道路通行能力

第一節(jié)概述定義：道路通行能力也稱道路容量，是指道路的某一斷面在單位時間內(nèi)所能通過的最大車輛數(shù)。道路通行能力是道路的一種性能，是度量道路疏導車輛能力的指標。目的：是求得在不同運行質(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行質(zhì)量條件下所能承擔交通的能力（一）.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所能通過標準車輛的最大輛數(shù)。一.通行能力概述可能通行能力：指一已知公路的一組成部分在實際或預(yù)測的道路、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所能通過的車輛（在混合交通公路上為標準汽車）的最大輛數(shù)。設(shè)計通行能力：指一設(shè)計中的公路的一組成部分在預(yù)測的道路、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)計服務(wù)水平下，1h所能通過的車輛（在混合交通公路上為標準汽車）的最大輛數(shù)。（二）.計算通行能力的時間單位、交通量和交通流率由于時間單位愈大，交通不均勻性亦愈大，就愈不能很好反應(yīng)交通量與運行質(zhì)量之間的關(guān)系。因此，通常是以小時為單位來計算通行能力和設(shè)計交通量。我國現(xiàn)階段仍用小時交通量而不用交通流率。

（三）.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。（四）車輛換算系數(shù)和換算交通量(1)車輛換算系數(shù)在分析計算通行能力和服務(wù)水平時，將標準汽車交通量與實際或預(yù)測的交通組成中各類車輛交通量進行換算，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標準車輛的輛數(shù)。具體見表9-1新規(guī)范：公路工程技術(shù)標準2003(2)換算交通量也稱為當量交通量。是將總交通量中各類車輛交通量換算成標準車型交通量之和。式中：Ve－當量交通量；

V－未經(jīng)換算的自然交通總量；

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)。(五)影響通行能力的主要因素及其對通行能力的修正系數(shù)道路、交通、控制、環(huán)境（六）需分別進行通行能力和服務(wù)水平分析的公路組成部分

(1)高速公路（控制進入）的基本路段；

(2)不控制進入的汽車多車道公路路段；

(3)不控制進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)信號控制的平面交叉；

(8)市區(qū)及近郊干線道路。二.服務(wù)水平概述1.服務(wù)水平：交通流中車輛運行的以及駕駛員和乘客所感受的質(zhì)量量度。亦即道路在某種交通條件下所提供運行服務(wù)的質(zhì)量水平；是衡量交通流運行條件以及駕駛員和乘客所感受的服務(wù)質(zhì)量的一項指標，通常根據(jù)交通量、速度、行駛時間、駕駛自由度、交通間斷、舒適和方便等指標確定服務(wù)水平。應(yīng)該注意的是，安全性并不包括在服務(wù)水平的影響因素之列。2.道路服務(wù)水平的分級及各級服務(wù)水平的運行質(zhì)量描述六級服務(wù)水平（美國）A級：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和進行駕駛，為駕駛員和乘客提供的舒適便利程度極高。B級：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，開始易受其他車輛的影響，選擇速度的自由度相對來說還不受影響，但駕駛自由度比服務(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。C級：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，選擇速度受到其他車輛的影響，駕駛時需相當留心部分其他車輛，舒適和便利程度有明顯下降。D級：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格約束，舒適和便利程度低下。當接近這一服務(wù)水平下限時，交通量有少量增加就會在運行方面出現(xiàn)問題。E級：此服務(wù)水平的交通常處于不穩(wěn)定流范圍，接近或達到水平最大交通量時，交通量有小的增加，或交通流內(nèi)部有小的擾動就將產(chǎn)生大的運行問題，甚至發(fā)生交通中斷。此水平內(nèi)所有車速降到一個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，駕駛員受到的挫折通常是大的。此服務(wù)水平下限時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：交通處于強制狀態(tài)，車輛經(jīng)常排成隊，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。我國公路服務(wù)水平現(xiàn)分為四級：一級相當于美國的A、B兩級；二、三級分別相當于美國的C級及D級；四級相當于美國的E、F兩級。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。最大服務(wù)交通量反映的是在某一特定服務(wù)水平下道路所能提供的疏導交通的能力極限。4.公路設(shè)計采用的服務(wù)水平等級高速公路基本路段、匝道－主線連接處、交織區(qū)均采用二級服務(wù)水平。不控制進入的汽車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，在重丘山嶺地形及在近郊采用三級服務(wù)水平。不控制進入的汽車雙車道公路路段采用三級服務(wù)水平?；旌辖煌p車道公路段采用三級服務(wù)水平。三.道路通行能力和服務(wù)水平的

作用及其相互關(guān)系用于道路設(shè)計用于道路規(guī)劃用于道路交通管理兩者從不同角度反映道路所提供的服務(wù)第二節(jié)高速公路通行能力

一、高速公路的定義及其組成1.高速公路：是有中央分隔帶，上下行每個方向至少有兩車道，全部立體交叉，完全控制出入的公路。2、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。

