諸 限制值。 Vw<1800， V/N<1900， VR<0.35， R<0.5，L<610m。均未超過(guò)限制值。⑦確定服務(wù)水平。 查表（5-10），交織車輛的運(yùn)行屬于三級(jí)服務(wù)水平，非交織車輛的運(yùn)行屬于二級(jí)服務(wù)水平。,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務(wù)水平,5.2

38、 道路路段通行能力,,,,,55,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,匝道的形式、類型與基本參數(shù),,,56,,5.3,匝道指起連系作用的一種特殊路段，多位于立交及封閉公路進(jìn)出口。匝道的作用是聯(lián)系位于不同高程上的主線與交叉線，便于各沖突方向的車流順利通行。匝道（一般形式）有一個(gè)入口、一個(gè)出口，長(zhǎng)度較短，線形變化比較大，有的縱坡也較大。 就

39、匝道的設(shè)計(jì)目的及功能而言，無(wú)非是使進(jìn)入立體交叉的車輛能完成左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。因此匝道有左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)兩種最常用形式。由于具體條件的限制，左轉(zhuǎn)匝道又常采用一些特殊形式。因此匝道可分為兩大類：基本形式和特殊形式。 基本形式： 特殊形式（左轉(zhuǎn)匝道）： 定向匝道 右轉(zhuǎn)匝道 對(duì)角匝道 左轉(zhuǎn)匝道,右轉(zhuǎn)匝道,,,57,,5.3,車輛從交叉線的右側(cè)分流，直接從另一交叉線的右側(cè)進(jìn)入

40、。此種匝道的特點(diǎn)是，車輛右出右進(jìn)，方向明確，出入直接，線形順適，車輛需轉(zhuǎn)彎90度左右，匝道曲率半徑可采用較大值，所以車輛可獲得較高車速，且行程最短 。,左轉(zhuǎn)匝道,,,58,,5.3,車輛在駛過(guò)立交中另一交叉線后，從右側(cè)分流，右轉(zhuǎn)270度（左右）之后，再?gòu)牧硪唤徊婢€的右側(cè)進(jìn)入。此種匝道的特點(diǎn)是，車輛右進(jìn)右出，符合人們駕駛習(xí)慣，如果線形能合理設(shè)計(jì)，使曲率半徑適應(yīng)車速變化，車輛就可以行駛順適。但右轉(zhuǎn)270度使車輛行駛距離較長(zhǎng)，為了減少占地，設(shè)

41、計(jì)匝道曲率半徑一般較小，所以車速較低，其通行能力也較小,定向匝道,,,59,,5.3,左出左進(jìn)式：車輛在立交前從左側(cè)分流跨過(guò)對(duì)向車道，從左側(cè)進(jìn)入交叉線。此種形式線形簡(jiǎn)潔，車輛行駛距離短，曲線半徑較大，適應(yīng)較高車速。而且定向匝道幾乎和右轉(zhuǎn)匝道并行，布線緊湊，占地相對(duì)較少。右出右進(jìn)式：交叉線右側(cè)分流，再?gòu)挠覀?cè)進(jìn)入。此種形式符合駕駛員的習(xí)慣，但橋跨結(jié)構(gòu)物較多，線形變化大且曲線半徑小，對(duì)車速有一定限制 。,自由流速度,,,60,,5.3,——

42、FV：自由流速度（公里/小時(shí)） ——FV0：根據(jù)匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算出來(lái)的行車速度（公里/小時(shí)） ——FFVW：行車道寬度修正系數(shù)（公里/小時(shí)） ——FFVV：匝道視距修正系數(shù)（公里/小時(shí)） ——FFVSL：縱坡修正系數(shù)（公里/小時(shí)） ——FFVUD：駛?cè)氲缆沸拚禂?shù)（公里/小時(shí)） ，高速公路+5km/h，一級(jí)公路+3km/h，其他公路為0——FFVS：分隔帶修正系數(shù)（對(duì)雙向匝道，是否有分隔帶） 有分隔帶為1，無(wú)分隔帶為0.9,

43、自由流速度,,,61,,5.3,2）基本自由流速度：R：匝道最小曲率半徑（米）； i：匝道平曲線內(nèi)最大超高橫坡度；μ：最大橫向力系數(shù)（取值在0.05—0.20之間， 建議采用0.12）。,自由流速度,,,62,,5.3,,匝道服務(wù)水平,,,63,,5.3,一級(jí)服務(wù)水平：代表不受限制或受限較小的交通流，車流密度很小，車輛在通暢的條件下行駛，不存在或有較少的相互干擾，車流狀態(tài)基本為自由通暢，車輛以近于自由流速的速度行駛； 二級(jí)服

