交通工程學(xué)道路通行能力

第五章道路通行能力第1頁2023/10/10交通需求與交通供應(yīng)（道路通行能力）之間矛盾為何會發(fā)生交通擁擠、交通阻塞？第2頁為何會發(fā)生交通阻塞？

通行能力＞

交通需求 無交通擁擠通行能力＜

交通需求 交通擁擠發(fā)生

都市中早晚交通擁擠 交通需求究竟在多大程度上超出了通行能力？

10％？、20％？30％………倍以上？交通需求超出通行能力5～

10％

程度

交通擁擠發(fā)生

嚴(yán)重交通擁堵交通需求與交通供應(yīng)（通行能力）失衡帶來問題：－交通擁堵問題－交通事故問題－環(huán)境污染問題－能源消耗問題第3頁交通阻塞發(fā)生示意圖時刻合計交通量需要容量増加阻塞消除容量阻塞發(fā)生阻塞消除

通行能力是道路系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理指南針通過交通需求與通行能力比較，能夠評價道路交通服務(wù)水平交通需求與通行能力之間關(guān)系，是交通環(huán)境評價根據(jù)

為何要研究通行能力？第4頁第五章道路通行能力第一節(jié)道路通行能力與服務(wù)水平第二節(jié)道路路段通行能力第三節(jié)平面交叉口通行能力第四節(jié)高速馬路通行能力第五節(jié)非機動車道通行能力本章大綱：

推薦參照書：《道路通行能力理論》張亞平編著.人民交通出版社《道路通行能力分析》陳寬民，嚴(yán)寶杰主編.人民交通出版社.2023《道路交通運行分析基礎(chǔ)》過秀成，東南大學(xué)出版社.2023.12掌握掌握掌握理解理解第5頁第一節(jié)道路通行能力與服務(wù)水平發(fā)展沿革研究內(nèi)容概念定義、影響原因、分類分級換算系數(shù)和換算交通量通行能力服務(wù)水平通行能力和服務(wù)水平應(yīng)用第6頁（一）通行能力沿革1950年HCM第一版1965年HCM第二版1985年HCM第三版2023年，HCM2000《道路通行能力手冊》一、道路通行能力1．國外發(fā)展情況美國TRB（TransportationResearchBoard）HCM（HighwayCapacityManual）發(fā)達國家如瑞典、加拿大、澳大利亞、德國等也都對本國交通情況進行了研究,編制了對應(yīng)道路通行能力手冊目前國際上有許多道路通行能力模擬軟件，如美國HCS(HighwayCapacitySoftware)，瑞典馬路局CAPCAL第7頁（一）通行能力沿革不能生搬硬套,借鑒研究辦法和思緒我國道路通行能研究：1998年10月，交通部馬路科學(xué)研究所和東南大學(xué)合辦

“馬路通行能力國際研討會”。2023年11月，交通部馬路科學(xué)研究所編制《馬路通行能力手冊》對路口研究主要集中在信號交叉口和環(huán)形交叉口。交通部馬路科學(xué)研究所在1984-1989年，采取實地觀測與數(shù)理統(tǒng)計分析相結(jié)合宏觀研究辦法，組織全國8省市在平原微丘地域?qū)?3個不一樣路面寬度混合交通雙車道馬路路段通行能力進行了研究，取得4項研究成果：