二.高速公路基本路段通行能力（一）、引言1、定義：.高速公路基本路段是指主線上不受匝道附近車輛匯合、分離以及交織運行影響的路段部分（如圖）。2、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)常行駛高速公路且技術(shù)熟練遵守交通法規(guī)者。（二）.高速公路基本路段服務(wù)水平最新標準2003（三）.分析方法1.基本公式（1）.最大服務(wù)交通量式中：－第i級服務(wù)水平的最大服務(wù)交通量pcu/(h·車道)；

C－基本通行能力，即理想條件下一車道所能通行的最大交通量pcu/(h·車道)；

(V/C)i－第i級服務(wù)水平最大服務(wù)交通量與基本通行能力的比值。

（2）.單向車行道的實際通行能力式中：－單向車行道實際通行能力，即在具體條件下，采用i級服務(wù)水平時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)向凈寬對通行能力的修正系數(shù)；

fHV－大型車對通行能力的修正系數(shù)；

fP－駕駛員條件對通行能力的修正系數(shù)。（3）.單向車行道的設(shè)計通行能力

式中：CD－單向車行道設(shè)計通行能力，即在具體條件下，采用i級服務(wù)水平時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)向凈寬對通行能力的修正系數(shù)；

fHV－大型車對通行能力的修正系數(shù)；

fP－駕駛員條件對通行能力的修正系數(shù)。2.影響高速公路基本路段通行

能力的主要因素及修正方法1.車道寬度及側(cè)向?qū)挾鹊男拚禂?shù)fW(上表)2.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。4、特定特定縱坡路段分析（四）.高速公路基本路段通行能力

及服務(wù)水平分析計算例已知：一已有四車道高速公路，設(shè)計速度為100km/h，單向高峰小時交通量VP＝1800veh/h，大型車占40%，車道寬3.50m，側(cè)向凈空1.75，緊挨行車道兩邊均有障礙物，重丘地形。分析其服務(wù)水平，問其達到實際通行能力之前還可增加多少交通量。實地觀測的平均速度為56km/h。請比較理想條件下區(qū)間平均速度與實測速度的大小，并分析原因。解為求服務(wù)水平要計算V/C：(1)查表（9-4、9-5）得諸修正系數(shù)

fW＝0.97，EHV＝2.5，

fHV=1/[1+0.40×(2.5-1)]=0.625,fP=1.0(2)計算V/C(3)查表9-3得：該公路服務(wù)水平屬三級服務(wù)水平(4)求算達到實際通行能力前可增加的交通量

達到實際通行能力前可增加的交通量V：V＝2425-1800＝625veh/h(5)求理想條件下之速度及密度

單車道：1440veh/h查圖9-2、得平均行程速度為78km/h，觀測到的速度56km/h小于理想條件下的速度，這由于有大型車及非平原的重丘地形所致。三、高速公路交織

區(qū)段通行能力（一）.概述1.交織運行的定義兩個或更多交通流沿公路相當長路段運行的總方向相同且在沒有交通控制設(shè)施的情況的情況下，相交而過的運行稱交織運行。2.交織區(qū)的分類交織區(qū)分簡單交織區(qū)和多重交織區(qū)兩類。3.交織區(qū)長度4.簡單交織區(qū)構(gòu)造型式5.交織寬度交織寬度由交織區(qū)段的車道數(shù)來量度。它不僅僅與交織運行的車道總數(shù)有關(guān)，而且還與交織車輛和非交織車輛能夠使用這些車道的百分率有關(guān)

三種形式的特點：

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進行交織運行，但非車輛也將留一些在這兩車道中，故不論有用的車道數(shù)是多少，交織車輛一般最多用到1.4車道。

型式B路段對交織車輛作用車道方面沒有大的約束。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。當交織交通量占總交通量的大部分時，這種型式的構(gòu)造型式最為有效。

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路段當路段長度增加時，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，當路段長度增加時，型式A路段更易發(fā)生約束運行，型式B和型式C路段與此相反，增加路段長度對交織車速的影響較型式A路段上?。ㄒ驗樾褪紹和型式C路段上交通車輛和非交織車輛的混合行駛），就不易發(fā)生約束運行。6.交織運行狀態(tài)*交織運行分約束及非約束運行兩種狀態(tài)。

在交織區(qū)中，交織車輛和非交織車輛通?？偸窍Ｍ茉诟髯云谕钠骄旭偹俣认聛砝每墒褂玫能嚨?。

*車輛能按照期望的平均速度運行，則該運行狀態(tài)稱為非約束交織運行；

*車輛不能按照期望的平均速度運行，則稱為約束交織運行。7.影響交織運行的參數(shù)參數(shù)定義參數(shù)定義L交織區(qū)段長度(m)VW2兩交織流中較小的交織交通量(pcu/h)N交織區(qū)段車道總數(shù)(整數(shù))VnW交織區(qū)段中的總非交織交通量(pcu/h)NW交織車輛所用的車道數(shù)(不一定是整數(shù))VR交通量比VW/VNnW非交織車輛所用的車道數(shù)(不一定是整數(shù))R交織比VW2/VWVW交織區(qū)段中的總交織交通量(pcu/h)SW交通區(qū)段中交織車輛的平均行駛速度(km/h)V交織區(qū)段中的總交通量(pcu/h)Snw交通區(qū)段中非交織車輛的平均行駛速度(km/h)VW1兩交織流中較大交織交通量(pcu/h)（二）、交織區(qū)段服務(wù)水平

