第二節(jié)-城市道路通行能力201249

平面交叉口的通行能力一般可分為三大類：不加任何交通管制的交叉口的通行能力；中央設(shè)圓形島的環(huán)行交叉口的通行能力；設(shè)置交通信號(hào)的交叉口的通行能力。

一、信號(hào)交叉口通行能力我國(guó)城市道路的路口：90%以上仍是平面交叉口整個(gè)交叉口的通行能力—各個(gè)流向的通行能力。HCM中的運(yùn)行分析法，研究進(jìn)口道或車道組的通行能力。（一）信號(hào)交叉口的通行能力

交叉口的通行能力是對(duì)每一進(jìn)口道規(guī)定的。它是在現(xiàn)行的交通狀況、車行道和信號(hào)設(shè)計(jì)條件下，某一指定進(jìn)口道所能通過(guò)交叉口的最大流率。觀測(cè)流率的間隔時(shí)間一般為15min。通行能力以輛/小時(shí)表示。

信號(hào)交叉口的通行能力是以飽和流率的概念為基礎(chǔ)。飽和流率是指在現(xiàn)行的道路和交通條件下，指定的進(jìn)口道或車道組能通過(guò)交叉口的最大流率。飽和流率的符號(hào)為S，其單位用有效綠燈小時(shí)通過(guò)的車輛數(shù)表示(輛／綠燈小時(shí))。指定的車道組或進(jìn)口道的通行能力可表示為：

（二）信號(hào)交叉口的服務(wù)水平信號(hào)交叉口的服務(wù)水平通常是以平均延誤時(shí)間作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的，國(guó)際上一般將信號(hào)交叉口的服務(wù)水平分為3級(jí)延誤是反映駕駛員不舒適、受阻、油耗和行駛時(shí)間損失的指標(biāo)。服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)用15min分析期間內(nèi)每輛車的平均停車延誤來(lái)表示。交叉路口服務(wù)水平相當(dāng)于美國(guó)路口服務(wù)水平平峰期間服務(wù)水平高峰小時(shí)服務(wù)水平信號(hào)周期長(zhǎng)度(s)1A~C<30<30<702D~E30~18030~36070~1003F>180>360>100車輛的平均延誤時(shí)間(s)（三）交叉口的運(yùn)行分析

（四）前蘇聯(lián)使用的方法前蘇聯(lián)使用的計(jì)算信號(hào)交叉口通行能力的公式：Cs=ΣCi(i=1-d)交叉口進(jìn)口車道使用功能的不同組合，常見(jiàn)的幾種車道功能組合方式下的通行能力的計(jì)算：1、組合方式一交叉口的停車線斷面，若左邊車道為左轉(zhuǎn)車專用道，中間車道為直行車道，右邊車道為直行車和右轉(zhuǎn)車合用車道，則進(jìn)口停車線斷面的通行能力：Ci=KLCT(n-1)n—某進(jìn)口車道數(shù)；CT—停車線斷面上一條直行車道的通行能力；KL—左轉(zhuǎn)車輛影響系數(shù)，根據(jù)左轉(zhuǎn)車比例而定。2、組合方式二交叉口的停車線斷面，若左邊車道為左轉(zhuǎn)車專用道，中間車道為直行車道，右邊車道為右轉(zhuǎn)車道，則進(jìn)口停車線斷面的通行能力：Ci=KLRCT(n-2)n—某進(jìn)口車道數(shù)；CT—

停車線斷面上一條直行車道的通行能力；KLR—

左、右轉(zhuǎn)車輛影響系數(shù)，根據(jù)左、右轉(zhuǎn)車比例而定。一般條件下取1.2---1.4。

3、一條直行車道的通行能力

CT=3600

(tg-Δ)/htT

CT—停車線斷面上一條直行車道的通行能力；tg—綠燈時(shí)間；Δ—排隊(duì)的第一輛車駛過(guò)停車線之前的綠燈損失時(shí)間；T—信號(hào)燈周期；ht—車輛通過(guò)停車線時(shí)的車頭時(shí)距。

(五)我國(guó)使用的通行能力計(jì)算方法停車線法原理：計(jì)算信號(hào)控制交叉口通行能力時(shí)應(yīng)以停車線為控制斷面，即認(rèn)為無(wú)論左轉(zhuǎn)、直行還是右轉(zhuǎn)，只要在有效綠燈時(shí)間內(nèi)通過(guò)停車線，就視為通過(guò)了交叉口。例題：已知某交叉口設(shè)計(jì)如圖。東西干路一個(gè)方向有3條車道，南北支路一個(gè)方向有1條車道。T=120s，tg=52s，t0=2.3s，=0.9。車種比例大車:小車為2:8，東西方向左轉(zhuǎn)車占該進(jìn)口交通量的15%，右轉(zhuǎn)車占該進(jìn)口交通量的10%，南北方向左、右轉(zhuǎn)車占本進(jìn)口交通量的15%。求交叉口的設(shè)計(jì)通行能力。