44、務(wù)水平：隨著交通量的增大，汽車成隊(duì)行駛，但相互間的車頭時(shí)距比較大，車流狀態(tài)為部分連續(xù)，但排隊(duì)比率較小，車輛行駛速度仍很快，匝道上車輛對(duì)加減速車道及高速公路主線上的交通運(yùn)行基本無(wú)影響；,匝道服務(wù)水平,,,64,,5.3,三級(jí)服務(wù)水平：基本上處于平穩(wěn)狀態(tài)，但已接近流量上的小變化導(dǎo)致運(yùn)行質(zhì)量的巨變的邊緣，車輛間的車頭時(shí)距進(jìn)一步減小，如果車隊(duì)中有慢車，后繼車輛會(huì)受很大影響。車流狀態(tài)為連續(xù)不斷，車輛行駛速度明顯下降，匝道上車輛對(duì)加減速車道及高速公

45、路主線上的交通運(yùn)行有一定的影響； 四級(jí)服務(wù)水平：車輛行駛速度進(jìn)一步降低，排隊(duì)長(zhǎng)度超出了匝道的范圍，交通量接近或達(dá)到通行能力。流量小的變化將嚴(yán)重影響整個(gè)匝道的運(yùn)行質(zhì)量，相互間車頭時(shí)距處于連續(xù)流的臨界值，車流狀態(tài)為飽和，匝道上車輛對(duì)加減速車道及高速公路主線上的交通運(yùn)行有較大的影響，主線上行車速度有較大降低 。,匝道服務(wù)水平,,,65,,5.3,服務(wù)水平－飽和度（V/C）,匝道通行能力計(jì)算,,,66,,5.3,其中：C實(shí)際：匝道單車道的實(shí)

46、際通行能力（pcu/h）CB：基本通行能力（pcu/h）（表5-34）CW：匝道斷面總寬度修正系數(shù)（查表5-35）fHV：大車混入率修正系數(shù)（表5-32）,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務(wù)水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,67,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,68,,

47、5.4,高速公路互通立體交叉匝道組成部分 匝道由以下三個(gè)部分組成： (1)匝道與高速公路連接處(或稱匝道—主線連接處)； (2)匝道車行道； (3)匝道與橫交公路連接處。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,69,,5.4,高速公路互通立體交叉匝道組成部分 匝道由以下三個(gè)部分組成： (1)匝道與高速公路連接處(或稱匝道—主線連接處)； (2)匝道車行道； (3)匝道與橫交公路

48、連接處。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,70,,5.4,2．設(shè)計(jì)要求及運(yùn)行特征 (1)設(shè)計(jì)要求 通常要將匝道與主線連接處設(shè)計(jì)成為車輛能以高速匯人或分離，但對(duì)相鄰接的高速公路過(guò)境交通流的干擾降至最小程度的幾何構(gòu)造。匝道車行道在不同地點(diǎn)也會(huì)相差很多，匝道車道數(shù)有變化，通常是單車道或兩車道的差別；在匝道長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)速度，平、縱線形方面都可能有變化。但匝道車行道的變化很少引起運(yùn)行發(fā)生困難，除非在其上發(fā)生交通事件可能引起交通騷

49、亂甚至中斷。匝道與支線連接處要設(shè)計(jì)成使從主線駛來(lái)的車輛能順利匯人該連接處，這種連接處一般設(shè)計(jì)成平面交叉。 對(duì)于匝道與主線連接處的設(shè)計(jì)要強(qiáng)調(diào)交通安全。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,71,,5.4,2．設(shè)計(jì)要求及運(yùn)行特征(2)運(yùn)行特征 在匯人區(qū)中，從駛?cè)朐训纴?lái)的車輛試著去找到鄰接的主線車道上交通流中可用的空隙以便匯人。由于絕大部分匝道在主線右邊，因此主線上右邊第1車道(也叫路肩車道)是主線車道中最直接受影響者。在匯人

50、區(qū)中，匯人的車流與過(guò)境車流之間是相互影響的，而駛?cè)朐训郎蟻?lái)的車流對(duì)整個(gè)運(yùn)行具有相當(dāng)影響。在駛出匝道上，基本是車輛從過(guò)境交通中分離出來(lái)的車輛必須先到與匝道相鄰的車道1上來(lái)。因此就使得其他駕駛員們?cè)谲囆械乐g調(diào)整車輛的分布百分率。在有雙車道匝道的地方，車輛分離的影響會(huì)擴(kuò)大到高速公路若干車道上。,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,,,72,,5.4,2．在匝道與主線連接處需要分析計(jì)算的三個(gè)關(guān)鍵交通量 (1)匯合交通量Vm，用于駛?cè)朐训?，它是相互匯

