5第五章 道路通行能力分析

1、,,,第五章 道路通行能力分析,,,交通工程總論,1,授課教師：郵箱：電話：,,,,Contents,目錄,,,,,2,,,通行能力概述,3,,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。1. 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，不論服務水平如何，1h所能通過的最大標準車輛

2、數(shù)。可能通行能力：指一已知公路的一組成部分在實際或預測的道路、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，不論服務水平如何，1h所能通過的最大車輛數(shù)（標準車或?qū)嶋H車） 。設計通行能力：指一設計中的公路的一組成部分在預測的道路、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，在所選用的設計服務水平下，1h所能通過的最大車輛數(shù)（標準車或?qū)?/p>

3、際車）。,,,通行能力概述,4,,2. 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計交通量。我國現(xiàn)階段仍用小時交通量而不用交通流率。3. 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

4、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：是指交通控制設施的形式及特定設計和交通規(guī)劃。(4) 環(huán)境條件：指橫向干擾程度以及交通秩序等。,,,通行能力概述,5,,4. 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水平時，需要將標準汽車交通量與實際或預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

5、標準車輛的輛數(shù)。(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)換算的總交通量； 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)。,,,通行能力概述,6,,5. 影響通行能力的主要因素及其對通行能力的修正系數(shù)6. 需分別進行通行能力和服務水平分析的公路組

6、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。,,,公路服務水平概述,7,,1. 公路服務水平：是交通流中車輛運行的以及駕駛員和乘客所感受

7、的質(zhì)量量度。亦即公路在某種交通條件下所提供運行服務的質(zhì)量水平。2. 公路服務水平的分級及各級服務水平的運行質(zhì)量描述六級服務水平（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

8、服務水平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水平A低一些。,,,公路服務水平概述,8,,C級：交通量大于服務水平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。當接近這一服務水平

9、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，

10、跟著前面的車輛停停走走，極不穩(wěn)定。在此服務水平中，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。,,,公路服務水平概述,9,,我國公路服務水平現(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。,,,公路服務水平概述,10,,我國公路服務水平現(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

11、D級； 四級相當于美國的E、F兩級。,,,公路服務水平概述,11,,3. 最大服務交通量 每一服務水平有其服務質(zhì)量的范圍。4. 公路設計采用的服務水平等級 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)采用二級服務水平，在重丘山嶺地形及在近郊采用三級服務水平。 不控制進入的汽車雙車道公路路段采用三級服務水平。

12、 混合交通雙車道公路段采用三級服務水平。,,,道路通行能力和服務水平的作用,12,,用于道路設計用于道路規(guī)劃用于道路交通管理,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,13,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,,,道路通行能力概述,14,,1.基本概念：道路通行能力：道路

13、能夠疏導或處理交通流的能力——道路上某一點某一車道或某一斷面處，單位時間內(nèi)可能通過的最大交通實體數(shù)（車/人）。單位：輛/h,輛/d,輛/s，pcu/h等2.影響因素：道路條件交通條件管制條件其他條件,5.1,,,道路通行能力概述,15,,3.道路通行能力作用：1）確定新建道路等級、性質(zhì)、主要技術(shù)指標和線性幾何要素2）確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段存在的問題并提出改進措施3）作為鐵路、公路水運空運等各種方式的方案比選依據(jù)4）

14、根據(jù)某路段通行能力的估算，對路況及交通狀況分析，可以提出某一地段線形改善方案5）作為交通樞紐的規(guī)劃、設計改建及交通設施配置的依據(jù)6）作為城市街道網(wǎng)規(guī)劃、公路網(wǎng)設計和方案比選的依據(jù)7）作為交通管理、運營、行車組織及監(jiān)控方式確定或方案選擇的依據(jù),5.1,,,道路通行能力概述,16,,4.道路通行能力的類別：①路段通行能力②有橫向干擾條件下，時通時斷、不連續(xù)車流的通行能力（有平交口的城市道路）③合流、分流或交叉運行狀態(tài)下的通行能

15、力（匝道、收費口、附近連接段等）④交織運行狀態(tài)下的通行能力（立體交叉的各類匝道、常規(guī)環(huán)道）,5.1,,,道路服務水平概述,17,,1.服務水平概念：服務水平是指道路使用者從道路狀況、交通與管制條件、道路環(huán)境等方面所能得到的實際效果與服務程度。按下列指標劃分：1）行車速度與運行時間2）車輛行駛時的自由程度3）交通受阻或者受干擾的程度4）行車的安全性（事故率和經(jīng)濟損失）5）行車的舒適性和乘客的滿意程度6）最大密度，每車