交叉口車道使用功能示意圖大車：小車0:102:83:74:65:56:47:38:2實(shí)測(cè)ht2.02.652.963.123.26（3.3）3.343.42左轉(zhuǎn)車比例（%）51015202530KL0.9750.950.9250.900.8750.85大車：小車0:102:83:74:65:57:38:2NLmax142134120114109106104NRmax196185165157150146143混合車隊(duì)平均車頭時(shí)距不影響直行車通行的左、右轉(zhuǎn)車流量極限值左轉(zhuǎn)車影響系數(shù)沖突點(diǎn)法：沖突點(diǎn)法認(rèn)為計(jì)算信號(hào)交叉口通行能力應(yīng)以直行和左轉(zhuǎn)沖突點(diǎn)為控制斷面，即認(rèn)為車輛只有通過(guò)沖突點(diǎn)之后才視為通過(guò)交叉口;沖突點(diǎn)法提出以直行和左轉(zhuǎn)車輛通過(guò)沖突點(diǎn)的通行能力與右轉(zhuǎn)通行能力之和作為通過(guò)交叉口的通行能力.二．無(wú)信號(hào)交叉口通行能力

兩條或兩條以上的道路在同一平面相交，形成車流的轉(zhuǎn)向、交匯與交叉現(xiàn)象，且相交的位置沒(méi)有設(shè)置信號(hào)控制燈，這一位置可能通過(guò)的相交車流的最大交通量就是無(wú)信號(hào)控制交叉口的通行能力。

分類:暫時(shí)停車方式兩向停車方式：主干道（優(yōu)先方向）與次干道相交（非優(yōu)先方向），主干道可優(yōu)先通過(guò)，次干道上車輛一律停車等待，等待優(yōu)先通行方向交通流的間隙通過(guò)或轉(zhuǎn)彎。全向停車方式：用于同等重要的道路相交的路口，不分優(yōu)先與非優(yōu)先（即主干道與次干道），所有車輛至交叉口均需停車，然后根據(jù)交通法規(guī)的規(guī)定，選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)通過(guò)。環(huán)形方式

1．間隙分析法（1）兩向停車方式行車規(guī)定在無(wú)信號(hào)燈控制的交叉口上，主要道路上的車輛優(yōu)先通行；次要道路上的車輛，尋找機(jī)會(huì)，穿越主要道路上車流的空檔，通過(guò)路口。

兩向停車方式1）通行能力，等于主要道路上的路段通行能力加上次要道路上的車輛穿越空當(dāng)所能通過(guò)的車輛數(shù)。2）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(guò)或插入，只有當(dāng)此間隙大于臨界間隙（即50％的駕駛員可以接受）時(shí)才有可能。兩向停車方式（續(xù)）3）兩向停車通行能力計(jì)算方法根據(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(guò)的最大交通量。當(dāng)出現(xiàn)可插間隙時(shí)間t時(shí)，次要方向的車流可以相繼通過(guò)的隨車時(shí)距為t0，推導(dǎo)出下列計(jì)算公式：式中：N次—次干道上可以通過(guò)的交通量（輛/h）；

N主—主干道優(yōu)先通行的雙向交通量（輛/h）；

λ—主要干道單位時(shí)間車輛的到達(dá)率，N主/3600，輛/s;

t—臨界間隙時(shí)間（s）（6～8s或5～7s）；

t0—次干道上車輛間的最小車頭時(shí)距（3s或5s）。例：一無(wú)信號(hào)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(guò)的交通量。解：N主=1200輛/h，λ=1200/3600=0.333輛/s，t=6s

，t0=3s無(wú)信號(hào)交叉口通行能力，等于......若主要道路上的車流已經(jīng)飽和，則.....無(wú)信號(hào)交叉口的通行能力最大等于......2．車隊(duì)分析法經(jīng)典的通行能力分析計(jì)算是建立在間隙理論基礎(chǔ)上的，但實(shí)際上，多數(shù)交叉口的相交車流中，難以區(qū)分主次，也不存在主路車流優(yōu)先的問(wèn)題。為此，自由通行交叉口的通行能力的計(jì)算采用車隊(duì)分析法。

三、環(huán)形交叉口通行能力

環(huán)形交叉口是自行調(diào)節(jié)的交叉口。

車輛行駛過(guò)程一般為合流、交織、分流，避免了車輛交叉行駛。

優(yōu)點(diǎn)：車輛連續(xù)行駛，安全，不需要設(shè)置管理設(shè)施，避免停車，節(jié)省燃料，噪聲低、污染小。同時(shí)，起到美化城市的作用。