51、合的車流交通量之和(veh／h)； (2)分離交通量Vd，用于駛出匝道，它是即將進(jìn)行分岔的交通流的交通量(veh／h)； (3)主線交通量Vf，用于任何匯合或分離點(diǎn)，它是匝道與主線連接處最大的主線單向交通量，即駛?cè)朐训老掠位蝰偝鲈训郎嫌沃骶€單向行車道的交通量(veh／h)。,,,73,,5.4,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,以上三個(gè)交通量是匝道與主線連接處的三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)交通量，見(jiàn)圖5—9。,,,74,,5.4,匝道與主線連接

52、處的運(yùn)行分析,3．服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn) 各級(jí)服務(wù)水平簡(jiǎn)要描述如下： Vm、Vd、Vf三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)處交通量的服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5－11,,,75,,5.4,一級(jí)服務(wù)水平，相當(dāng)于美國(guó)通行能力手冊(cè)(HCM)服務(wù)水平A和B。 服務(wù)水平A，是不受約束的運(yùn)行，匯人車輛和分離車輛對(duì)主線上的過(guò)境車流的影響很小。匯人時(shí)運(yùn)行流暢，在進(jìn)人過(guò)境交通流車輛間隙時(shí)僅需很小的車速調(diào)整。分離運(yùn)行時(shí)不會(huì)遇到多大擾動(dòng)。 服務(wù)水平B，匯人的車輛駛進(jìn)車道1過(guò)境車輛間

53、隙時(shí)需要稍許調(diào)整他們的車速。分離出來(lái)的車輛仍然沒(méi)有多大擾動(dòng)。主線上的過(guò)境車輛受到的影響不大，交通流—般是流暢和穩(wěn)定的。 二級(jí)服務(wù)水平，相當(dāng)于HCM中的服務(wù)水平C，仍然是穩(wěn)定流，但接近車流有小的變化就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行質(zhì)量的大范圍變化。車道I和駛?cè)朐训郎系能囕v都必須調(diào)整他們的速度以達(dá)到流暢的匯人，并且當(dāng)駛?cè)朐训郎系慕煌看髸r(shí)還會(huì)有小的車隊(duì)形成。在分離區(qū)車速也會(huì)有些降低。駛?cè)胲囕v和駛出車輛所引起的擾亂擴(kuò)展的范圍更大些，并且這種擾亂可能延伸到

54、與車道1相鄰的主線其他車道上去。高速公路總的交通速度和密度不會(huì)有大的變化。,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,,,76,,5.4,三級(jí)服務(wù)水平，相當(dāng)于HCM中的服務(wù)水平D，在此水平范圍內(nèi)難以達(dá)到流暢的匯人，不論要匯人的車輛還是車道1中的過(guò)境車輛都必須頻頻調(diào)整其車速以防止在匯人區(qū)內(nèi)發(fā)生沖突。分離區(qū)附近的車輛車速減低得更多，匯人和分離運(yùn)行所引起的擾亂將影響若干主線車道。在有大交通量的駛?cè)朐训郎?，匝道車?duì)可以變成對(duì)運(yùn)行具有破壞性的因素。 四

55、級(jí)服務(wù)水平，相當(dāng)于HCM中的服務(wù)水平E和F。 服務(wù)水平E，在此水平的下限交通量達(dá)到基本通行能力。在此水平匯人行為產(chǎn)生大的擾亂，但在主線上仍沒(méi)有形成明顯的車隊(duì)。在駛?cè)朐训郎蟿t會(huì)形成大的車從。分離運(yùn)行的車速大為降低，并且在分離區(qū)內(nèi)會(huì)形成一些車隊(duì)。所有車輛均受到擾亂的影響，主線上的過(guò)境車輛則企圖到靠近中央帶一側(cè)的諸車道上去行駛以躲開(kāi)擾亂。 服務(wù)水平F，所有匯人基本上都是停停行行的，在匝道上廣泛地形成車隊(duì)，車道1上的過(guò)境交通被破

