第5章 道路通行能力分析

第五章道路通行能力分析第五章道路通行能力分析

通行能力和服務(wù)水平道路路段通行能力平面交叉口通行能力高速公路通行能力非機(jī)動(dòng)車道通行能力5.1概述國外：美國從40年代起，為了加強(qiáng)國防和適應(yīng)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要．加快了全國公路網(wǎng)的建設(shè)，針對公路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修筑、養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營中出現(xiàn)的問題，美國開始了通行能力方面的研究，以求使公路建設(shè)在合理、科學(xué)、規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行。1950年，美國交通工程師協(xié)會在道路通行能力的研究成果基礎(chǔ)上，編寫出版了《道路通行能力手冊》（HCM），至今已連續(xù)修訂了四版，繼1994年HCM的修訂版問世后，一個(gè)名為《HCM2000》的新手冊業(yè)已完成。繼美國之后，許多發(fā)達(dá)國家．如：英、法、德、澳、日本等，也根據(jù)本國的實(shí)際情況．編制了適合各自國情的HCM手冊。一、通行能力概述1．通行能力研究的沿革國內(nèi)：80年代前期，基本上是引用美國的通行能力手冊；1983年以來，由交通部牽頭．連同一些大專院校，先后對通行能力進(jìn)行了較大規(guī)模的研究，但這些研究都是地方性的、逐步的，未能形成通行能力的核心與框架，難以作為修訂標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的技術(shù)依據(jù)；

1996年，國家成立了“九五”科技攻關(guān)“公路通行能力”課題組．對我國道路通行能力進(jìn)行了深人研究，取得了出版《公路通行能力》的最終研究成果。2、通行能力的定義（1）《美國通行能力手冊》(HCM)定義：在一定的時(shí)段和道路、交通、管制條件下，人和車輛通過車道或道路上的一點(diǎn)或均勻斷面的最大小時(shí)交通量。條件（理想條件）：A:道路條件：指的是街道或公路的幾何特征，包括：交通設(shè)施的種類及其形成的環(huán)境、每個(gè)方向的車道數(shù)、車道和路肩寬度、側(cè)向凈空、設(shè)計(jì)速度以及平面和縱面線形。B、交通條件：涉及使用該道路的交通流特性。它由交通流中車輛種類的分布，設(shè)施的可用車道中交通量和交通分布以及交通流的方向分布共同確定。C、管制條件：是指設(shè)施上的管制設(shè)備和具體設(shè)計(jì)的種類，以及交通規(guī)則。交通信號的位置、種類和配時(shí)是影響通行能力的關(guān)鍵性管制條件。其他重要管制包括停車和讓路標(biāo)志、車道使用限制、轉(zhuǎn)彎限制以及類似的措施。指道路設(shè)施疏導(dǎo)交通流的能力。即在一定的時(shí)段(通常為1h)和正常的道路、交通、管制以及運(yùn)行質(zhì)量要求下，通過道路設(shè)施交通流質(zhì)點(diǎn)的能力為交通容量或簡稱容量。它是道路設(shè)施在一定條件下所能通過車輛的極限數(shù)值。（2）我國對通行能力的定義：（1）基本通行能力是指在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，公路組成部分的一條車道或一車道的均勻段上或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，1h所能通過標(biāo)準(zhǔn)車輛的最大數(shù)量；（2）可能通行能力是指在實(shí)際或預(yù)測的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，一已知公路的一組成部分中一條車道或一車行道對上述諸條件有代表性的均勻段或一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，lh所能通過的車輛(在混合交通公路上為標(biāo)準(zhǔn)汽車)的最大數(shù)量；（3）設(shè)計(jì)(或?qū)嵱?通行能力是指在預(yù)測的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，一設(shè)計(jì)中的公路的一組成部分的一條車道或一車行道對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所能通過的車輛(在混合交通公路上為標(biāo)準(zhǔn)汽車)的最大數(shù)量。3、通行能力的分類（按作用性質(zhì)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，包括匝道一主線連接部分；

(6)交織區(qū)；

(7)信號控制的平面交叉口；

(8)無信號控制的平面交叉口；

(9)市區(qū)及近郊干線道路；4、需分別進(jìn)行通行能力和服務(wù)水平分析的

公路組成部分二、服務(wù)水平概述定義：HCM中規(guī)定為描述交通流內(nèi)的運(yùn)行條件及其影響駕駛員與乘客感受的一種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。亦即道路在某種交通條件下所提供的運(yùn)行服務(wù)的質(zhì)量水平：1．服務(wù)水平的分級及各級服務(wù)水平的運(yùn)行質(zhì)量描述