交織區(qū)衡量服務(wù)水平及劃分水平級別的關(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)計時采用二級服務(wù)水平。當需要采取改進措施而有困難不得已時可降低一級采用三級服務(wù)水平。當交織流和非交織流中一個或兩者均低于設(shè)計采用的服務(wù)水平等級時，就需采取改進措施，改進措施之一是改變交織構(gòu)造型式。交織段服務(wù)水平分析方法

本節(jié)主要介紹HCM2000中的交織區(qū)服務(wù)水平分析方法，其分析步驟如圖所示：1、確定交織區(qū)交通運行參數(shù)確定分析交織區(qū)的道路與交通條件。道路條件包括路段長度、車道數(shù)、構(gòu)造形式以及坡度條件等。交通條件包括交織流量和非交織流量、交織區(qū)上游高速公路基本路段的自由流速度等。2、計算交通流率3、確定交織區(qū)構(gòu)型一般通過每個交織方向所需進行的車道變換次數(shù)來確定交織區(qū)的構(gòu)造形式。A型--為了完成交織，每個交織方向的所有車輛都必須進行一次車道變換；

B型--一個方向的交織車輛可能不需要變換車道即可完成交織，而另一方向的交織車輛必須換一次車道才能完成交織；C型--一個方向的交織車輛可能不需要變換車道即可完成交織，而交織段內(nèi)其他的交織車輛至少進行兩次車道變換才能完成交織。一般是通過比較保持非約束運行所需要的車道數(shù)與特定交織構(gòu)型為交織車輛所能提供的最大交織運行車道數(shù)來確定。其具體的計算過程采用試算的辦法，4、交織區(qū)運行狀態(tài)6、確定服務(wù)水平根據(jù)計算的車流密度，對照表9-9確定交織區(qū)的服務(wù)水平（三）.交織區(qū)段設(shè)計通行能力

影響通行能力值的因素有許多，包括交織區(qū)構(gòu)造型式、車道數(shù)、高速公路或多車道公路的自由流速度、交織段長度以及流量比等HCM2000根據(jù)影響因素的不同，分別給出了各種典型條件下的交織區(qū)理想的通行能力值，具體的見表*.交織運行狀態(tài)的確定1.交織車輛運行速度(Sw)和非交織車輛運行速度(Snw)的計算(1)平均行駛速度Sw和Snw的計算：式中：a、b、c、d均為常數(shù)，其值見下表。*.交織區(qū)段運行參數(shù)交織區(qū)設(shè)計通行能力分析計算方法如下：

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中查出非約束運行所需之常數(shù)a、b、c、d各值，分別計算出對應(yīng)于Sw及Snw的V值，取兩個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計算式進行計算，得到Nw后與表中已給出的該種型式的Nwmax相比，以決定運行是約束的還是非約束的。如果是非約束運行，則第3步所得之V值即為交織區(qū)的設(shè)計通行能力，分析計算就此結(jié)束。如果是約束運行，則取表5—8中對應(yīng)于已給定構(gòu)造型式的算式，此時取算式中之Vw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)。再進行第5步計算。5．對于構(gòu)造型式A，用第4步計算出之Sw代人式(5—6)，并用表5-7中相應(yīng)之非約束運行的a、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)計通行能力。計算就此結(jié)束。

對于構(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)之非約束運行的a、b、c、d諸常數(shù)算出V值，此V值即為設(shè)計通行能力。分析計算就此結(jié)束。

例對已有的一匝道一交織段作運行質(zhì)量分析。已知：交織段及其交通量示于下圖，車道寬3.75m，平原地形，兩側(cè)在1.75m內(nèi)無側(cè)障礙物，主線及匝道交通量中均有30%的大型車。問這交織在什么服務(wù)水平下運行?

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的計算法及EHV值。根據(jù)已知條件，fw=1.00，fp=1.0，EHV=1.7，得：

fHV=1/[1+PHV(EHV-1)]=1/[1+3×(1.7-1)]=0.83換算后，

Vw1=480/[fw·fHV·fp]=480/[1.00×0.83×1.0]=578pcu/hVw2=250/[1.00×0.83×1.0]=301pcu/hVw=Vw1+Vw2=578+301=879puc/hVnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/hV=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h③作交織圖及列出計算所需之參數(shù)。交織圖見上圖。參數(shù)如下：