56、壞。許多擾亂是由于過(guò)境車輛改變車道以避開(kāi)匯人區(qū)和分離區(qū)而產(chǎn)生的。在匝道端部附近(并且可能在高速公路上游若干距離內(nèi))會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的交通延誤，且情況變化的范圍很大，因?yàn)椴环€(wěn)定，就產(chǎn)生稍好的交通流和強(qiáng)制性交通流交替運(yùn)行狀態(tài)。,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,,,77,,5.4,4．車道1交通量V1(veh／h)的計(jì)算 車道1交通量Vl是緊挨匯合區(qū)或分離區(qū)上游右側(cè)數(shù)起第1車道的交通量。它是計(jì)算Vm和Vd的基礎(chǔ)。計(jì)

57、算V1有多種圖式，具體計(jì)算圖式見(jiàn)圖5—10至圖5—14。,,,78,5.4,,,79,5.4,,,80,5.4,,,81,5.4,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,,,82,,5.4,5. 匯合交通量Vm和分離交通量Vd的計(jì)算式Vm=V1+VrVd=V1式中：Vm－－匯合交通量(veh/h)； Vd－－分離交通量(veh/h)； V1－－車道1交通量(veh/h)； Vr

58、－－匝道交通量(veh/h)。,匝道與主線連接處的運(yùn)行分析,,,83,,5.4,6．車道1中的大型車交通量 大型車在車道1中的交通量占單向行車道上大型車總交通量的百分比與主線單向交通量的關(guān)系曲線見(jiàn)圖5－15。但這是據(jù)美國(guó)加利福尼亞州的資料作成的圖，我國(guó)一般大型車在總交通量中的百分比比美國(guó)的要大，因此，有條件時(shí)應(yīng)盡量用當(dāng)?shù)鼗蛭覈?guó)的這種曲線，只有在不得已情況下才參照?qǐng)D5－15中的曲線。在使用圖5－15過(guò)程中，如求得的車道1中的大型

59、車交通量大于或等于車道1交通量，則仍用已得的車道1交通量，不過(guò)其中全部為大型車。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,84,,5.4,1．分析計(jì)算的步驟 (1)建立匝道幾何構(gòu)造及交通量。 幾何構(gòu)造的建立(包括匝道的型式和位置)是計(jì)算交通量的基礎(chǔ)。交通量是指匝道上及匝道附近的交通量。在初步考慮時(shí)，與所分析的匝道相距在1800m以內(nèi)的相鄰匝道應(yīng)按對(duì)所分析的匝道有影響者來(lái)處理。在一單獨(dú)匝道的上、下游均有相鄰匝道時(shí)，常常成雙進(jìn)行分析。

60、對(duì)此，在諸計(jì)算圖式中有更詳細(xì)的數(shù)值來(lái)說(shuō)明什么情況下另一“相鄰”匝道是隔離的，對(duì)所分析的匝道沒(méi)有影響，什么情況下必須將相鄰匝道對(duì)所分析的匝道的影響考慮進(jìn)去。 (2)計(jì)算車道1交通量。 車道1交通量可用相應(yīng)計(jì)算圖式中的計(jì)算式計(jì)算或者用近似法估計(jì)。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,85,,5.4,(3)將所有交通量(veh／h)換算成每小時(shí)小客車交通量，在將車道1交通量換算為當(dāng)量小客車交通量之前必須確定車道1中的大型車百分率。

61、 (4)計(jì)算檢驗(yàn)點(diǎn)交通量Vm、Vd及Vf。 (5)確定各檢驗(yàn)點(diǎn)的服務(wù)水平。 對(duì)于一個(gè)分析過(guò)程來(lái)講，是用檢驗(yàn)點(diǎn)交通量Vm、Vd及Vf分別與服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)表中相應(yīng)的數(shù)字相比較以得到三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)處的服務(wù)水平等級(jí)。 許多情況下，匯合交通流、分離交通流和主線單向交通流在運(yùn)行質(zhì)量上是不平衡的。也就是說(shuō)三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)沒(méi)有相同的服務(wù)水平。在這種情況下，三者中服務(wù)水平最差者是控制因素，對(duì)其所求得的服務(wù)水平不能被接受的一種或幾種要素

62、要進(jìn)行改進(jìn)。最令人滿意的是匝道與主線連接處和高速公路整體在運(yùn)行上達(dá)到平衡。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,86,,5.4,例5—3 孤立匝道運(yùn)行質(zhì)量的分析計(jì)算。 (1)已知：圖5—16中的駛?cè)朐训涝谒?800m范圍內(nèi)無(wú)相鄰匝道，可以作為一孤立匝道，處于平原地形中，設(shè)計(jì)速度為120km／h，問(wèn)其運(yùn)行質(zhì)量在幾級(jí)服務(wù)水平之內(nèi)。 解 ①幾何構(gòu)造及交通量見(jiàn)圖5—16。駛?cè)朐训朗且还铝⒃训?，單?dú)進(jìn)行分析。,匝道與主線連接處服務(wù)水