缺點(diǎn)：占地大，繞行距離長(zhǎng)。非機(jī)動(dòng)車和行人較多及有軌道交通線路時(shí)不宜采用。

環(huán)形交叉口類型

1

常規(guī)環(huán)形交叉口>25m2小型環(huán)形交叉口<25m3微型環(huán)形交叉口<4m(二)分類1．常規(guī)環(huán)形交叉口中心島為圓形或橢圓形，直徑一般在25m以上，交織段長(zhǎng)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，現(xiàn)在我國(guó)各城市的主要環(huán)交均屬此類。

2．小型環(huán)型交叉口中心島的直徑小于25m，引道入口處適當(dāng)加寬建成喇叭形，使車輛便于進(jìn)入交叉口.此類環(huán)交為英國(guó)所常用，其優(yōu)點(diǎn)可以提高環(huán)交的通行能力，少占用地。我國(guó)有些舊城市也有這類小型環(huán)交，如福州的南門兜小環(huán)。

小型環(huán)交的特點(diǎn)有：(1)在停車線上增加車道數(shù)；(2)d約為D/3，并小于8m；(3)x不小于25m(為停車線至右側(cè)沖突點(diǎn)距離)；(4)環(huán)道寬a小于前一個(gè)入口寬b；(5)入口漸變段為1:6，出口則為1:12；(6)設(shè)偏向?qū)к噸u，不使進(jìn)入車輛直穿。入口出口3．微型環(huán)交多為二路或四路相交，其中心島直徑一般小于4m；主要起引導(dǎo)與分隔作用；此外，還有雙環(huán)形交叉、引道錯(cuò)位環(huán)交、讓路原則設(shè)計(jì)的環(huán)交、多島式環(huán)交和雙向行車環(huán)交等。我國(guó)不少城市，如長(zhǎng)春、沈陽(yáng)、哈爾濱、大連、南京、長(zhǎng)沙、廣州等城市均有不少環(huán)交，擔(dān)負(fù)著繁重的交通運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)，使用效果一般均很好。特別是結(jié)合城市的規(guī)劃布局，作為小區(qū)中心、城鄉(xiāng)結(jié)合處以及解決復(fù)雜畸形交叉方面起了巨大作用，但是交通量過(guò)大就不適宜采用。在國(guó)外，特別是英國(guó)在這方面進(jìn)行了長(zhǎng)期認(rèn)真的研究；自1966年起對(duì)環(huán)交實(shí)行了左側(cè)優(yōu)先通行法規(guī)；為使環(huán)道上的車輛能有更多的機(jī)會(huì)駛?cè)氕h(huán)道，常需要增加引道的車道數(shù)，這樣就發(fā)展成為帶擴(kuò)大喇叭口的新型交叉。由于利用間隙插入，無(wú)需過(guò)長(zhǎng)的交織段，故中心島直徑亦可減少，環(huán)道寬度可以加大，其通行能力可以增大20％左右。(三)常規(guī)環(huán)交的通行能力常規(guī)環(huán)交的通行能力計(jì)算，各國(guó)均有獨(dú)特的公式，其中較著名的和使用較廣泛的公式有：1．沃爾卓普公式(1)引道上沒(méi)有因故暫停的車輛；(2)環(huán)交位于平坦地區(qū)，縱坡<4％；(3)各參數(shù)應(yīng)在下列范圍內(nèi)：W＝6.1~18m，e/W=0.4~1，W/l=0.12~0.4，e1/e2=0.34~1.41，P=0.4~1.0。一般駛?cè)虢且舜笥?0。，駛出角一般應(yīng)小于60。，兩交織路段內(nèi)角A不應(yīng)大于95。

。如交叉口四周進(jìn)出口處過(guò)街行人眾多，影響車流進(jìn)出，應(yīng)對(duì)通過(guò)能力適當(dāng)折減。在混合交通情況下，應(yīng)將各類車輛換算成小汽車，對(duì)環(huán)交的換算系數(shù)可采用小汽車為1，中型車為1.5，大型車為3.0，特大型(拖掛車)為3.5進(jìn)行換算。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際觀察資料的檢驗(yàn)，一般設(shè)計(jì)通行能力采用上述公式計(jì)算最大值的80％，故可將上式修改為2．英國(guó)環(huán)境部暫行公式由于實(shí)行“左側(cè)先行”法規(guī)，沃爾卓普公式不能適應(yīng)，英國(guó)為適應(yīng)新的法規(guī)，又重新制定此暫行公式，它適用于采取優(yōu)先通行的常規(guī)環(huán)交，其具體形式如下：式中：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(guò)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％。其它各參數(shù)意義與數(shù)值同前。例：某常規(guī)環(huán)交為四路交匯，其幾何圖形與車流量、流向示于圖，主要參數(shù)W=15m，l=40m，e=10m，求其交織段的通行能力，并驗(yàn)算現(xiàn)有車流量是否已超過(guò)其通行能力。解：由公式，有設(shè)計(jì)通行能力采用最大值的85％，故可繪出流向流量網(wǎng)狀圖如圖所示，然后計(jì)算各交織段車流量，列于表。由上表可知各交織路段的車流量均小于設(shè)計(jì)通行能力2472pcu/h，其中東南交織段的車流量較接近，但未超過(guò)。用沃爾卓普公式計(jì)算，設(shè)P＝0.9