VR=Vw/V=879/4614=0.191R=Vw2/Vw=301/879=0.342L=300m④計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：計算得到：Sw=69.4km/h，Snw=81.9km/habcdSw0.2262.21.00.9Snw0.0204.01.31.0⑤利用非約束情況下的Sw及Snw求算交織車輛為達到非約束運行所需之車道數(shù)Nw。利用構(gòu)造型式A式，計算得到查表（5-8）型式A可被交織車輛使用之最大車道數(shù)Nwmax=1.4，現(xiàn)Nw<Nwmax，故是非約束運行，步驟④中計算所得之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。均未超過限制值。⑦確定服務(wù)水平。查表（5-10），交織車輛的運行屬于三級服務(wù)水平，非交織車輛的運行屬于二級服務(wù)水平。四、高速公路互通立體交叉匝道的通行能力（一）、概述1．高速公路互通立體交叉匝道組成部分匝道由以下三個部分組成：

(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。2．設(shè)計要求

通常要將匝道與主線連接處設(shè)計成為車輛能以高速匯人或分離，但對相鄰接的高速公路過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也會相差很多，匝道車道數(shù)有變化，通常是單車道或兩車道的差別；在匝道長度，設(shè)計速度，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亂甚至中斷。匝道與支線連接處要設(shè)計成使從主線駛來的車輛能順利匯人該連接處，這種連接處一般設(shè)計成平面交叉。

對于匝道與主線連接處的設(shè)計要強調(diào)交通安全。

3、運行特征在匯入?yún)^(qū)中，從駛?cè)朐训纴淼能囕v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入。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。在匯入?yún)^(qū)中，匯人的車流與過境車流之間是相互影響的，而駛?cè)朐训郎蟻淼能嚵鲗φ麄€運行具有相當影響。

在駛出匝道上，基本是車輛從過境交通中分離出來的車輛必須先到與匝道相鄰的車道1上來。因此就使得其他駕駛員們在車行道之間調(diào)整車輛的分布百分率。在有雙車道匝道的地方，車輛分離的影響會擴大到高速公路若干車道上。

4、匝道運行狀態(tài)的影響因素匝道與主線連接處的狀態(tài)往往就決定了整個匝道的運行狀態(tài)。影響匝道與主線連接處運行特征的主要因素包括以下三個關(guān)鍵交通量：①匯合交通量Vm②分離交通量Vd③主線交通量Vf5.孤立匝道和非孤立匝道不論駛?cè)朐训肋€是駛出匝道，當與相鄰匝道的間隔太小，以至影響到所研究匝道的交通運行時，該匝道就成為非孤立匝道，其通行能力和服務(wù)水平分析應(yīng)該考慮相鄰匝道的影響。而具體的影響間距根據(jù)具體的交通量、加速車道長度、匝道的自由流速度等因素而定，其取值范圍參見圖中有關(guān)當匝道與相鄰匝道的間距足夠遠，不會對匝道交通產(chǎn)生影響時，此匝道為孤立匝道。孤立匝道的通行能力和服務(wù)水平分析是獨立進行的（二）.匝道服務(wù)水平及標準1．導言由于在三個組成部分中，匝道與主線連接處對主線過境交通及總的運行有最大的影響，因此，本節(jié)的重點在于對匝道與主線連接處的分析計算。因為匯入和分離發(fā)生在匝道鄰接的車道1上，車道1上的交通量和其特性就成為分析計算中主要關(guān)心的因素了，故這一節(jié)中大部分分析計算步驟集中在估算緊挨駛?cè)朐训阑蝰偝鲈训郎嫌诬嚨?中的交通量。

一般，車道1交通量根據(jù)以下幾個因素而變化：

(1)匝道交通量Vr；

(2)匝道上游高速公路單向交通量Vf；

(3)與相鄰上游和(或)下游匝道的距離Du、Dd；

(4)相鄰上游和(或)下游匝道的交通量Vn、Vd；

(5)匝道型式(駛?cè)朐训肋€是駛出匝道，在連接處的匝道車道數(shù)等)。在決定車道1交通量時，相鄰匝道的位置及交通量是重要因素，因為它們很大程度上影響著主線交通量的車道分布。2．服務(wù)水平標準各級服務(wù)水平簡要描述如下：

Vm、Vd、Vf三個檢驗點處交通量的服務(wù)水平標準見表5－11。

一級服務(wù)水平，相當于美國通行能力手冊(HCM)服務(wù)水平A和B。

服務(wù)水平A，是不受約束的運行，匯人車輛和分離車輛對主線上的過境車流的影響很小。匯人時運行流暢，在進人過境交通流車輛間隙時僅需很小的車速調(diào)整。分離運行時不會遇到多大擾動。

服務(wù)水平B，匯人的車輛駛進車道1過境車輛間隙時需要稍許調(diào)整他們的車速。分離出來的車輛仍然沒有多大擾動。主線上的過境車輛受到的影響不大，交通流—般是流暢和穩(wěn)定的。

二級服務(wù)水平，相當于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產(chǎn)生運行質(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)整他們的速度以達到流暢的匯人，并且當駛?cè)朐训郎系慕煌看髸r還會有小的車隊形成。在分離區(qū)車速也會有些降低。駛?cè)胲囕v和駛出車輛所引起的擾亂擴展的范圍更大些，并且這種擾亂可能延伸到與車道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有大的變化。