?確定了車輛折算系數(shù)確實定辦法。

?確定了劃分服務(wù)水平等級標(biāo)準(zhǔn)。

?確定了雙車道馬路基本通行能力和設(shè)計通行能力。

?研究了影響通行能力主要影響原因、修正系數(shù)。“九五”科技攻關(guān)課題“馬路通行能力研究裝備和技術(shù)”第8頁1.混合交通雙車道馬路路段；

2.不控制進入汽車多車道馬路路段；

3.不控制進入汽車雙車道馬路路段；

4.高速馬路(控制進入)基本路段；

5.匝道，匝道——主線連接部分；

6.交錯區(qū)；

7.信號控制平面交叉；

8.非信號控制平面交叉；

9.市區(qū)及近郊干線道路。（二）道路通行能力研究內(nèi)容不一樣道路設(shè)施，其運行特性不一樣，需分別進行通行能力和服務(wù)水平分析。第9頁又稱為道路容量，指在一定道路、交通、控制、環(huán)境條件下，道路斷面單位時間內(nèi)能夠通過最大交通實體(車輛或行人)數(shù)。時間單位：用輛/h、輛/晝夜、輛/秒表達，車輛多指小汽車，當(dāng)有其他車輛混入時，均采取當(dāng)量小客車為單位pcu/h。（三）通行能力定義、影響原因、分類1、定義通行能力和交通量區(qū)分？二者都是單位時間內(nèi)通過道路某斷面交通體數(shù)量。通行能力反應(yīng)了道路容量,是道路容納性能一種量度；交通量反應(yīng)了道路實際負(fù)荷交通數(shù)量大小，是交通體根據(jù)實際情況在道路上運行詳細體現(xiàn)。第10頁1)道路條件，街道或馬路幾何條件，包括車道數(shù)、車道寬度、路肩、中央帶等寬度，側(cè)向凈寬，設(shè)計速度及平、縱線形和視距等2)交通條件，指交通流特性，包括設(shè)計速度、交通組成、車道分布，方向分布等。3)管制條件，道路管制設(shè)施和交通規(guī)則，包括交通信號位置、種類、配時，尚有停車和讓路標(biāo)志、車道使用限制，轉(zhuǎn)彎禁限等措施。4)環(huán)境條件，街道化程度、橫向干擾以及交通秩序、公交車站和停車位置等5)其他條件和ITS技術(shù)（有氣候、溫度、地形、風(fēng)力、駕駛員心理等）。2、影響原因第11頁直接影響通行能力數(shù)值主要原因:車行道寬度側(cè)向凈空車行道數(shù)量交通組成駕駛員特性道路縱坡橫向干擾與視距等

2、影響原因抱負(fù)條件：標(biāo)準(zhǔn)上是指對條件更深入提升也不能提升基本通行能力條件。詳細內(nèi)容包括道路條件、交通條件、控制條件和交通環(huán)境。例如：指天氣良好、路面情況良好、駕駛員熟悉交通設(shè)施以及對交通流沒有障礙。第12頁3、分類基本通行能力要求條件參照基礎(chǔ)運行質(zhì)量實際通行能力設(shè)計通行能力由于道路、交通、管制條件及服務(wù)水平不一樣，按照通行能力性質(zhì)和使用要求分為基本（理論）通行能力，也許（實際）通行能力，設(shè)計（規(guī)劃）通行能力。（理論通行能力）（也許通行能力）道路規(guī)劃、設(shè)計根據(jù)（實用通行能力）第13頁在抱負(fù)道路、交通、控制和環(huán)境條件下，道路組成部分某條車道或某均勻段上或某一橫斷面上，無論服務(wù)水平如何（E級或四級上半段），1h所能通過標(biāo)準(zhǔn)車輛最大車輛數(shù)。（1）基本通行能力（理論通行能力）C基CB道路方面抱負(fù)條件車道寬、側(cè)向凈寬、平縱線形和視距良好。交通方面只有小客車行駛，沒有其他車型混入且不限制車速。basiccapacity→一般以高速馬路上觀測到最大交通量為基準(zhǔn)(抱負(fù)、理論通行能力)

第14頁道路組成部分在實際或估計道路、交通、控制及環(huán)境條件下，某條車道或某均勻段上或某一橫斷面上，無論服務(wù)水平如何（E級或四級上半段），1h所能通過車輛(在混合交通馬路上為標(biāo)準(zhǔn)車)最大數(shù)目，以C實、Cp表達?！乾F(xiàn)實條件道路上最大交通量（實際通行能力）

（2）實際（也許）通行能力道路組成部分在規(guī)劃估計道路、交通、控制及環(huán)境條件下，某條車道或某均勻段上或某一橫斷面上，在所選用設(shè)計服務(wù)水平下，1h所能通過車輛記作C設(shè)、Cd?！堑缆芬?guī)劃、設(shè)計根據(jù)（實用通行能力）

（3）設(shè)計通行能力possiblecapacitydesigncapacity第15頁類別條件服務(wù)水平基本通行能力在抱負(fù)道路、交通、管制條件下無論服務(wù)水平如何也許通行能力在實際或預(yù)測道路、交通、制條件下無論服務(wù)水平如何設(shè)計行能力在預(yù)測道路、交通、制條件下在所選用設(shè)計服務(wù)水平下三者關(guān)系？基本通行能力也許通行能力設(shè)計通行能力多種修正系數(shù)指定服務(wù)水平下V/C比第16頁4、換算系數(shù)和換算交通量（當(dāng)量交通量）PassengerCarUnitPCU小客車當(dāng)量數(shù)PassengerCarEquivalentPCE小客車當(dāng)量換算交通量:換算系數(shù):定義：在通行能力方面某類車輛一輛折合成標(biāo)準(zhǔn)車輛輛數(shù)。式中：Ve——當(dāng)量交通量；