設(shè)計(jì)通行能力按規(guī)定應(yīng)采用最大值的80％，故各交織路段車流量均未超過(guò)此值，故可以通過(guò)。通過(guò)大量的實(shí)測(cè)資料和理論分析，在科學(xué)管理的條件下，建議常規(guī)環(huán)交的通行能力，采用下表所列數(shù)值。(四)小型環(huán)交通行能力的計(jì)算所謂小型環(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)行已不存在交織方式，各入口車流可按同一方向相互插穿運(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。(四)小型環(huán)交通行能力的計(jì)算1．英國(guó)運(yùn)輸與道路研究所公式式中：Q——進(jìn)入環(huán)交的實(shí)用的總通行能力(小汽車輛／h)；——所有引道基本寬度的總和(m)；A——引道拓寬所增加的面積(m2)；K1——系數(shù)，3路交叉為80(70)(小汽車輛／h·m，下同)；4路交叉為60(50)；5路交叉為55(45)。設(shè)計(jì)通行能力Qp應(yīng)采用上述公式計(jì)算值的80％。

2．紐卡塞(NewCastle)公式紐卡塞根據(jù)英國(guó)運(yùn)輸研究所的公式作進(jìn)一步簡(jiǎn)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(lái)進(jìn)行調(diào)整，即：式中：Q——實(shí)用總通行能力(小汽車輛／h)；

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

K2——系數(shù)：三路交叉口取150(小汽車輛／h)，四路交叉口取140(小汽車輛／h)。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，車流量應(yīng)保持在此公式計(jì)算值交通量的85％以下。此式由于僅歸結(jié)為K、D兩參數(shù)、忽略了交通情況，使用時(shí)不易掌握。四．立體交叉口設(shè)計(jì)通行能力

立體交叉口的設(shè)計(jì)通行能力，主要取決于立交形式、層數(shù)及機(jī)非分離方式。根據(jù)立體交叉口的直行車道數(shù)和匝道數(shù)確定其總通行能力。計(jì)算時(shí)，一個(gè)無(wú)干擾直行車道取通行能力1200pcu/h，轉(zhuǎn)彎匝道取300~500pcu/h，總通行能力為各進(jìn)口的直行車道，轉(zhuǎn)彎匝道的通行能力總和。五、城市路段通行能力一、一條車道的理想通行能力

一條車道的基本通行能力是指在理想的道路與交通條件下，車輛以連續(xù)車流形式通過(guò)時(shí)的通行能力。其計(jì)算公式為或連續(xù)車流條件下的車頭間距L，可采用下式計(jì)算：

速度U（km/h）2030405060理想通行能力（pcu/h）13801550164016901730《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》建議的一條車道理想通行能力二、路段設(shè)計(jì)通行能力（一）通行能力計(jì)算式城市道路某路段的設(shè)計(jì)通行能力，可根據(jù)一個(gè)車道的理想通行能力修正得到。車道數(shù)、車道寬、自行車影響、交叉口影響（二）通行能力的影響因素1.自行車影響修正系數(shù)的確定機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道之間有分隔帶或隔離帶：=1機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道之間無(wú)分隔帶或隔離帶，但自行車道負(fù)荷不飽和：=0.8

機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道之間無(wú)分隔帶或隔離帶，但自行車道負(fù)荷超飽和：2.車道寬度影響系數(shù)的確定W0（m）2.533.544.555.56（%）5075100111120126129130車道寬度影響系數(shù)與車道寬度W0關(guān)系表車道數(shù)修正系數(shù)n’采用值單向車道數(shù)1234車道數(shù)修正系數(shù)n’11.872.603.203.車道修正系數(shù)n’的確定4.交叉口影響修正系數(shù)的確定S-交叉口間距，m；

-交叉口有效通行時(shí)間比，視路段起點(diǎn)交叉口控制方式而定，信號(hào)交叉口即為綠信比。例題：某路段單向機(jī)動(dòng)車道寬為8m，交叉口間距離為300m，設(shè)計(jì)車速為60km/h,兩端交叉口采用信號(hào)控制，綠信比為0.48，機(jī)動(dòng)車道