在達(dá)到基本通行能力(或可能通行能力)之前，交通量愈大，則交通密度也愈大．而車速愈低，運(yùn)行質(zhì)量也愈低，即服務(wù)水平愈低。達(dá)到基本通行能力(或可能通行能力)之后，交通量不可能再增加。而運(yùn)行質(zhì)量愈低交通量也愈低，但交通密度仍很大，直至車速及交通量均下降至零為止。高速公路交通量與車速及交通密度關(guān)系圖分別見圖5-1和圖5-2。圖5—1理想條件下交通量—車速的關(guān)系圖圖5—2理想條件下交通量—密度的關(guān)系圖服務(wù)水平A：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選擇所期望的速度，為駕駛員和乘客提供的舒適和便利程度極高。服務(wù)水平B：交通量較前增加，交通處在穩(wěn)定流范圍內(nèi)的較好部分。在交通流中，開始易受其他車輛的干擾，但選擇速度的自由度相對來說還未受影響，只是駕駛自由度比服務(wù)水平A稍有下降：由于其他車輛開始對少數(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。服務(wù)水平C：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，車輛間的相互作用變得大起來．選擇速度受到其他車輛的制約，駕駛時(shí)需特別注意其他車輛的動(dòng)態(tài)，舒適和便利程度有明顯下降。美國將服務(wù)水平分為A至F六級：服務(wù)水平D：交通量再增大，交通處在穩(wěn)定交通流范圍的較差部分。速度和駕駛自由度均受到嚴(yán)格約束，舒適和便利程度低下。當(dāng)接近這一服務(wù)水平的下限時(shí)，交通量有少量增加就會在運(yùn)行方面出現(xiàn)問題。

服務(wù)水平E：此服務(wù)水平下的交通常處于不穩(wěn)定流范圍．接近或達(dá)到該水平最大交通量時(shí)，交通量稍有增加，或交通流內(nèi)部有小的擾動(dòng)就將產(chǎn)生較大的運(yùn)行障礙，甚至發(fā)生交通中斷。此水平下所有車速均降到一個(gè)較低的但相對均勻的值，駕駛自由度極低，舒適和便利程度也非常低，駕駛員受到的限制通常是很大的。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)。

服務(wù)水平F：交通處于強(qiáng)制流狀態(tài)，車輛經(jīng)常排成隊(duì)，跟著前面的車輛停停走走，極不穩(wěn)定。在此服務(wù)水平下，交通量與速度同時(shí)由大變小，直到零為止，而交通密度隨交通量的減少而增大。以上六級服務(wù)水平的描述是針對非中斷性交通流的公路設(shè)施的。我國公路服務(wù)水平現(xiàn)分為四級，一級相當(dāng)于美國的A、B兩級，二、三級分別相當(dāng)于美國的C級及D級，四級相當(dāng)于美國的E、F兩級。道路通行能力與其通行時(shí)運(yùn)行質(zhì)量的要求有關(guān)．只有將這些要求用服務(wù)水平衡量時(shí)，才能進(jìn)行通行能力的分析。因此，為了清楚地表述服務(wù)水平的概念，對每種道路設(shè)施需要采用最能說明其運(yùn)行質(zhì)量的一項(xiàng)或幾項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)來確定其服務(wù)水平。現(xiàn)分別介紹美國和我國的不同設(shè)施服務(wù)水平的衡量指標(biāo)，如表5—1和表5—2所示：2、服務(wù)水平的衡量指標(biāo)

設(shè)施類型服務(wù)水平評價(jià)指標(biāo)

高速公路

基本路段

交織區(qū)

匝道連接點(diǎn)密度（輛小型車/km/車道）密度（輛小型車/km/車道）流率（輛小型車/h）

一級公路等多車道公路密度（輛小型車/km/車道）雙車道公路時(shí)間延誤百分率（%）運(yùn)行速度（km/h）

v/C比（飽和度）無信號交叉口平均延誤（s/輛）收費(fèi)站平均延誤（s/輛)我國不同設(shè)施服務(wù)水平的衡量指標(biāo)

表5-1美國不同設(shè)施服務(wù)水平的衡量指標(biāo)

表5-2設(shè)施種類效率度量高速公路高速公路基本路段交織區(qū)匝道連接處多車道公路雙車道公路

信號交叉口無信號交叉口干道公共交通行人交通密度（輛小客車/英里/車道）平均行程速度（英里/h）流率（輛小客車/h）密度（輛小客車/英里/車道）時(shí)間延誤百分率（%）平均行程速度（英里/h）平均每輛車停車延誤（s/輛）儲備（或預(yù)備）通行能力（輛小客車/h）平均行程速度旅客占位系數(shù)（客/座）空間（英尺

2/行人）3、道路設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平等級（1）高速公路基本路段、匝道——主線連接處、交織區(qū)均采用二級服務(wù)水平。但在不得已的情況下，匝道——主線連接處及交織區(qū)可降低要求采用三級服務(wù)水平；（2）不控制進(jìn)入的多車道公路路段在平原微丘的地區(qū)采用二級服務(wù)水平，在重丘山嶺地形及近郊采用三級服務(wù)水平；（3）不控制進(jìn)入的汽車雙車道公路路段采用三級服務(wù)水平；（4）混合交通雙車道公路路段采用三級服務(wù)水平

。三、道路通行能力和服務(wù)水平的作用1用于道路設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力與設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的對比，可分析得出所設(shè)計(jì)公路的技術(shù)等級及多車道公路的車道數(shù)，以及是否需要設(shè)置爬坡車道，亦可在道路設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行公路各組成部分的通行能力和服務(wù)水平分析，發(fā)現(xiàn)潛在的瓶頸路段予以改進(jìn)，從而在設(shè)計(jì)階段就消除了將來可能形成的瓶頸路段。2用于道路規(guī)劃