V——未經(jīng)換算總交通量

Pi——第i類車交通量占總交通量百分比

Ei——第i類車車輛換算系數(shù)第17頁

服務(wù)水平是指交通流中車輛運行及駕駛員和乘客所感受質(zhì)量程度。亦即在道路某種交通條件下所提供服務(wù)質(zhì)量水平。二、服務(wù)水平定義：（一）基本概念（LOS，LevelofService）交通設(shè)施種類效率量度高速馬路基本路段交通密度（小客車輛/km/車道）高速馬路交錯區(qū)平均行程速度（km/h）高速馬路匝道連接點交通流率（小客車輛/h）多車道馬路交通密度（小客車輛/km/車道）雙車道馬路時間延誤（%）平均行程速度（km/h）信號交叉口平均單車停車延誤（s/車）無信號交叉口儲藏通行能力（小客車輛/h）市區(qū)干道平均行程速度（km/h）確定服務(wù)水平效率度量表美國道路通行能力手冊第18頁是指交通流中車輛運行及駕駛員和乘客所感受質(zhì)量程度。亦即在道路某種交通條件下所提供服務(wù)質(zhì)量水平。交通設(shè)施服務(wù)水日常用等級來表達，在實際確定服務(wù)等級時，往往考慮其中一種或幾個指標(biāo)，詳細計算隨道路交通設(shè)施而異。二、服務(wù)水平服務(wù)水平：（一）基本概念（LOS，LevelofService）反應(yīng)在某一特定服務(wù)水平下，道路所能提供疏導(dǎo)交通能力極限。最大服務(wù)交通量：除四級下半段，一、二、三級及四級上半段服務(wù)水平都有相稱于該級服務(wù)水平最差服務(wù)交通量，也是該級服務(wù)水平中最大，故稱為最大服務(wù)交通量（MaximunServiceFlow，MSF)。第19頁A級F級E級D級C級B級第20頁美國定為6個等級（二）道路服務(wù)水平分級第21頁流量速度自由流穩(wěn)定流強制流0ABC不穩(wěn)定流DEF美國道路服務(wù)水平分級和對應(yīng)交通流狀態(tài)第22頁我國和美國道路服務(wù)水平分級對應(yīng)表我國道路服務(wù)水平分級基本通行能力第23頁一級服務(wù)水平下交通流情況（連續(xù)流）第24頁二級服務(wù)水平下交通流情況（連續(xù)流）第25頁三級服務(wù)水平下交通流情況（連續(xù)流）第26頁四級服務(wù)水平上半部分交通流情況（連續(xù)流）第27頁四級服務(wù)水平下半部分交通流情況（阻塞流）第28頁Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023條文說明LOS分級第29頁Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023條文說明LOS分級第30頁Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023條文說明LOS分級第31頁馬路設(shè)計采取服務(wù)水平等級Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023高速馬路基本路段、匝道－主線連接處、交錯區(qū)均采取二級服務(wù)水平。不控制進入汽車多車道馬路路段在平原微丘地域采取二級服務(wù)水平，在重丘山嶺地形及在近郊采取三級服務(wù)水平。不控制進入汽車雙車道馬路路段采取三級服務(wù)水平。混合交通雙車道馬路段采取三級服務(wù)水平。第32頁馬路服務(wù)水平分級Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023條文說明二級馬路作為干線馬路時，設(shè)計速度宜采取80km/h二級馬路作為集散馬路時，混合交通量較大、平面交叉間距較小路段，設(shè)計速度宜采取60km/h二級馬路位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜山區(qū)，經(jīng)論證該路段設(shè)計速度可采取40km/h第33頁通行能力Source:<馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>JTGB01-2023服務(wù)水平分級標(biāo)準(zhǔn)以延誤率為主要指標(biāo)。設(shè)計通行能力按三級服務(wù)水平設(shè)計；考慮不準(zhǔn)超車區(qū)段百分比，以及行車道寬度影響。第34頁道路交通規(guī)劃、設(shè)計、管理與養(yǎng)護需要基礎(chǔ)和根據(jù):1)道路通行能力能夠作為都市街道網(wǎng)規(guī)劃、馬路網(wǎng)設(shè)計和方案比選根據(jù);2)確定新建道路等級、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線形幾何要素;3)能夠作為交通管理、運行、行車組織及控制等方案選擇和改善根據(jù)。4)能夠作為鐵路、馬路、水運、空運等多種方式方案比選與采取根據(jù);三、通行能力和服務(wù)水平應(yīng)用5)可作為交通樞紐規(guī)劃、設(shè)計改建及交通設(shè)施配備根據(jù),如交叉口類型選擇和信號設(shè)施設(shè)計裝備等;通行能力主要反應(yīng)道路服務(wù)數(shù)量多少或能力大小服務(wù)水平主要反應(yīng)道路服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)滿意程度第35頁第二節(jié)道路路段通行能力實際通行能力設(shè)計通行能力高速馬路基本路段通行能力基本通行能力雙車道、多車道馬路路段通行能力道路路段——道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交錯、交叉影響路段部分。