16、道每公里范圍內(nèi)車輛的最大密度。7）經(jīng)濟性（行駛費用）,5.1,,,道路服務水平概述,18,,2.道路服務水平分級表 5-1 5-2 5-3,5.1,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,19,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,,,引言,20,,5.2,1.高速公

17、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。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。2. 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）。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)

18、常行駛高速公路且技術(shù)熟練遵守交通法規(guī)者。,,,引言,21,,5.2,,,基本通行能力,22,,5.2,,,,基本通行能力,23,,5.2,,,,基本通行能力,24,,5.2,,,,實際通行能力,25,,5.2,,,,高速公路基本路段服務水平,26,,5.2,,,高速公路基本路段通行能力,27,,5.2,,,,,高速公路基本路段通行能力,28,,5.2,2. 單向車行道的設計通行能力式中：CD－單向車行道設計通行能力，即在具體條件下，

19、采用i級服務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)。,,,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,29,,5.2,,,30,,5.2,1. 車道寬度及側(cè)向?qū)挾鹊男拚禂?shù)fW(上表)2.

20、 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。,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,,,高速公路基本路段通行能力及服務水平分析計算,31,,5.2,例 已知：一已有四車道高速公路，設計速度為100km/h，單向高峰小時交通量VP＝1800veh/h，

21、大型車占40%，車道寬3.50m，緊挨行車道兩邊均有障礙物，重丘地形。分析其服務水平，問其達到可能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。解 為求服務水平要計算V/C：(1) 查表（5-2、5-4）得諸修正系數(shù) fW＝0.79，EHV＝2.5， fHV=1/[1+0.40×(2.5-1)]=0.625, fP=1.0(2) 計算V/C,,,高速公路基本路段通行

22、能力及服務水平分析計算,32,,5.2,(3) 該公路服務水平屬四級上半段(4) 求算達到可能通行能力前可增加的交通量 行車道的可能通行能力 達到可能通行能力前可增加的交通量V： V＝1975-1800＝175veh/h(5) 求理想條件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出為0.91。查圖5-1、2得平均行程速度為63km/h，平均交通密度為30pcu/(km

23、83;ln),觀測到的速度56km/h小于理想條件下的速度63km/h，這由于有大型車及非平原的重丘地形所致。,,,幾個要點,33,,5.2,通行能力分析的作用：規(guī)劃設計、運行分析道路設施不同導致影響通行能力的制約要素存在差異，通行能力分析機理、方法、指標各不相同對通行能力概念的理解關(guān)鍵要把握住究竟是哪些因素在限制交通量通行能力分析的一般方法：,,,幾個要點,34,,5.2,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服

24、務水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,35,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,交織區(qū)概述,,,36,,5.3,1. 交織運行的定義及分類(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

25、。2. 交織區(qū)長度3. 簡單交織區(qū)構(gòu)造型式,,,交織區(qū),37,,5.3,概 述,,,38,,5.3,概 述,,,39,,5.3,概 述,,,40,,5.3,概 述,,,41,,5.3,4. 交織寬度和交織運行形式(1) 交織寬度交織寬度由交織區(qū)段的車道數(shù)來量度。(2) 交織運行形式交織運行分約束及非約束運行兩種形式。影響交織區(qū)交織運行的參數(shù)表,影響交織區(qū)交織運行的參數(shù)表,,,42,,5.3,交織運行形式的確定,,,43,,

26、5.3,1. 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。,交織運行形式的確定,,,44,,5.3,交織運行形式的確定,,,45,,5.3,三種形式的特點： 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

27、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。,交織運行形式的確定,,,46,,5.3,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

28、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

29、運行。,交織區(qū)段運行參數(shù),,,47,,5.3,交織區(qū)段服務水平,,,48,,5.3,交織區(qū)衡量服務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。 通常設計時采用二級服務水平。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水平。當交織流和非交織流中一個或兩者均低于設計采用的服務水平等級時，就需采取改進措施，改進措施之一是改變交織構(gòu)造型式。,交織區(qū)段設計通行能力,,,49,,5.