在分析當(dāng)前交通流的質(zhì)量水平．評估現(xiàn)有公路網(wǎng)承受交通的適應(yīng)程度的基礎(chǔ)上，通過交通量預(yù)測及投資效益和環(huán)境影響的評估，提出改善相提高公路網(wǎng)的規(guī)模和建設(shè)項(xiàng)目及其實(shí)施步驟。3用于道路交通管理

根據(jù)預(yù)測交通量的增長情況和運(yùn)行條件的分析，制定各階段的交通管理措施。

5.2通行能力和服務(wù)水平通行能力

主要反映道路服務(wù)的數(shù)量或負(fù)荷能力服務(wù)水平

主要反映道路服務(wù)的質(zhì)量或滿意程度5.1.1道路通行能力1）定義：通行能力是指在一定的條件下，單位時(shí)間內(nèi)，任何車輛能合理地期望通過道路某一斷面或均勻路段，所能達(dá)到的最大小時(shí)流率2）研究目的確定某道路設(shè)施在通常條件下能容納的最大交通量確定在保持與規(guī)定運(yùn)行特性相適應(yīng)的條件下，某道路設(shè)施所能容納的最大交通量3）通行能力分析的作用確定新建道路的等級、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線形幾何要素確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段所存在的問題，針對問題提出改進(jìn)方案和措施，為道路改建和改善提供依據(jù)作為交通樞紐的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及交通設(shè)施配置的依據(jù)為制定交通組織、交通疏導(dǎo)、交通引導(dǎo)、交通量均衡、交通總量控制和綜合治理等交通系統(tǒng)管理方案提供依據(jù)為制定交通管理、交通控制方案，以及交通渠化、信號配時(shí)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)及選擇等提供依據(jù)4）通行能力影響因素道路條件車道寬度、車道數(shù)、側(cè)向凈空、附加車道、幾何線形、視距、坡度和設(shè)計(jì)車速交通條件車流中的車輛組成、車道分布、方向分布管制條件交通法規(guī)、控制方式、管理措施環(huán)境條件街道化程度、商業(yè)化程度、橫向干擾、非交通占道氣候條件風(fēng)、雨、雪、霧等惡劣天氣規(guī)定運(yùn)行條件計(jì)算通行能力的限制條件5）通行能力的分類根據(jù)道路設(shè)施和交通體的不同機(jī)動(dòng)車道通行能力、非機(jī)動(dòng)車道通行能力、人行道通行能力根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)的特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道連接點(diǎn)通行能力、交織路段通行能力根據(jù)通行能力的性質(zhì)和使用要求的不同基本（理想、理論）通行能力實(shí)際（可能）通行能力規(guī)劃（設(shè)計(jì)）通行能力5.1.2服務(wù)水平1）服務(wù)水平定義服務(wù)水平是指道路使用者根據(jù)交通狀態(tài)，從行車速度、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)和安全等方面所能得到的服務(wù)程度服務(wù)水平的實(shí)質(zhì)是描述車流之間的運(yùn)行條件及其駕駛員和乘客感覺的一種質(zhì)量測定標(biāo)準(zhǔn)2）服務(wù)交通量服務(wù)交通量是指在通常的道路條件、交通條件和管制條件下，并保持規(guī)定的服務(wù)水平時(shí)，道路的某一斷面或均勻路段，在單位時(shí)間內(nèi)所能通過的最大小時(shí)交通量。3）評價(jià)指標(biāo)行車速度和行程時(shí)間車輛行駛時(shí)的自由程度交通堵塞或受干擾的程度，以及行車延誤和每公里停車次數(shù)等行車安全性行車的舒適性和方便性最大密度經(jīng)濟(jì)性4）服務(wù)水平分級服務(wù)水平亦稱服務(wù)等級，是用來衡量道路為駕駛員、乘客所提供的服務(wù)質(zhì)量，其范圍可以從自由運(yùn)行、高速、舒適、方便、完全滿意的最高水平到擁擠、受阻、走走停停、難以忍受的最低水平。美國道路設(shè)施服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)5.2道路路段通行能力基本路段是指道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交織、交叉影響的路段，它是道路的主干和重要組成部分。包括：基本（理想、理論）通行能力實(shí)際（可能）通行能力規(guī)劃（設(shè)計(jì)）通行能力5.2.1基本（理論、理想）通行能力C0道路與交通處于理想的道路和交通條件下，每一條車道（或道路）在單位時(shí)間內(nèi)能夠通過的最大交通量。理想條件：

理想道路條件

車道寬度不小于3.66米，側(cè)向余寬不小于1.75米，縱坡平緩并有足夠的行車視距、良好的平面線形和路面狀況理想交通條件

車流組成為單一的標(biāo)準(zhǔn)型汽車，在一條車道上，比相同的速度連續(xù)行駛，車輛之間均保持與車速相適應(yīng)的最小安全車頭間隔，且流向分配均衡，無任何方向干擾t0

t0l0l0l反l制l安l車式中：t0：最小車頭時(shí)距，l0：最小車頭間距

t為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，一般取2s；Φ為輪胎縱向附著系數(shù)，與輪胎花紋、路面粗糙度、平整度、表面濕度、行車速度等因素有關(guān)。5.2.2可能（實(shí)際）通行能力CP