都市道路路段道路路段第36頁一、基本通行能力抱負(fù)條件，無論服務(wù)水平如何（四級上半段）（1）抱負(fù)條件車道寬度>3.65m(馬路車道寬度>3.75m)側(cè)向凈寬>1.75m車輛組成為單一標(biāo)準(zhǔn)車（小客車）以最小車頭時距和相同速度連續(xù)不停行駛道路視野、線形、路面良好，坡度平緩。（2）基本通行能力推求實測最大交通量（飽和流量）；實測飽和車流車頭時距、車頭間距；交通仿真模型、理論模型；第37頁一、基本通行能力抱負(fù)條件，無論服務(wù)水平如何（四級上半段）（3）基本公式（理論模型）——最小車頭時距、最小車頭間距第38頁二、實際通行能力

實際或規(guī)劃估計道路、交通、控制及環(huán)境條件下，無論服務(wù)水平如何（四級上半段）

fw——車道寬度修正系數(shù)fcw——側(cè)向凈空受限修正系數(shù)fHV——特定縱坡上車型修正系數(shù)fS1——視距不足修正系數(shù)fS2——沿途條件（橫向干擾）修正系數(shù)fp——駕駛員條件修正系數(shù)一般，各國根據(jù)自己交通情況，對不一樣等級道路選用不一樣修正項目。第39頁

平面交叉處縱斷面：凸豎曲線

凹豎曲線：

(下穿式立體交叉)

3.行車視距分類：

(1)停車視距

(2)會車視距

(3)超車視距平面上視距問題縱斷面上視距問題行車視距

1.定義：行車視距是指汽車在行駛中，當(dāng)發(fā)覺障礙物后，能及時采取措施，避免發(fā)生交通事故所需要必須最小距離。

2.存在視距問題情況：夜間行車:設(shè)計不考慮平面上：平曲線（暗彎）第40頁

1．停車視距反應(yīng)距離

S1制動距離

SZ停車視距ST安全距離S0

定義：停車視距是指駕駛?cè)藛T發(fā)覺前方有障礙物后，采取制定措施使汽車在障礙物前停下來所需要最短距離。停車視距組成：第41頁2.會車視距

定義：會車視距是在同一車道上兩對向汽車相遇，從互相發(fā)覺時起，至同步采取制動措施使兩車安全停頓，所需最短距離。

會車視距組成：（1）反應(yīng)距離：雙向駕駛員及車輛（2）制動距離：雙向車輛（3）安全距離：雙向車輛保持間距會車視距SH約等于2倍停車視距。第42頁3.超車視距

加速S1超車（逆向行駛）S2安全距離S3對向行駛S4最小必要超車視距全超車視距S’4S’4（1）定義：超車視距是指汽車安全超越前車所需最小通視距離。（2）超車視距組成：超車視距全程可分為四個階段第43頁①加速行駛距離S1：3.超車視距

（1）定義：

超車視距是指汽車安全超越前車所需最小通視距離。（2）超車視距組成：超車視距全程可分為四個階段②超車汽車在對向車道上行駛距離S2：③超車完了時，超車汽車與對向汽車之間安全距離S3:S3=15～60m④超車汽車從開始加速到超車完了時對向汽車行駛距離S4:

全超車視距為：

S超=S1+S2+S3+S4t2=9.3~10.4st1=2.9~4.5s第44頁

交叉口視距三角形為了確保交叉口上行車安全，駕駛員在進入交叉口前一段距離內(nèi)，應(yīng)能看到相交道路上行車情況，方便能及時采取措施順利駛過或安全停車。這段必要距離應(yīng)當(dāng)大于或等于停車視距ST。視距三角形：由相交道路上停車視距所組成三角形稱為視距三角形。在其范圍內(nèi)不能有任何阻擋駕駛員視線障礙物。第45頁三、設(shè)計通行能力