三級服務(wù)水平，相當于HCM中的服務(wù)水平D，在此水平范圍內(nèi)難以達到流暢的匯人，不論要匯人的車輛還是車道1中的過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?，匝道車隊可以變成對運行具有破壞性的因素。

四級服務(wù)水平，相當于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，但在主線上仍沒有形成明顯的車隊。在駛?cè)朐训郎蟿t會形成大的車從。分離運行的車速大為降低，并且在分離區(qū)內(nèi)會形成一些車隊。所有車輛均受到擾亂的影響，主線上的過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，車道1上的過境交通被破壞。許多擾亂是由于過境車輛改變車道以避開匯人區(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))會發(fā)生相當大的交通延誤，且情況變化的范圍很大，因為不穩(wěn)定，就產(chǎn)生稍好的交通流和強制性交通流交替運行狀態(tài)。（三）.匝道與主線連接處的運行分析1．服務(wù)水平分析計算的步驟

(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，與所分析的匝道相距在1800m以內(nèi)的相鄰匝道應(yīng)按對所分析的匝道有影響者來處理。在一單獨匝道的上、下游均有相鄰匝道時，常常成雙進行分析。對此，在諸計算圖式中有更詳細的數(shù)值來說明什么情況下另一“相鄰”匝道是隔離的，對所分析的匝道沒有影響，什么情況下必須將相鄰匝道對所分析的匝道的影響考慮進去。

(2)計算車道1交通量。車道1交通量可用相應(yīng)計算圖式中的計算式計算或者用近似法估計。

(3)將所有交通量(veh／h)換算成每小時小客車交通量，在將車道1交通量換算為當量小客車交通量之前必須確定車道1中的大型車百分率。

(4)計算檢驗點交通量Vm、Vd及Vf。

(5)確定各檢驗點的服務(wù)水平。對于一個分析過程來講，是用檢驗點交通量Vm、Vd及Vf分別與服務(wù)水平標準表中相應(yīng)的數(shù)字相比較以得到三個檢驗點處的服務(wù)水平等級。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行質(zhì)量上是不平衡的。也就是說三個檢驗點沒有相同的服務(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，對其所求得的服務(wù)水平不能被接受的一種或幾種要素要進行改進。最令人滿意的是匝道與主線連接處和高速公路整體在運行上達到平衡。

例孤立匝道運行質(zhì)量的分析計算。

(1)已知：圖5—16中的駛?cè)朐训涝谒?800m范圍內(nèi)無相鄰匝道，可以作為一孤立匝道，處于平原地形中，設(shè)計速度為120km／h，問其運行質(zhì)量在幾級服務(wù)水平之內(nèi)。

解

①幾何構(gòu)造及交通量見圖5—16。駛?cè)朐训朗且还铝⒃训?，單獨進行分析。

②計算車道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中之計算式來求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，見表5－12。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，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。匝道交通量410veh/h，其中40%為大型車，其fHV見表5－13。④計算檢驗點交通量Vm及VfVm=V1+Vr=1227+554=1781pcu/hVf=Vf′+Vr=2699+554=3253pcu/h⑤確定服務(wù)水平。從表對比出，Vf＝3253puc/h屬于三級服務(wù)水平，但靠近二、三級服務(wù)水平交界處。匯合交通量Vm=1781pcu/h屬于四級服務(wù)水平，靠近三、四級服務(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，其措施之一是實行匝道調(diào)節(jié)。2.匝道與主線連接處

匝道設(shè)計通行能力

一般是將幾何構(gòu)造初步設(shè)計出來后，作匝道與主線連接處三個檢驗點的服務(wù)水平分析計算，而不再進行匝道與主線連接處匝道設(shè)計通行能力的分析計算。2.匝道行車道的設(shè)計通行能力（1）．單車道匝道的設(shè)計通行能力匝道設(shè)計速度≤50km／h時，為1200pcu/h；匝道設(shè)計速度≥60km／h時，為1500pcu/h.（2）．雙車道匝道的設(shè)計通行能力

雙車道匝道只有在駛?cè)牖蝰偝鲈训蓝瞬康能囕v能以兩列駛?cè)牖蝰偝鲋骶€的情況下，才可采用單車道匝道設(shè)計通行能力的兩倍。

（3）．大型車對匝道通行能力的修正系數(shù)，fHV值見表（4）．設(shè)置雙車道匝道的注意事項

*通常匝道與主線連接部分的匝道的設(shè)計通行能力與匝道行車道設(shè)計通行能力相比是較小的，匝道設(shè)計通行能力一般由匝道與主線連接處的設(shè)計通行能力所控制，故當設(shè)計交通量要求采用雙車道匝道時就需慎重地進行主線與匝道連接處三個檢驗點服務(wù)水平的分析計算。*雖然從通行能力的觀點來看設(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匝道長度長于300m，設(shè)置雙車道匝道以供車輛繞過停駐的車輛或超過慢行車輛；