30、3,交織區(qū)設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

31、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中對應于已給定構(gòu)造型式的算式，此時取算式中之Nw等于表中相應的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。,交織區(qū)段服務水平,,,50,,5.3,5．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中相應之非約束運行的a、

32、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值即為設計通行能力。分析計算就此結(jié)束。 例5—2 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3.7

33、5m，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水平下運行?,交織區(qū)段服務水平,,,51,,5.3,交織區(qū)段服務水平,,,52,,5.3,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=

34、1.7，得： fHV=1/[1+PHV(EHV-1 )]=1/[1+0.3×(1.7-1)] =0.83換算后， Vw1=480/[fw·fHV·fp]=480/[1.00×0.83×1.0]=578pcu/h Vw2=250/[1.00×0.83×1.0]=301pcu/h Vw= Vw1+ Vw2=

35、578+301=879puc/h Vnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h,交織區(qū)段服務水平,,,53,,5.3,③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=0.191 R=Vw2/Vw=301/

36、879=0.342 L=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/h,交織區(qū)段服務水平,,,54,,5.3,⑤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.

37、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確定服務水平。 查表（5-10），交織車輛的運行屬于三級服務水平，非交織車輛的運行屬于二級服務水平。,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務水平,5.2

38、 道路路段通行能力,,,,,55,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,匝道的形式、類型與基本參數(shù),,,56,,5.3,匝道指起連系作用的一種特殊路段，多位于立交及封閉公路進出口。匝道的作用是聯(lián)系位于不同高程上的主線與交叉線，便于各沖突方向的車流順利通行。匝道（一般形式）有一個入口、一個出口，長度較短，線形變化比較大，有的縱坡也較大。 就

39、匝道的設計目的及功能而言，無非是使進入立體交叉的車輛能完成左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。因此匝道有左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)兩種最常用形式。由于具體條件的限制，左轉(zhuǎn)匝道又常采用一些特殊形式。因此匝道可分為兩大類：基本形式和特殊形式。 基本形式： 特殊形式（左轉(zhuǎn)匝道）： 定向匝道 右轉(zhuǎn)匝道 對角匝道 左轉(zhuǎn)匝道,右轉(zhuǎn)匝道,,,57,,5.3,車輛從交叉線的右側(cè)分流，直接從另一交叉線的右側(cè)進入

40、。此種匝道的特點是，車輛右出右進，方向明確，出入直接，線形順適，車輛需轉(zhuǎn)彎90度左右，匝道曲率半徑可采用較大值，所以車輛可獲得較高車速，且行程最短 。,左轉(zhuǎn)匝道,,,58,,5.3,車輛在駛過立交中另一交叉線后，從右側(cè)分流，右轉(zhuǎn)270度（左右）之后，再從另一交叉線的右側(cè)進入。此種匝道的特點是，車輛右進右出，符合人們駕駛習慣，如果線形能合理設計，使曲率半徑適應車速變化，車輛就可以行駛順適。但右轉(zhuǎn)270度使車輛行駛距離較長，為了減少占地，設

41、計匝道曲率半徑一般較小，所以車速較低，其通行能力也較小,定向匝道,,,59,,5.3,左出左進式：車輛在立交前從左側(cè)分流跨過對向車道，從左側(cè)進入交叉線。此種形式線形簡潔，車輛行駛距離短，曲線半徑較大，適應較高車速。而且定向匝道幾乎和右轉(zhuǎn)匝道并行，布線緊湊，占地相對較少。右出右進式：交叉線右側(cè)分流，再從右側(cè)進入。此種形式符合駕駛員的習慣，但橋跨結(jié)構(gòu)物較多，線形變化大且曲線半徑小，對車速有一定限制 。,自由流速度,,,60,,5.3,——

42、FV：自由流速度（公里/小時） ——FV0：根據(jù)匝道轉(zhuǎn)彎半徑計算出來的行車速度（公里/小時） ——FFVW：行車道寬度修正系數(shù)（公里/小時） ——FFVV：匝道視距修正系數(shù)（公里/小時） ——FFVSL：縱坡修正系數(shù)（公里/小時） ——FFVUD：駛?cè)氲缆沸拚禂?shù)（公里/小時） ，高速公路+5km/h，一級公路+3km/h，其他公路為0——FFVS：分隔帶修正系數(shù)（對雙向匝道，是否有分隔帶） 有分隔帶為1，無分隔帶為0.9,