在規(guī)劃預(yù)測道路、交通、控制及環(huán)境條件下

在指定設(shè)計服務(wù)水平下

基本通行能力也許通行能力設(shè)計通行能力多種修正系數(shù)指定服務(wù)水平下V/C比第46頁

四、高速馬路基本路段通行能力高速馬路基本路段服務(wù)水平高速馬路基本路段通行能力計算主要影響原因修正辦法高速馬路組成及基本路段定義基本路段通行能力及服務(wù)水平分析實例第47頁1、高速馬路組成及基本路段定義主線第48頁1、高速馬路組成及基本路段定義高速馬路一般由下列3部分組成：（1） 高速馬路基本路段

不受主線上不受匝道附近車輛匯合、分離以及交錯運行影響路段。（2） 交錯區(qū)

行駛方向相同兩股或多股交通流穿過彼此行車路線路段。（分流緊跟著合流）（3） 匝道及匝道與主線連接處第49頁高速馬路基本路段示意圖a.基本路段（D-M）divergingmergingb.基本路段（D-D）divergingdiverging第50頁mergingmergingc.基本路段（M-M）mergingdivergingd.基本路段（M-D）高速馬路基本路段示意圖第51頁mergingdiverginge.基本路段（W）高速馬路基本路段示意圖第52頁2、高速馬路基本路段服務(wù)水平

3.75m<=車道寬度<=4.5m測向凈空>=1.75m

交通組成所有為小客車駕駛員熟悉高速馬路幾何現(xiàn)行，且駕駛技術(shù)純熟、遵守交通法規(guī)。

抱負(fù)條件

最大交通密度（pcu/km/ln）各級服務(wù)水平平均行程速度

v/C

最大服務(wù)交通量

服務(wù)水平評價指標(biāo)第53頁（馬路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB012023）a．車速指平均行程速度；b．V／C是在抱負(fù)條件下，最大服務(wù)交通量與基本通行能力之比，基本通行能力是四級服務(wù)水平上半部最大服務(wù)交通量。d．在第四級服務(wù)水平下半部，交通處于強制流情況下，V／C及交通量變化很大并且頻繁，但最大不會超出四級服務(wù)水平上半部V／C及最大服務(wù)交通量。第54頁3、高速馬路基本路段通行能力計算（1）最大服務(wù)交通量（pcu/h/ln）（2）單向車道也許通行能力（pcu/h）——設(shè)計速度為j高速馬路路段基本通行能力?！趇級服務(wù)水平下最大服務(wù)交通量與基本通行能力比值。

——在詳細條件下，采取i級服務(wù)水平時所能通行最大交通量(pcu/h)?！謩e是車道寬度和側(cè)向凈寬、大型車、駕駛員條件對通行能力修正系數(shù)。（3）單向車道設(shè)計通行能力（pcu/h）第55頁4、主要影響原因修正辦法（1）車道寬度及側(cè)向凈寬修正系數(shù)例題a．當(dāng)常見中央分隔帶護欄已為廣大駕駛員熟悉，且基本不影響車輛行駛，可不作為障礙物；b．兩邊側(cè)向凈寬不足且相等時，取兩側(cè)凈寬平均值。第56頁（2）大型車修正系數(shù)例題第57頁（3）駕駛員條件修正系數(shù)

根據(jù)駕駛員技術(shù)純熟程度、遵守交通法規(guī)程度，在高速馬路上尤其是在所指高速馬路或其相同路段上行駛經(jīng)驗以及駕駛員健康情況，在0.90—1.00范圍內(nèi)取值。第58頁5、通行能力及服務(wù)水平計算分析實例例5-1：某一雙向四車道高速馬路，實地觀測交通資料：單向高峰小時交通量為2023veh/h；在交通流組成中大型車占5％，假定駕駛員對周圍路況熟悉，平原微丘地形，車道寬度為3.75ｍ，無側(cè)向凈寬，僅路邊有障礙物，設(shè)計車速為100km/h。求：（1）基本路段及交通運行情況評價？

（2）基本路段設(shè)計通行能力為多少？（3）達成也許通行能力之前，單向還能增加多少交通量？

？第59頁例題5-1

解:(1)

重坡修正系數(shù)為：駕駛員修正系數(shù)為：

車道修正系數(shù)為：換算交通量：（2）設(shè)計條件下：

（3）到也許通行能力之前，單向還能增加多少交通量:

3590-2100=1490pcu/h案答第60頁五、馬路路段通行能力多車道馬路路段通行能力計算雙車道馬路路段車流特性路段服務(wù)水平分級路段