②需要在匝道上儲存從具有控制性的匝道與橫交道路連接處延長來的車隊；

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，通常在匝道與主線連接處前就需要將匝道斜縮成單車道。

例9-3已知地處平原地形的匝道構(gòu)型如圖9-29所示,主線單向交通量為2000輛/h，其中包括50%的大型車得大型車，匝道交通量為410輛/h，匝道交通量中包括40%的大型車輛。另外，駛?cè)朐训老掠?800m范圍內(nèi)無相鄰匝道，主路設(shè)計速度為120km/h，試對該匝道進行運行質(zhì)量分析。第三節(jié)雙車道路段通行能力

一.雙車道路段車流運行特性

1．概述

在雙車道一般公路上，汽車超車時，必須進入對向車道行駛?cè)舾删嚯x后，回到本向車道，才能完成超車過程。因此雙車道公路的兩個方向中任何一個方向的汽車流運行都受到對向交通的制約。故不能對單個方向而必須對車行道雙向通行能力和服務(wù)水平進行總的分析計算。

2．理想條件（表9-19）(1)設(shè)計速度大于或等于80km／h。(2)車道寬度大于或等于4.00m，但不大于4.50m。(3)側(cè)向凈寬大于或等于1.75m。(4)在公路上無“不準超車區(qū)”。(5)交通流中全部為中型載重汽車。(6)兩個方向交通量之比為50／50。(7)對過境交通沒有橫向干擾且交通秩序良好。(8)處于平原微丘地形。二、服務(wù)水平（一）理想條件（二）服務(wù)水平等級標準（二）服務(wù)水平等級標準雙車道一般公路路段服務(wù)水平標準參見表9—21。

三.雙車道一般公路路段通行能力（一）車行道最大服務(wù)交通量式中：－－在理想條件下第i級服務(wù)水平的車行道雙向最大服務(wù)交通量(pcu／h)；

C－－基本通行能力，理想條件下車行道每小時雙向合理的期望能通行的最大交通量，C=2500pcu／h；

(V／C)i——第i級服務(wù)交通量與基本通行能力之比。（二）車行道的設(shè)計通行能力

式中：CD——行車道設(shè)計通行能力，是實際或預(yù)測交通和道路等條件下采用i級服務(wù)水平的車行道雙向最大服務(wù)交通量(veh／h)；

fs－－設(shè)計速度小于80km／h時對通行能力的修正系數(shù)；

fd－－交通量方向分布對通行能力的修正系數(shù)；

fw－－車道寬度及(或)側(cè)向凈寬小于理想條件時對通行能力的修正系數(shù)；

fT－－交通流中有非中型載重汽車時，交通組成對通行能力的修正系數(shù)；

fL－－橫向干擾及交通秩序處于非理想條件時對通行能力的修正系數(shù)。四.對通行能力的修正系數(shù)1.設(shè)計速度修正系數(shù)fs見表9-22。2.交通量方向分布修正系數(shù)fd見表9-23。3.車道寬度及側(cè)向凈寬修正系數(shù)fw見表9-24。4.交通組成修正系數(shù)fHVfHV=1/[1+∑PI(EI-1)]5.橫向干擾修正系數(shù)fL見表9-26。第四節(jié)多車道路段通行能力一.一條車道的理論通行能力

理論通行能力指在理想的道路與交通條件下，車輛以連續(xù)車流形式通過時的通行能力。其計算公式為C=3600/ht

或C=1000V/hs式中：C－－一條車道的理論通行能力(輛/h)；

Ht－－飽和連接車流的平均車頭時距(s)；

V－－行駛車速(km/h)；

hs－－連接車流的車頭間距(m)。(一)基于車頭時距的理論通行能力通過對城市道路飽和連續(xù)車流條件下的車頭的時距進行觀測，觀測結(jié)果及計算的理論通行能力如表9-28所示(車速范圍15~60km/h)。由國內(nèi)外的研究成果可知，對于一條車道的理論通行能力，取1500pcu/h(小汽車單位)是比較合理的。（二）基于車頭間距的理論通行能力車頭間距經(jīng)典模型車頭間距計算式

我國對一條車道的理論通行能力也進行過專門的研究?！冻鞘械缆吩O(shè)計規(guī)范》建議的一條車道理論通行能力(可能通行能力)(小汽車單位)如表9-31所示。二.路段設(shè)計通行能力

城市道路路段設(shè)計通行能力(或?qū)嵱猛ㄐ心芰?可根據(jù)一個車道的理論通行能力進行修正而得。對理論通行能力的修正應(yīng)包括車道數(shù)、車道寬度、自行車影響及交叉口影響四個方面。即式中：－－單向路線設(shè)計通行能力(pcu／h)；

γ－－自行車影響修正系數(shù)；

η－－車道寬影響修正系數(shù)；

n′－－車道數(shù)修正系數(shù)；

β——交叉口影響修正系數(shù)。

修正系數(shù)γ,η,C的計算方法如下：1．自行車影響折減系數(shù)γ的確定自行車對機動車道機動車的影響，應(yīng)視有無分隔帶(墩)及自行車道交通負荷的大小分三種情況考慮。