可能通行能力是在實(shí)際的道路和交通條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過道路的最大可能交通量。其計(jì)算表達(dá)式為：CP=C0f1f2f3····fm

式中：f1，f2，f3，····，fm為一系列修正系數(shù)

影響通行能力的修正系數(shù)，主要是道路條件修正系數(shù)（寬度、側(cè)向凈空、坡度、視距、沿途條件等）和交通條件修正系數(shù)（大車、重車等混入率）5.2.3設(shè)計(jì)（規(guī)劃）通行能力CD

設(shè)計(jì)通行能力是由不同服務(wù)水平規(guī)定條件下的通行能力，也就是要求道路所承擔(dān)的服務(wù)交通量，通常作為道路規(guī)劃和設(shè)計(jì)的依據(jù)。多車道道路規(guī)劃（設(shè)計(jì)）通行能力通常以靠近路中線或中央分隔帶的車行道為第一條車行道，其通行能力為1，第二、三、四條行車道折減系數(shù)分別為0.8～0.9、0.65～0.8和0.5～0.65。5.3.1交織路段通行能力1）交織概念：行駛方向大致相同而不完全一致的兩股或多股車流，沿著一定長度的路段，不借助于交通控制與指揮設(shè)備，自主進(jìn)行合流而后又實(shí)現(xiàn)分流的運(yùn)行方式。2）交織段長度：交織的整個(gè)運(yùn)行過程所需路段。國外研究認(rèn)為從入口段三角端部寬0.6m處至出口三角端寬度3.6m處之間的一段距離稱為交織區(qū)長度。其間的距離以50m～600m為宜。5.3交織區(qū)與匝道通行能力3）交織類型：

根據(jù)交織車輛穿過交織路段時(shí)必須進(jìn)行車道交換的最少次數(shù)劃分，交織路段可分為3種：

A類交織區(qū)所有交織車輛都要進(jìn)行一次車道交換B類交織區(qū)交織車流中有一股車流可無需進(jìn)行任何車道交換，其他車流需要最多一次車道交換C類交織區(qū)交織車流中有一股車流可無需進(jìn)行任何車道交換，其他車流需要兩次或多次車道交換A類交織區(qū)（圖示）：所有交織車輛都要進(jìn)行一次車道交換B類交織區(qū)（圖示）：交織車流中有一股車流可無需進(jìn)行任何車道交換，其他車流需要最多一次車道交換C類交織區(qū)（圖示）：交織車流中有一股車流可無需進(jìn)行任何車道交換，其他車流需要兩次或多次車道交換

4）交織區(qū)通行能力計(jì)算4）交織區(qū)通行能力計(jì)算通行能力計(jì)算交織區(qū)的通行能力和運(yùn)行速度，同交織區(qū)的長度、車道數(shù)、交織流量比，總交通量及交織區(qū)車道構(gòu)造等因素有關(guān)，其計(jì)算公式為：式中：Cw—交織區(qū)通行能力（pcu/h）；

C0—單條車道基本通行能力（pcu/h）；

rs—交織區(qū)類型修正系數(shù)，其中：

Ⅰ類交織區(qū)rs=0.95，Ⅱ類交織區(qū)rs=0.95。rN

—交織區(qū)內(nèi)車道數(shù)修正系數(shù)；對于2、3、4和5條車道交織區(qū)，rN分布取1.8、2.6、3.4和4；

rL

—交織區(qū)長度修正系數(shù)由下式計(jì)算：式中L為交織長度。

rVR

—交織流量比修正系數(shù)，見P98表5-235）交織和非交織車速計(jì)算研究一：

a,b,c,d—常數(shù)

SW

—交織車輛的平均行駛速度

SnW

—非交織車輛的平均行駛速度

VR

—

交通量比值，VR=VW/VVW

—

交織區(qū)內(nèi)總交流量

V—

交織區(qū)內(nèi)總流量

N—

交織區(qū)內(nèi)車道總數(shù)

L—交織區(qū)段長度A類交織區(qū)內(nèi)交織和非交織車速公式常數(shù)值交織類別交織車速SW的常數(shù)非交織車速SnW的常數(shù)abcdabcd非約束的0.2662.21.00.90.024.01.31.0約束的0.282.21.00.90.024.00.880.6B類交織區(qū)內(nèi)交織和非交織車速公式常數(shù)值交織類別交織車速SW的常數(shù)非交織車速SnW的常數(shù)abcdabcd非約束的0.11.20.770.50.022.01.420.95約束的0.161.20.770.50.0152.01.30.9C類交織區(qū)內(nèi)交織和非交織車速公式常數(shù)值交織類別交織車速SW的常數(shù)非交織車速SnW的常數(shù)abcdabcd非約束的0.11.80.80.50.0151.81.10.5約束的0.12.00.850.50.0131.61.00.5研究二：《交通工程總論》徐吉謙2002第二版P97～98評價(jià)交織區(qū)運(yùn)行質(zhì)量的因素有密度、流速和服務(wù)流率，但重要為行車密度和服務(wù)流率，按四級標(biāo)準(zhǔn)劃分列于下表中：服務(wù)水平等級密度（輛/車道公里）服務(wù)交通量/通行能力（V/C）一級80.35二級180.75三級260.90四級421.006）交織區(qū)服務(wù)水平匝道是聯(lián)系不同高程上兩交叉線路、供兩線路車輛實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換方向的連接道路，長度較短，一般有一個(gè)入口和一個(gè)出口，線形變化較大且常有縱坡和小半徑的轉(zhuǎn)彎，通行能力較正常路段稍低。與路段通行能力基本相似，主要是在修正系數(shù)上有較大差別。