43、自由流速度,,,61,,5.3,2）基本自由流速度：R：匝道最小曲率半徑（米）； i：匝道平曲線內(nèi)最大超高橫坡度；μ：最大橫向力系數(shù)（取值在0.05—0.20之間， 建議采用0.12）。,自由流速度,,,62,,5.3,,匝道服務水平,,,63,,5.3,一級服務水平：代表不受限制或受限較小的交通流，車流密度很小，車輛在通暢的條件下行駛，不存在或有較少的相互干擾，車流狀態(tài)基本為自由通暢，車輛以近于自由流速的速度行駛； 二級服

44、務水平：隨著交通量的增大，汽車成隊行駛，但相互間的車頭時距比較大，車流狀態(tài)為部分連續(xù)，但排隊比率較小，車輛行駛速度仍很快，匝道上車輛對加減速車道及高速公路主線上的交通運行基本無影響；,匝道服務水平,,,64,,5.3,三級服務水平：基本上處于平穩(wěn)狀態(tài)，但已接近流量上的小變化導致運行質(zhì)量的巨變的邊緣，車輛間的車頭時距進一步減小，如果車隊中有慢車，后繼車輛會受很大影響。車流狀態(tài)為連續(xù)不斷，車輛行駛速度明顯下降，匝道上車輛對加減速車道及高速公

45、路主線上的交通運行有一定的影響； 四級服務水平：車輛行駛速度進一步降低，排隊長度超出了匝道的范圍，交通量接近或達到通行能力。流量小的變化將嚴重影響整個匝道的運行質(zhì)量，相互間車頭時距處于連續(xù)流的臨界值，車流狀態(tài)為飽和，匝道上車輛對加減速車道及高速公路主線上的交通運行有較大的影響，主線上行車速度有較大降低 。,匝道服務水平,,,65,,5.3,服務水平－飽和度（V/C）,匝道通行能力計算,,,66,,5.3,其中：C實際：匝道單車道的實

46、際通行能力（pcu/h）CB：基本通行能力（pcu/h）（表5-34）CW：匝道斷面總寬度修正系數(shù)（查表5-35）fHV：大車混入率修正系數(shù)（表5-32）,,,,Contents,目錄,5.1 道路通行能力與服務水平,5.2 道路路段通行能力,,,,,67,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路與匝道連接處通行能力,5.3 交織區(qū)與匝道通行能力,5.6 自行車道通行能力,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,68,,

47、5.4,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。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,69,,5.4,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

48、連接處。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,70,,5.4,2．設計要求及運行特征 (1)設計要求 通常要將匝道與主線連接處設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

49、亂甚至中斷。匝道與支線連接處要設計成使從主線駛來的車輛能順利匯人該連接處，這種連接處一般設計成平面交叉。 對于匝道與主線連接處的設計要強調(diào)交通安全。,高速公路互通立體交叉匝道概述,,,71,,5.4,2．設計要求及運行特征(2)運行特征 在匯人區(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人。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。在匯人

50、區(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。,匝道與主線連接處的運行分析,,,72,,5.4,2．在匝道與主線連接處需要分析計算的三個關(guān)鍵交通量 (1)匯合交通量Vm，用于駛?cè)朐训?，它是相互匯

51、合的車流交通量之和(veh／h)； (2)分離交通量Vd，用于駛出匝道，它是即將進行分岔的交通流的交通量(veh／h)； (3)主線交通量Vf，用于任何匯合或分離點，它是匝道與主線連接處最大的主線單向交通量，即駛?cè)朐训老掠位蝰偝鲈训郎嫌沃骶€單向行車道的交通量(veh／h)。,,,73,,5.4,匝道與主線連接處的運行分析,以上三個交通量是匝道與主線連接處的三個檢驗點交通量，見圖5—9。,,,74,,5.4,匝道與主線連接

52、處的運行分析,3．服務水平標準 各級服務水平簡要描述如下： Vm、Vd、Vf三個檢驗點處交通量的服務水平標準見表5－11,,,75,,5.4,一級服務水平，相當于美國通行能力手冊(HCM)服務水平A和B。 服務水平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。 服務水平B，匯人的車輛駛進車道1過境車輛間

53、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。 二級服務水平，相當于HCM中的服務水平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

54、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。,匝道與主線連接處的運行分析,,,76,,5.4,三級服務水平，相當于HCM中的服務水平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)朐训郎希训儡囮牽梢宰兂蓪\行具有破壞性的因素。 四

55、級服務水平，相當于HCM中的服務水平E和F。 服務水平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