(1)機動車道與非機動車道之間有分隔帶(墩)

取γ=1。

(2)機動車道與非機動車道間無分隔帶(墩)，但自行車道負荷不飽和取γ=0.8。

(3)機動與非機動車道間無分隔帶(墩)，且自行車道超飽和負荷

γ=0.8-[(Qbic/Cbic))+0.5-W2]/W1式中：Qbic－－自行車交通量(輛/h)；

Cbic－－每米自行車道的實用通行能力(輛/h)；

W2單向非機動車道寬度(m)；

W1——單向機動車道寬度(m)。2．車道寬度影響系數(shù)η的確定車道寬度對行車速度有很大的影響，在城市道路設(shè)計中，取標準車道寬度為3.5m，當車道寬度大于該值時，有利于車輛行駛，車速略有提高；當車道寬度小于該值時，車輛行駛的自由度受到影響，車速降低。經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，車道寬度不足對車速的影響遠遠大于寬度富裕對車速的影響，如寬度不足1m引起的車速降低值遠遠大于寬度富裕1m引起的車速提高值。當寬度不足標準寬度1m(此時車道寬2.5m)時，小車的車速幾乎下降至正常車速的一半，大車已難以通行。當寬度大于標準寬度2.5m(此時車道寬6m，接近于兩個車道的寬度)時，其車速約提高30%，此時，即使車道寬再增加，由于受到車輛本身性能的限制，其車速不可能再高。因此可以認為車道寬與車速之間呈下陡上緩的曲線關(guān)系，其車道寬度影響系數(shù)，η可由下式確定：

式中：W0－－一條機動車道寬度(m)

當車道寬為標準寬度3.5m時，η=100%，車道寬度與影響系數(shù)之間的變化關(guān)系如表所示。

3、車道數(shù)修正系數(shù)n′

可根據(jù)車道利用系數(shù)確定。前蘇聯(lián)采用的車道修正系數(shù)如表所示。4．交叉口影響修正系數(shù)B的確定交叉口影響修正系數(shù)，主要取決于交叉口控制方式及交叉口間距。當交叉口間距較小時，交叉口的停車延誤在車輛行駛時間中所占的比例較小，不利于道路空間的利用、路段通行能力的發(fā)揮及路段車速的提高。交叉口間距的增大，有利于提高路段通行能力及路段車速，有利于充分利用道路空間，經(jīng)研究表明，交叉口間距從200m增大到800m時，其通行能力可提高80％左右。表9—37為通行能力與交叉口間距的關(guān)系值。

由上表可見，路段通行能力提高值與交叉口間距基本上呈線性關(guān)系。因此，交叉口影響修正系數(shù)可采用下式計算：式中：s－－交叉口間距(m)；

B0－－交叉口有效通行時間比，視路段起點交叉口控制方式而定，信號交叉口即為綠信比。結(jié)果由式計算的B大于1，則取B=1。例9—4某路段單向機動車道寬為8m，交叉口間距離為300m，兩端交叉口采用信號控制，綠信比為0.48，機動車與非機動車之間設(shè)有隔離帶。試計算該路段的設(shè)計通行能力。解一個車道的理論通行能力為N0=2000pcu/h路段設(shè)計通行能力為由于機動車道與非機動車道之間有隔離帶，故機動車道總寬為8m，不足3車道，只能按2車道處理，每個車道寬W0=4m，則由表5-29可知，車道數(shù)修正系數(shù)為n′=1.87交叉口間距修正系數(shù)為所以，該路段的設(shè)計通行能力為第五節(jié)道路平面交叉

口的通行能力一.無信號交叉口通行能力

1．行車規(guī)定在無信號燈控制的交叉口上，我國未采取其他交通管理措施。按照慣例”主路優(yōu)先”2、影響因素主要道路上能夠通過的車輛多少，按路段計算。次要道路上能夠通過多少車輛，受下列因素影響：主要道路上車流的車頭間隔分布、次要道路上車輛穿越主要道路車流所需時間、次要道路上車輛跟馳的車頭時距大小、主要道路上車流的流向分布。3．穿越間隙可穿越間隙大小與次要道路上的車流通過交叉口的狀態(tài)有關(guān)系。若在進口停車等候，則所需間隙時間為7~9s；若駛近路口降速待機，則所需間隙時間為6~8s。此外，應(yīng)當說與穿越車流的流向有關(guān)系。4．計算公式

假設(shè)：主要道路上的車輛優(yōu)先通過路口；主要車道上的雙向車流視為一股車流；交通量不大，車輛之間的間隙分布符合負指數(shù)分布；當間隙大于臨界間隙t0時，次要道路上車輛方可穿越。次要道路上車輛跟馳行駛時的車頭時距t=3s。