5.3.2匝道通行能力略……正線正線正線正線匝道匝道匝道匝道匝道匝道匝道匝道正線正線正線匝道的形式、類型與基本參數(shù)匝道基本形式：右轉(zhuǎn)匝道與左轉(zhuǎn)匝道；匝道特殊形式：定向匝道和對角線匝道，單向單匝道和單向雙匝道，亦有采用雙向雙匝道的形式?；緟?shù)：匝道車輛的運(yùn)行特征：有出入口車輛的運(yùn)行及在匝道上的運(yùn)行，包括分流運(yùn)行、合流運(yùn)行與交織運(yùn)行，亦有加速運(yùn)行與減速運(yùn)行，上坡、下坡，小曲線甚至反向曲線的運(yùn)行，匝道上車輛行駛狀況比較復(fù)雜。匝道通行能力計(jì)算的主要參數(shù)有：自由流速度FV、按匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的行車速度FV0、大車混入率修正值CH。自由流速度實(shí)際條件下，自由流速度FV的可按下式計(jì)算：

FV0—按匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的行車速度（km/h）；

FFVW—行車寬度修正系數(shù)（km/h）；

FFVV—視距修正系數(shù)（km/h）；

FFVSL—縱坡修正系數(shù)（km/h）；

FFVS—分隔帶修正系數(shù)（km/h）；

FFVUD—駛?cè)氲缆沸拚禂?shù)（km/h）。按匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的行車速度FV0

利用線性設(shè)計(jì)的基本公式：

R—匝道最小曲率半徑（m）；

i—匝道最大超高橫坡度（%）；

μ—最大側(cè)向力系數(shù)，一般采用0.12。大車混入率修正值CH

大車混入率修正值算式：

P2、P3—大中型車及特大型車所占比重（％）；

E2、E3—大中型車與特大型車的換算系數(shù)，見P101，換算方法為：

Q—標(biāo)準(zhǔn)小汽車交通量；Q1—小汽車交通量；

Q2—大中型車交通量；Q1—特大型車交通量匝道通行能力計(jì)算

匝道通行能力定義為在一定道路交通狀態(tài)、環(huán)境和良好氣候條件下，單位時(shí)間內(nèi)，匝道的一條行車道上能夠通過的最大車輛數(shù)以pcu/h計(jì)，一般影響通行能力的因素很多，但就匝道而言，其長度較短絕大部分均為單向單車道，其影響的主要因素為車道寬度和車輛組成，至于半徑、縱坡的影響已在速度方面考慮。匝道通行能力計(jì)算：式中：C—匝道一條車道實(shí)際通行能力（輛/h）；

C0—基本通行能力（輛/h）；

CW—匝道斷面總寬度修正系數(shù)；

CH—大車混入率修正系數(shù)。各參數(shù)的具體值可查閱有關(guān)表格。

5.4高速公路與匝道連接處通行能力匝道與高速公路連接處的通行能力，是高速公路分、合流點(diǎn)處導(dǎo)引與疏通交通流的能力，它關(guān)系到高速公路外側(cè)車道與進(jìn)出口車輛能否正常運(yùn)行。包括獨(dú)立式和非獨(dú)立式出入口獨(dú)立式是指點(diǎn)分流點(diǎn)上游900m、合流點(diǎn)上游610m范圍內(nèi)沒有分、合流點(diǎn)的出入口；否則為非獨(dú)立式。5.4.1概述在分流點(diǎn)處，車輛分離運(yùn)行，首先是轉(zhuǎn)移車道的過程，在分流區(qū)離開原車道的車輛逐步從內(nèi)側(cè)車道向外側(cè)車道移動(dòng)。由于分離運(yùn)行對最右側(cè)車道正常交通流產(chǎn)生很大的影響，故分流點(diǎn)的交通運(yùn)行必須考慮上游單向的總交通量，與最右側(cè)車道交通流之間的關(guān)系及相互影響。合流車輛絕大部分匯合于主線右側(cè)車道，故右側(cè)車道受影響最大，經(jīng)過右側(cè)車道逐步移換到速度較快的中間或內(nèi)側(cè)車道，在合流區(qū)范圍內(nèi)，留在最右側(cè)車道的車輛逐步減少。5.4.2分、合流點(diǎn)車流運(yùn)行特征分合流點(diǎn)通行能力的相關(guān)因素分析：根據(jù)國內(nèi)外理論分析與實(shí)際觀測主要相關(guān)因素為：匝道交通量Qr，駛?cè)朐训郎嫌沃髀穯蜗蚪煌?，主路單向最大交通量Qf

