第五章 道路通行能力,51 概 述,一. 通行能力概述,目的：是求得在不同运行质量情况下1h所能通行的最交通量，亦即可求得在指定的交通运行质量条件下所能承担交通的能力。 1. 种类 基本通行能力：是指公路组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数。 可能通行能力：指一已知公路的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。 设计通行能力：指一设计中的公路的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，在所选用的设计服务水平下，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。,2. 计算通行能力的时间单位、交通量和交通流率 由于时间单位愈大，交通不均匀性亦愈大，就愈不能很好反应交通量与运行质量之间的关系。因此，通常是以小时为单位来计算通行能力和设计交通量。我国现阶段仍用小时交通量而不用交通流率。 3. 理想条件 (1) 道路条件：是指公路的几何特征（车道数、车道、路肩、中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等）。 (2) 交通条件：是指交通特征（交通流中的交通组成、交通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）。 (3) 控制条件：是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划。 (4) 环境条件：指横向干扰程度以及交通秩序等。,4. 车辆换算系数和换算交通量 (1) 车辆换算系数 在分析计算通行能力和服务水平时，需要将标准汽车交通量与实际或预测的交通组成中各类车辆交通量进行换算，需要用到车辆换算系数。此系数的定义是：在通行能力方面某类车辆一辆等于标准车辆的辆数。 (2) 换算交通量 也称为当量交通量。是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。 式中：Ve当量交通量； V未经换算的总交通量； Pi第i类车交通量占总交通量的百分比； Ei第i类车的车辆换算系数。,5. 影响通行能力的主要因素及其对通行能力的修正系数 6. 需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段； (2) 不控制进入的汽车多车道公路路段； (3) 不控制进入的汽车双车道公路路段； (4) 混合交通双车道公路路段； (5) 匝道，包括匝道主线连接部分； (6) 交织区； (7) 信号控制的平面交叉； (8) 市区及近郊干线道路。,二. 公路服务水平概述,1. 公路服务水平：是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的质量量度。亦即公路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。 2. 公路服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述 六级服务水平（美国） A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。 B级：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。,C级：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响变得大起来，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心部分其他车辆，舒适和便利程度有明显下降。 D级：交通量又增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。 E级：此服务水平的交通常处于不稳定流范围，接近或达到水平最大交通量时，交通量有小的增加，或交通流内部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。此水平内所有车速降到一个低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的挫折通常是大的。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。 F级：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。,我国公路服务水平现分为四级： 一级相当于美国的A、B两级； 二、三级分别相当于美国的C级及D级； 四级相当于美国的E、F两级。 3. 最大服务交通量 每一服务水平有其服务质量的范围。 4. 公路设计采用的服务水平等级 高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服务水平。 不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的地区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。 不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。 混合交通双车道公路段采用三级服务水平。,三. 道路通行能力和 服务水平的作用,用于道路设计 用于道路规划 用于道路交通管理,52 高速公路基本 路段通行能力,一. 引 言,1.高速公路：是有中央分隔带，上下行每个方向至少有两车道，全部立体交叉，完全控制出入的公路。 组成 (1) 高速公路基本路段； (2) 交织区； (3) 匝道，其中包括匝道主线连接处及匝道横交公路连接处。 2. 高速公路基本路段：是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分（如图）。 理想条件 (1) 3.75m 车道宽度 4.50m； (2) 侧向净宽 1.75m； (3) 车流中全部为小客车； (4) 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者。