按可穿越間隙理論，推算出次要道路上的車輛每小時能穿越主要道路車流的數(shù)量為

式中Q主——主要道路上的交通量(pcu／h)；

Q次——次要道路可能通過的車輛數(shù)(pcu／h)；

q——Q主/3600(pcu／s)；

t0——臨界間隙時間，對停車待機通過者t0=7~9s，對減速待機通過者，t0=6~8s；

t——次要道路上車輛跟馳行駛的車頭時距，t=3~5s。

例

9-5一無信號燈控制的交叉口，主要道路的雙向交通量為1200pcu／h，車輛到達符合泊松分布。次要道路上車輛可穿越的臨界車頭時距，t0=6s。車輛跟馳行駛的車頭時距t=3s。求次要道路上的車輛可穿越主要道路車流的數(shù)量。

解由上式同樣計算，得到表中各個數(shù)值。二.環(huán)形交叉口的通行能力（一）.環(huán)形交叉口類型環(huán)形交叉口按中心島直徑大小分為三類：1常規(guī)環(huán)形交叉口，中心島直徑大于25m，交織段比較長，進口引道不拓寬成喇叭形(圖5－22)。我國現(xiàn)有的環(huán)形交叉口大都屬于此類。2小型環(huán)形交叉口，中心島直徑小于25m，引道進口加寬，做成喇叭形，便于車輛進入交叉口(圖5－23)。3微型環(huán)形交叉口，中心島直徑一般小于4m，中心島不一定做成圓形，也不一定做成一個，可用白漆畫成圓圈不用凸(圖5－24)。這種環(huán)交，實際上是渠化交叉口。2.常規(guī)環(huán)形交叉口的通行能力1、英國環(huán)境部暫行公式式中：C－－交織段通行能力，再乘以0.85，等于設(shè)計通行能力(pcu/h)；其余各參數(shù)的意義、取值范圍同前。當重車超過15%時，對該式應(yīng)做修正。。例9-6

某環(huán)形交叉口環(huán)道寬12m，西北和東南中的交織距離長48m，東北和西南象限中的交織距離長42m，E1=6m，E2=12m，遠景年設(shè)計交通量見圖。求設(shè)計通行能力，驗算能否通過設(shè)計交通量解用公式(9-29)分別計算四個象限交織段的設(shè)計通行能力?，F(xiàn)列表9-41計算如下：由計算結(jié)果可知，各象限的設(shè)計通行能力均大于相應(yīng)象限的遠景設(shè)計交通量。2、無通行優(yōu)先權(quán)的環(huán)形交叉口公式9-313.小型環(huán)形交叉口的通行能力式中：C－－環(huán)交實用通行能力，該值乘以0.8等于設(shè)計通行能力(pcu/h)；－－所有引道基本寬度的總和(m)，見圖5－27；

A－－引道拓寬增加的面積(m2)，即圖中陰影部分；

K－－系數(shù)(pcu/(h·m))三路交叉，K＝70；四路交叉，K＝50；五路交叉，K＝45。三.信號交叉口通行能力

中國道路交通管理條例規(guī)定，在設(shè)有實施多相位信號燈控制的交叉口，綠燈亮時，允許各行駛方向的車輛進入交叉口。紅燈亮時，只允許右轉(zhuǎn)車輛沿右轉(zhuǎn)專用車道行進，但不得影響橫向道路上直行車輛的正常行駛。黃燈亮時，已越過停車線的車輛繼續(xù)行駛，通過交叉口；沒越過停車線的車輛應(yīng)在停車線后等候綠燈。

1．十字形交叉口的設(shè)計通行能力

十字形交叉口(圖5—18)設(shè)計通行能力等于各進口道設(shè)計通行能力之和。進口道設(shè)計

通行能力等于各車道設(shè)計通行能力之和。

(1)一條直行道的設(shè)計通行能力計算公式式中：Cs——一條直行車道的設(shè)計通行能力(pcu／h)；

T—信號燈周期(s)；

tg——信號每周期內(nèi)的綠燈時間(s)；

t0—綠燈亮后，第一輛車啟動、通過停車線的時間(s)，如無本地實例數(shù)據(jù)，可采用3.s；

ti——直行或右行車輛通過停車線的平均時間(s／pcu)；

——折減系數(shù)，可用0.9。(2)直右車道通行能力計算公式Csr=Cs式中：Csr—一條直右車道的設(shè)計通行能力(puc/h)。(3)直左車道設(shè)計通行能力計算公式式中：Cs1——一條直左車道的設(shè)計通行能力(pcu／h)；

—直左車道中左轉(zhuǎn)車所占比例。(4)直左右車道設(shè)計通行能力計算公式

Cs1r=Cs1式中：Cs1r—一條直左右車道的設(shè)計通行能力(pcu／h)。(5)交叉口進口道的設(shè)計通行能力

前已提及，進口道的設(shè)計通行能力等于進口各車道設(shè)計通行能力之和。此外，也可根據(jù)本進口車輛左、右轉(zhuǎn)比例計算。(1)進口設(shè)有專用左轉(zhuǎn)