，與相鄰上、下游匝道的距離Du、Dd，相鄰上游、下游匝道的交通量Qu、Qd，及匝道的形式。一般分析計(jì)算連接處通行能力時(shí)，要分析三個(gè)關(guān)鍵交通量：匯合交通量Qm、分離交通量Qd、主線交通量Qf等因素。根據(jù)匝道形式，共有11種計(jì)算圖式。1）四車道高速公路單車道駛?cè)雸D式

5.4.3分、合流點(diǎn)通行能力計(jì)算計(jì)算式：四車道高速公路單車道駛?cè)朐训?，有或無加減速車道。僅用于上游610m內(nèi)無相鄰駛?cè)朐训?。使用范圍?360~3100veh/h=50~1300veh/h2）四車道高速公路單車道駛出圖式

四車道高速公路單車道駛出圖式計(jì)算式：四車道高速公路單車道駛出匝道，有或無加減速車道。僅用于上游980m內(nèi)無相鄰駛?cè)朐训?。使用范圍?360~3800veh/h=50~1400veh/h3）四車道高速公路上游有相鄰單車道駛?cè)朐训赖鸟側(cè)雴诬嚨缊D式

四車道高速公路上游有相鄰單車道駛?cè)朐训赖鸟側(cè)雴诬嚨缊D式計(jì)算式：當(dāng)Du≤120m或Vu≥900veh/h，計(jì)算結(jié)果不精確使用范圍：＝720~3300veh/h，＝90~1400veh/h

＝90~900veh/h，＝120~610m4）四車道高速公路上游有相鄰單車道駛?cè)朐训赖鸟偝鰡诬嚨缊D式

四車道高速公路上游有相鄰單車道駛?cè)朐训赖鸟側(cè)雴诬嚨缊D式計(jì)算式：四車道高速公路單車道駛出匝道其上游980m內(nèi)有相鄰駛?cè)朐训?，該駛出匝道有或無減速車道使用范圍：＝65~3800veh/h，＝50~1450veh/h

＝50~810veh/h，＝210~980m5）六車道高速公路單車道駛?cè)雸D式

六車道高速公路單車道駛?cè)雸D式計(jì)算式：上游有相鄰駛?cè)朐训懒嚨栏咚俟飞蠁诬嚨礼側(cè)朐训?，有或無加速車道。使用范圍：＝1620~4900veh/h，＝90~1350veh/h

＝90~1260veh/h，＝150~300m6）六車道高速公路單車道駛出圖式

六車道高速公路單車道駛出圖式計(jì)算式：六車道高速公路單車道駛出匝道，上游有或無駛?cè)朐训?，該駛出匝道有或無減速車道。如果上游1700m內(nèi)無相鄰駛?cè)朐训朗褂?5.5Vu/Du＝2。使用范圍：＝1000~5600veh/h，＝20~1620veh/h

＝45~1100veh/h，＝280~1700m7）六車道高速公路雙車道駛出匝道圖式

六車道高速公路雙車道駛出匝道圖式計(jì)算式：六車道高速公路至少具有210m長減速車道的雙車道駛?cè)朐训?。使用范圍：?900~5400veh/h，＝1000~2700veh/h

匯合交通量Vm和分離交通量Vd的計(jì)算式：

Vm＝V1+VrVd＝V1

8）六車道高速公路雙車道駛?cè)朐训缊D式

六車道高速公路雙車道駛?cè)朐训缊D式計(jì)算式：六車道高速公路至少具有240m長減速車道的雙車道駛?cè)朐训?。使用范圍：?40~2700veh/h，＝1000~2700veh/h

1）車道分布與車輛換算大型車在最右側(cè)車道上交通量占單向車行道上總交通量的百分率與主線單向交通量的關(guān)系是計(jì)算最右側(cè)車道小客車當(dāng)量交通量的重要關(guān)系之一。公關(guān)組得出的關(guān)系如圖所示。大中型與特大型車換算為小型車，大中型車的折算系數(shù)為1.5，特大型車為3.0。由于特大型車比重較小，有時(shí)均以大中型車進(jìn)行換算，換算系數(shù)仍為1.5。5.4.4車道分布、車輛換算與服務(wù)水平分析大型車在最右側(cè)車道上分布與主線單向交通總量的關(guān)系如圖：2）服務(wù)水平分析分合流點(diǎn)服務(wù)水平主要根據(jù)Qm、Qd與Qf三個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)交通量的大小來確定分、合流點(diǎn)的服務(wù)水平。三個(gè)檢測點(diǎn)服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)見表5-34。5.5.1概述1）定義兩條不同方向的車流通過平交路口時(shí)產(chǎn)生車流的轉(zhuǎn)向、交匯與交叉，在平交路口可能通過此相交車流的最大交通量就是交叉口的通行能力。2）分類：無控制交叉口環(huán)行交叉口信號控制交叉口5.5平面交叉口通行能力3）車型換算系數(shù)交叉口的換算系數(shù)應(yīng)該不同于路段，路段可用連續(xù)運(yùn)行中車輛的臨界車頭時(shí)間間隔之比換算，而交叉口則不同。而且，嚴(yán)格來說，不同類型交叉口應(yīng)采用不同的換算系數(shù)。根據(jù)可插間隙理論，直接計(jì)算優(yōu)先方向交通流中的可插間隙（車頭時(shí)間間隔），即非優(yōu)先方向交通可以橫穿或插入的間隙數(shù)，作為非優(yōu)先方向可以通過的最大交通量。計(jì)算原理：將主干道（優(yōu)先方向）上的車流視為連續(xù)行駛的交通流，并假定車輛到達(dá)的概率分布符合泊松分布，則車輛之間出現(xiàn)的時(shí)間間隔分布為負(fù)指數(shù)分布，但不是所有間隔均可供次干道車輛通過或插入，只有當(dāng)此間隙大于臨界間隙（一般為50％的駕駛員可以接受）時(shí)才有可能。5.5.2無信號十字行交叉口通行能力1）十字形交叉口通行能力計(jì)算方法當(dāng)出現(xiàn)可插間隙時(shí)間α?xí)r，次要方向的車流可以相繼通過的隨車時(shí)距為β，推導(dǎo)出下列計(jì)算公式：