63、平,,,87,,5.4,②計(jì)算車道1的交通量V1，查表5－12，孤立駛?cè)朐训?車道高速公路)用圖5－10中之計(jì)算式來(lái)求V1。 ③將所有以veh/h為單位的交通量轉(zhuǎn)換成理想條件下的以pcu/h為單位的交通量，見(jiàn)表5－12。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,88,,5.4,上表車道1中大型車百分比之求算：從圖5－15中查到， 四車道高速公路主線單向交通量為2000veh/h時(shí)，車道1中大型車占意向總大型車交通量之百分比為0.64，亦即在

64、車道1中大型車2000×0.50×0.64=640輛，640輛占車道1交通量779輛的百分比為640/779＝0.82。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,89,,5.4,匝道交通量410veh/h，其中40%為大型車，其fHV見(jiàn)表5－13。④計(jì)算檢驗(yàn)點(diǎn)交通量Vm及VfVm=V1+Vr=1227+554=1781pcu/hVf=Vf′+Vr=2699+554=3253pcu/h⑤確定服務(wù)水平。 從

65、表5－11對(duì)比出，Vf＝3253puc/h屬于三級(jí)服務(wù)水平，但靠近二、三級(jí)服務(wù)水平交界處。匯合交通量Vm=1781pcu/h屬于四級(jí)服務(wù)水平，靠近三、四級(jí)服務(wù)水平交界處。因此匯合交通量所處位置的服務(wù)水平最差，是控制因素，最好設(shè)法加以改進(jìn)，其措施之一是實(shí)行匝道調(diào)節(jié)。,匝道與主線連接處服務(wù)水平,,,90,,5.4,⑤確定服務(wù)水平。 從表5－11對(duì)比出，Vf＝3253puc/h屬于三級(jí)服務(wù)水平，但靠近二、三級(jí)服務(wù)水平交界處。匯合交通量

66、Vm=1781pcu/h屬于四級(jí)服務(wù)水平，靠近三、四級(jí)服務(wù)水平交界處。因此匯合交通量所處位置的服務(wù)水平最差，是控制因素，最好設(shè)法加以改進(jìn)，其措施之一是實(shí)行匝道調(diào)節(jié)。,匝道行車道的設(shè)計(jì)通行能力,,,91,,5.4,1．單車道匝道的設(shè)計(jì)通行能力 匝道設(shè)計(jì)速度≤50km／h時(shí)，為1200pcu/h； 匝道設(shè)計(jì)速度≥60km／h時(shí)，為1 500pcu/h.2．雙車道匝道的設(shè)計(jì)通行能力 雙車道匝道只有在駛?cè)牖蝰偝鲈训蓝瞬康能囕v能以兩

67、列駛?cè)牖蝰偝鲋骶€的情況下，才可采用單車道匝道設(shè)計(jì)通行能力的兩倍。 3．大型車對(duì)匝道通行能力的修正系數(shù)，fHV值見(jiàn)表5－13。,匝道行車道的設(shè)計(jì)通行能力,,,92,,5.4,4．設(shè)置雙車道匝道的注意事項(xiàng) (1)通常匝道與主線連接部分的匝道的設(shè)計(jì)通行能力與匝道行車道設(shè)計(jì)通行能力相比是較小的，匝道設(shè)計(jì)通行能力一般由匝道與主線連接處的設(shè)計(jì)通行能力所控制，故當(dāng)設(shè)計(jì)交通量要求采用雙車道匝道時(shí)就需慎重地進(jìn)行主線與匝道連接處三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)服務(wù)

68、水平的分析計(jì)算。 (2)雖然從通行能力的觀點(diǎn)來(lái)看設(shè)置一單車道匝道是足夠了，但如果具有下列條件之一者，通常亦要設(shè)置雙車道匝道： ①匝道長(zhǎng)度長(zhǎng)于300m，設(shè)置雙車道匝道以供車輛繞過(guò)停駐的車輛或超過(guò)慢行車輛； ②需要在匝道上儲(chǔ)存從具有控制性的匝道與橫交道路連接處延長(zhǎng)來(lái)的車隊(duì)； ③匝道處于一陡坡上或其幾何線形很差。 如果由于上列條件之一面設(shè)置雙車道匝道時(shí)，通常在匝道與主線連接處前就需要將匝道斜縮成單車