,二. 高速公路基本路段服务水平,三. 高速公路基本路段通行能力,1. 最大服务交通量 式中： 第i级服务水平的最大服务交通量(pcu/(hln)； CB基本通行能力，即理想条件下一车道所能通行的最大交通量(pcu/(hln)； (V/C)i第i级服务水平最大服务交通量与基本通行能力的比值。,2. 单向车行道的设计通行能力 式中：CD单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量(veh/h)； N单向车行道的车道数； fW车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数； fHV大型车对通行能力的修正系数； fP驾驶员条件对通行能力的修正系数。,四. 影响高速公路基本路段通行 能力的主要因素及修正方法,1. 车道宽度及侧向宽度的修正系数fW(上表) 2. 大型车的修正系数fHV 式中：PHV大型车交通量占总交通量的百分比； EHV大型车换算成小客车的车辆换算系数。 3. 驾驶员条件的修正系数fP 在1.000.90范围内取fP值。,六. 高速公路基本路段通行能力 及服务水平分析计算,例 已知：一已有四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量VP1800veh/h，大型车占40%，车道宽3.50m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为56km/h。 解 为求服务水平要计算V/C： (1) 查表（5-2、5-4）得诸修正系数 fW0.79，EHV2.5， fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0 (2) 计算V/C,(3) 该公路服务水平属四级上半段 (4) 求算达到可能通行能力前可增加的交通量 行车道的可能通行能力 达到可能通行能力前可增加的交通量V： V1975-1800175veh/h (5) 求理想条件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出为0.91。查图5-1、2得平均行程速度为63km/h，平均交通密度为30pcu/(kmln),观测到的速度56km/h小于理想条件下的速度63km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,53 高速公路交织 区段通行能力,一. 概 述,1. 交织运行的定义及分类 (1) 交织运行的定义 两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的总方向相同且在没有交通控制设施的情况的情况下，相交而过的运行称交织运行。 (2) 交织区的分类 交织区分简单交织区和多重交织区两类。 2. 交织区长度 3. 简单交织区构造型式,4. 交织宽度和交织运行形式 (1) 交织宽度 交织宽度由交织区段的车道数来量度。 (2) 交织运行形式 交织运行分约束及非约束运行两种形式。 影响交织区交织运行的参数表,二. 交织运行形式的确定,1. 交织车辆运行速度(Sw)和非交织车辆运行速度(Snw)的计算 (1) 平均行驶速度Sw和Snw的计算： 式中：a、b、c、d均为常数，其值见下表。,三种形式的特点： 型式A路段中能被交织车辆作用的最大车道是最受限制的。一般交织车辆将它们限制在邻接路拱线两车道之中来进行交织运行，但非车辆也将留一些在这两车道中，故不论有用的车道数是多少，交织车辆一般最多用到1.4车道。 型式B路段对交织车辆作用车道方面没有大的约束。由于交织车辆使用“贯行”交织车道以及紧挨其的两个车道，以及部分使用外侧车道，故交织车辆可以占据多至3.5车道。当交织交通量占总交通量的大部分时，这种型式的构造型式最为有效。 型式C路段亦有一“贯行”的交织车道。但由于有一交织流需要两条或两条以上的车道变换，就约束了交织车辆去使用路段的外侧车道，因此交织车辆能用的车道数不大于3.0。有一例外就是双侧构造，其中高速公路的所车道都有“贯行”交织车道，故交织车辆可使用全部车道而不受限制。 型式A路段当路段长度增加时，交织车速变得很高，交织车辆为了保持这样的车速而需要更多的车道，因此，当路段长度增加时，型式A路段更易发生约束运行，型式B和型式C路段与此相反，增加路段长度对交织车速的影响较型式A路段上小（因为型式B和型式C路段上交通车辆和非交织车辆的混合行驶），就不易发生约束运行。,三. 交织区段运行参数,四. 交织区段服务水平,交织区衡量服务水平及划分水平级别的关键性参数是交织车辆的平均行驶速度和非交织车辆的行驶速度，如表。 通常设计时采用二级服务水平。当需要采取改进措施而有困难不得已时可降低一级采用三级服务水平。当交织流和非交织流中一个或两者均低于设计采用的服务水平等级时，就需采取改进措施，改进措施之一是改变交织构造型式。,五. 交织区段设计通行能力,交织区设计通行能力分析计算方法如下： 1给出交织构造型式及N、L和交通量各值。 2根据所采用的服务水平级别，从表510中查出最小平均交织行驶速度Sw及最小平均非交织行驶速度Snw。 3从表5-7中查出非约束运行所需之常数a、b、c、d各值，分别计算出对应于Sw及Snw的V值，取两个V值中之小者。 4从表58中取相应于已给定构造型式的Nw计算式进行计算，得到Nw后与表中已给出的该种型式的Nwmax相比，以决定运行是约束的还是非约束的。如果是非约束运行，则第3步所得之V值即为交织区的设计通行能力，分析计算就此结束。如果是约束运行，则取表58中对应于已给定构造型式的算式，此时取算式中之Vw等于表中相应的Nwmax,即可算出Sw(型式A)或SnwSw(型式B或型式C)。再进行第5步计算。,5对于构造型式A，用第4步计算出之Sw代人式(56)，并用表5-7中相应之非约束运行的a、b、c、d诸常数值算出V值，并与第3步中得之V值比较，取其中之小者为设计通行能力。计算就此结束。 对于构造型式B或型式C，则用第2步之Sw值，并根据第4步算出之(SnwSw)值算出Snw值。用此Snw值代人式(56)并用表5-7中相应之非约束运行的a、b、c、d诸常数算出V值，此V值即为设计通行能力。分析计算就此结束。 例52 对已有的一匝道一交织段