Q非—非優(yōu)先通行次干道上可以通過的交通量（輛/h）；Q優(yōu)—主干道優(yōu)先通行的雙向交通量（輛/h）；λ=Q優(yōu)/3600（輛/s）；α—臨界間隙時(shí)間（s）（6～8s或5～7s）；β—次干道上車輛間的最小車頭時(shí)距（3s或5s）。次干道通行能力（pcu/h）*次干道通行能力超過主干道雙向交通量的一半是很少出現(xiàn)的采用時(shí)間間隔(s)主干道雙向交通量(pcu/h)α值β值8001000120014001600停車標(biāo)志852001401007545752501901401108065316250200160125讓車標(biāo)志733502501851359563*33525520015053*440360290230美國規(guī)定的主干道優(yōu)先時(shí)支路通行能力的經(jīng)驗(yàn)值路別主干道為雙車道主干道為四車道主干道400500650100015002500支路2502001001005025例：一無信號控制交叉口，主要道路雙向流量為1200輛/h，車輛到達(dá)符合泊松分布，車流允許次要道路穿越或左右轉(zhuǎn)彎并線的車頭時(shí)距為6s，如次要道路采用讓路控制，平均車頭時(shí)距為3s，求次干道上可以通過的交通量。解：Q優(yōu)=1200輛/h，λ=1200/3600=0.333輛/s，

α=6s

，β=3s2）T形交叉口通行能力計(jì)算方法T形交叉路口交通流向圖式中：α—次干道車輛可穿越匯入主干道車流的車

頭時(shí)距

β1—優(yōu)先車流的最小車頭時(shí)距

β2—非優(yōu)先車流的最小車頭時(shí)距

5.5.3環(huán)行交叉口的通行能力避免了直接交叉、沖突和大角度碰撞，其實(shí)質(zhì)為自行調(diào)節(jié)的渠化交通形式。優(yōu)點(diǎn)：車輛可以連續(xù)行駛，安全，無需管理設(shè)施，平均延誤時(shí)間短，很少剎車、停車，節(jié)約用油，減少噪聲、污染。缺點(diǎn)：占地面積大，繞行距離長。分類：常規(guī)環(huán)交、小型環(huán)交、微型環(huán)交。環(huán)形交叉口類型常規(guī)環(huán)形交叉口

中心島為圓形或橢圓形，直徑一般在25米以上，交織段長度和交織角大小有一定要求，入口引道一般不擴(kuò)大成喇叭形

小型環(huán)形交叉口

中心島的直徑小于25米，引道入口處適當(dāng)加寬成喇叭形，便于車輛進(jìn)入交叉口

微型環(huán)形交叉口

中心島直徑一般小于4米，不一定作成圓形或高出路面，可以在路面上施劃各種標(biāo)志和設(shè)置交通島，主要起引導(dǎo)與分隔作用一、常規(guī)環(huán)行交叉口的通行能力1、沃爾卓普公式

式中:QM—交織段上最大通行能力（輛/h）；

l—交織段長度（m）；

W—交織段寬度（m）；

e—環(huán)交入口引道平均寬度：

e=(e1+e2)/2（m）；

P—交織段內(nèi)交織車輛與全部車輛之比(%)。適用條件：引道上沒有因故暫停的車輛；環(huán)交位于平坦地區(qū)，縱坡不大于4％；各參數(shù)應(yīng)滿足：W＝6.1～18.0m，e/W＝0.4～1.0，W/l＝0.12～0.4，e1/e2＝0.34～0.41，P＝0.4～1.0。一般駛?cè)虢铅烈舜笥?0度，駛出角δ應(yīng)小于60度，兩交織路段內(nèi)角β不應(yīng)大于95度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)通行能力應(yīng)為沃爾卓普公式計(jì)算最大值的80%，因此沃爾卓普公式應(yīng)修改為：計(jì)算時(shí)，應(yīng)將車型換算成小汽車，換算系數(shù)為：小汽車為1，中型車尾1.5，大型車為3.0，特大型車為3.5。2、英國環(huán)境部暫行公式該公式適用于采取位于環(huán)形交叉口上的車輛優(yōu)先通行的常規(guī)環(huán)交，其具體形式如下：