56、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)。,匝道與主線連接處的運行分析,匝道與主線連接處的運行分析,,,77,,5.4,4．車道1交通量V1(veh／h)的計算 車道1交通量Vl是緊挨匯合區(qū)或分離區(qū)上游右側(cè)數(shù)起第1車道的交通量。它是計算Vm和Vd的基礎。計

57、算V1有多種圖式，具體計算圖式見圖5—10至圖5—14。,,,78,5.4,,,79,5.4,,,80,5.4,,,81,5.4,匝道與主線連接處的運行分析,,,82,,5.4,5. 匯合交通量Vm和分離交通量Vd的計算式Vm=V1+VrVd=V1式中：Vm－－匯合交通量(veh/h)； Vd－－分離交通量(veh/h)； V1－－車道1交通量(veh/h)； Vr

58、－－匝道交通量(veh/h)。,匝道與主線連接處的運行分析,,,83,,5.4,6．車道1中的大型車交通量 大型車在車道1中的交通量占單向行車道上大型車總交通量的百分比與主線單向交通量的關(guān)系曲線見圖5－15。但這是據(jù)美國加利福尼亞州的資料作成的圖，我國一般大型車在總交通量中的百分比比美國的要大，因此，有條件時應盡量用當?shù)鼗蛭覈倪@種曲線，只有在不得已情況下才參照圖5－15中的曲線。在使用圖5－15過程中，如求得的車道1中的大型

59、車交通量大于或等于車道1交通量，則仍用已得的車道1交通量，不過其中全部為大型車。,匝道與主線連接處服務水平,,,84,,5.4,1．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。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。

60、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交通量可用相應計算圖式中的計算式計算或者用近似法估計。,匝道與主線連接處服務水平,,,85,,5.4,(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。

61、 (4)計算檢驗點交通量Vm、Vd及Vf。 (5)確定各檢驗點的服務水平。 對于一個分析過程來講，是用檢驗點交通量Vm、Vd及Vf分別與服務水平標準表中相應的數(shù)字相比較以得到三個檢驗點處的服務水平等級。 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水平。在這種情況下，三者中服務水平最差者是控制因素，對其所求得的服務水平不能被接受的一種或幾種要素

62、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。,匝道與主線連接處服務水平,,,86,,5.4,例5—3 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，設計速度為120km／h，問其運行質(zhì)量在幾級服務水平之內(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。,匝道與主線連接處服務水

63、平,,,87,,5.4,②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。,匝道與主線連接處服務水平,,,88,,5.4,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

64、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。,匝道與主線連接處服務水平,,,89,,5.4,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確定服務水平。 從

65、表5－11對比出，Vf＝3253puc/h屬于三級服務水平，但靠近二、三級服務水平交界處。匯合交通量Vm=1781pcu/h屬于四級服務水平，靠近三、四級服務水平交界處。因此匯合交通量所處位置的服務水平最差，是控制因素，最好設法加以改進，其措施之一是實行匝道調(diào)節(jié)。,匝道與主線連接處服務水平,,,90,,5.4,⑤確定服務水平。 從表5－11對比出，Vf＝3253puc/h屬于三級服務水平，但靠近二、三級服務水平交界處。匯合交通量

66、Vm=1781pcu/h屬于四級服務水平，靠近三、四級服務水平交界處。因此匯合交通量所處位置的服務水平最差，是控制因素，最好設法加以改進，其措施之一是實行匝道調(diào)節(jié)。,匝道行車道的設計通行能力,,,91,,5.4,1．單車道匝道的設計通行能力 匝道設計速度≤50km／h時，為1200pcu/h； 匝道設計速度≥60km／h時，為1 500pcu/h.2．雙車道匝道的設計通行能力 雙車道匝道只有在駛?cè)牖蝰偝鲈训蓝瞬康能囕v能以兩

67、列駛?cè)牖蝰偝鲋骶€的情況下，才可采用單車道匝道設計通行能力的兩倍。 3．大型車對匝道通行能力的修正系數(shù)，fHV值見表5－13。,匝道行車道的設計通行能力,,,92,,5.4,4．設置雙車道匝道的注意事項 (1)通常匝道與主線連接部分的匝道的設計通行能力與匝道行車道設計通行能力相比是較小的，匝道設計通行能力一般由匝道與主線連接處的設計通行能力所控制，故當設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

68、水平的分析計算。 (2)雖然從通行能力的觀點來看設置一單車道匝道是足夠了，但如果具有下列條件之一者，通常亦要設置雙車道匝道： ①匝道長度長于300m，設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