Q—交織段通行能力，其中載貨車占全部車輛數(shù)的15％，如重車超過15％時(shí)要進(jìn)行修正，用于設(shè)計(jì)目的應(yīng)采用Q值的85％所謂小型環(huán)交系指中心島直徑小于25m，環(huán)道較寬，而出入口均形成喇叭形，車流運(yùn)行已不存在交織形式，各入口車流可按同意方向相互插穿運(yùn)行，各類車輛運(yùn)行時(shí)可較好地相互調(diào)劑，整個(gè)環(huán)交的流量變化要比個(gè)別路口的車流量變化為小。在所有引道入口均呈飽和狀態(tài)情況下進(jìn)行多次試驗(yàn)，得出整個(gè)環(huán)交通行能力的簡化公式。二、小型環(huán)交通行能力計(jì)算1、英國運(yùn)輸與道路研究所公式

Q—進(jìn)入環(huán)交的實(shí)用的總通行能力（pcu/h）

∑W—所有引道基本寬度的總和（m）；

A—引道拓寬所增加的面積（m2），A=∑a；

K1—系數(shù)：

3路交叉K1=80(70)（pcu/h/m）；

4路交叉K1=60(50)（pcu/h/m）；

5路交叉K1=55(45)（pcu/h/m）。注：括號內(nèi)數(shù)字為英國H2/75技術(shù)文件所規(guī)定，括號外數(shù)字為OECT組織所規(guī)定。

設(shè)計(jì)通行能力仍然取其80％2、紐卡塞公式紐卡塞根據(jù)英國運(yùn)輸研究所的公式作進(jìn)一步簡化，將A、W兩參數(shù)均歸納為內(nèi)接圓直徑D，然后根據(jù)道路條數(shù)取用K2來進(jìn)行調(diào)整，即

Q＝K2DQ—實(shí)用總通行能力（pcu/h）；

D—內(nèi)接圓直徑（m），如交叉口為橢圓型中心島，則取長軸與短軸的平均值；

K2—系數(shù)：三路交叉口K2＝150（pcu/h），四路交叉口K2＝140（pcu/h）。5.5.4信號交叉口的通行能力一、信號交叉口的運(yùn)行特征：交叉口是兩條或兩條以上道路相交的區(qū)域，由于行駛狀態(tài)的變化，不可避免地要減速、制動(dòng)、停車或啟動(dòng)、加速、轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致停車等候和時(shí)間損失。同時(shí)，在交叉口范圍內(nèi)各種車輛混合行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)相互穿插，尤其是當(dāng)自行車高峰時(shí)，機(jī)動(dòng)車差不多處于非機(jī)動(dòng)車的包圍之中，要實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換是困難的。二、信號燈交叉口通行能力計(jì)算模式

1一條專用直行車道的通行能力2一條右轉(zhuǎn)專用車道的通行能力3一條左轉(zhuǎn)專用車道的通行能力4不設(shè)專用左轉(zhuǎn)信號時(shí)一條左轉(zhuǎn)車道的通行能力5直、左混合行駛時(shí)一條車道的通行能力(N直左)6直、右混行一條車道的通行能力(N直右)1、一條專用直行車道的通行能力：式中：T周—信號燈周期時(shí)間（s）；

t綠—每一個(gè)周期內(nèi)的綠燈時(shí)間（s），各方向的綠燈時(shí)間根據(jù)各自的流量大小確定；

t間—前后兩輛車通過停車線的平均間隔時(shí)間，小汽車平均為2.5s，大型車平均為3.5s，特大型車（鉸接車、半掛車）平均為7.5s；對于不不同混合比的車輛，t間可按P116表5-41確定。t損—個(gè)周期內(nèi)的綠燈損失時(shí)間（s）這里只計(jì)算加速時(shí)間損失，不計(jì)算起步反應(yīng)時(shí)間損失。其中：V—直行車輛通過交叉口的車速，一般交叉口采用15m/s；

a—平均加速度（m/s2）：小汽車：a=0.6～0.7（m/s2）；中型車：a=0.5～0.6（m/s2）；大型車：a=0.4～0.5（m/s2）。2、一條右轉(zhuǎn)專用車道的通行能力

原則上可按直行方法計(jì)算，將直行的通過時(shí)間換成右轉(zhuǎn)的通過時(shí)間，一般采用下式

C右＝3600/t右（輛/h）

注：t右為前后兩右轉(zhuǎn)車輛連續(xù)駛過停車線斷面的間隔時(shí)間，大小車各半時(shí)為4.5s，全為小車時(shí)為3～3.6s，一般一條右轉(zhuǎn)彎車道流量為1000～1200輛/h，如果有行人過街、自行車影響應(yīng)將行人過街、自行車的時(shí)間減去再用上式計(jì)算。3、設(shè)置左轉(zhuǎn)信號時(shí)一條左轉(zhuǎn)專用車道的通行能力

式中：n——在一個(gè)周期內(nèi)允許左轉(zhuǎn)彎的車輛數(shù)；

t綠左——一個(gè)周期內(nèi)專門用于通過左專車黃綠燈的時(shí)間（s）;

V左——左轉(zhuǎn)車輛的行駛速度（m/s）；

a——左轉(zhuǎn)車的平均加速度