道路通行能力手册第4章-高速公路基本路段.doc

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1、第四章 高速公路基本路段 - I - 目目 录录 目目 录录I 第四章第四章 高速公路基本路段高速公路基本路段1 4.1 引言 .1 4.1.1 名词术语.1 4.1.2 理想条件下的高速公路交通流特性.2 4.1.3 通行能力影响因素.3 4.2 通行能力分析方法 .6 4.2.1 通行能力分析方法流程.6 4.2.2 计算公式与参数.7 4.3 通行能力分析步骤 .13 4.3.1 运行状况分析.13 4.3.2 设计和规划分析.15 4.3.3 特定纵坡路段分析方法.18 4.4 算例分析 .20 4.4.1 算例一基本路段的运行状况分析.20 4.4.2 算例二基本路段的设计分析.22

2、 4.4.3 算例三基本路段的规划分析.24 4.4.4 算例四特定纵坡路段的分析.26 第四章 高速公路基本路段 - 1 - 第四章第四章 高速公路基本路段高速公路基本路段 4.1 引言引言 高速公路基本路段是指不受匝道连接点和合流、分流及交织流影响的高速公路路段，其 位置如图 3-1 所示。 本章的通行能力分析程序是在以下假设条件的基础上计算的： 1）良好的路面条件； 2）没有交通事故； 3）良好的气候条件。 使用本手册时，如果这些条件不具备，分析人员应该在考虑上述假设条件的基础上，对 计算结果进行分析、修正后，才能应用。 4.1.1 名词术语名词术语 1. 高速公路基本路段通行能力在当前

3、通常的道路和交通条件下，高速公路某一断 面或均匀路段所容许通过的最大持续交通流率，通常的统计间隔为 15 分钟或 5 分钟， 单位是辆/h/车道或小客车/h/车道。 2. 道路特性指高速公路路段的几何线形特性，包括车道宽度、车道数、左侧路缘 带宽度、右侧路肩宽度、计算行车速度、坡度、平曲线半径和车道功能划分等。 3. 交通条件指所有影响通行能力或运行情况的特性，包括交通组成，车道分布比 例、交通管理以及驾驶员总体特性（例如，职业驾驶员与业余驾驶员、各地驾驶员 之间的差别等）。 应当注意的是，通行能力分析的某一路段，其道路特性和交通条件应保持一致。如果道 路、交通条件发生了显著变化，则路段通行能

4、力和运行条件也会随之发生变化，这时应该对 发生变化的路段进行新的通行能力分析。另外，通行能力分析路段应该具有一致的计算行车 速度，如果由于地形条件所限，降低了计算速度，则应该将降低计算行车速度的路段作为独 立的路段进行通行能力分析。 公路通行能力手册 - 2- 4.1.2 理想条件下的高速公路交通流特性理想条件下的高速公路交通流特性 高速公路基本路段的理想条件包括理想道路条件和交通条件。理想道路条件是指双向四 车道高速公路，计算行车速度为 120km/h，车道宽度为 3.75m，硬路肩宽度为 3.5m，左侧路 缘带宽度为 0.75m，中央分隔带宽度为 3.0m，纵坡为 0，具有良好的线形；理想

5、交通条件是 指交通组成是 100%的小客车，司机都是职业驾驶员。 在理想条件下，典型交通流特性如图 4-1 和图 4-2 所示。 0 20 40 60 80 100 120 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 流量(小客车/h/车道) 速度(km/h) 图图 4-1 理想条件下高速公路基本路段的速度理想条件下高速公路基本路段的速度流量关系图流量关系图 0 400 800 1200 1600 2000 0 10 20 30 40 50 密度(小客车/km/车道) 流量(小客车/h) 图图 4-2 理想条件下高速公路基本路段的密度理想条件

6、下高速公路基本路段的密度流量关系图流量关系图 图 4-1 和图 4-2 可以看到目前高速公路基本路段中交通流的两个特性： 1）在同样的流量水平下，速度分布在相当宽的一个范围内；在同样的流量水平下，密 度分布相对集中。 2）在交通量小于通行能力阶段，随着流量的增大，速度呈单调递减趋势，一直到交通 量达到通行能力。 第四章 高速公路基本路段 - 3 - 3）在非稳定流阶段，速度、流量和密度之间不存在必然的联系，交通流处于紊乱状态。 鉴于以上特性，在推荐各计算速度下的交通流特征曲线时，采用的是二次曲线的形式， 具体的特征曲线如图 4-3 和图 4-4 所示。 0.00 20.00 40.00 60.

7、00 80.00 100.00 120.00 02004006008001000120014001600180020002200 流量（小客车/h/车道） 速度（km/h） 图图 4-3 理想条件下速度理想条件下速度流量关系图流量关系图 0 500 1000 1500 2000 2500 05101520253035 密度（小客车/km/车道） 流量（小客车/h/车道） 图图 4-4 理想条件下密度理想条件下密度流量关系图流量关系图 4.1.3 通行能力影响因素通行能力影响因素 实际高速公路的道路、交通条件往往不是理想条件，其中对通行能力构成影响的主要因 素包括：车道宽度及侧向净空、车道数量、

8、计算行车速度、交通组成和驾驶员总体特性，这 些条件的变化都将引起速度流率密度关系发生变化。 公路通行能力手册 - 4- 1）车道宽度及侧向净空影响当车道宽度不足 3.75 米时，车辆行进时的横向间距比 在理想条件下小。为此，驾驶员将拉大与同向车辆间的行驶间距，或者降低行驶速 度，以保证安全，同时也减少该路段的通行能力。当左侧路缘带宽度和右侧路肩宽 度受限时，也会导致类似的情况。 2）车道数量影响当单向车道数量从理想条件下的 2 车道变为 3 车道或 4 车道之后， 其通行能力是否按车道数成倍增加？由于车道增多，使交通量在各车道上的分布发 生了明显的变化，即使在拥挤的情况下，交通量分布也不均匀，

9、见图 4-5。因此，每 增加一条车道，其通行能力增长不到一条车道的基本通行能力，即 2200 小客车/h/车 道，也就是说平均每车道的通行能力相对于理想条件有所下降。 图图 4-5 车道数量的增加引起交通量在各车道的不均匀分布车道数量的增加引起交通量在各车道的不均匀分布 3）计算行车速度影响当计算行车速度低于 120km/h 时，高速公路的运行条件将产 生变化。因此，在任何特定的交通量条件下，车速观测值都低于 120km/h，其速度 流量密度关系曲线和通行能力值也将发生相应的变化，参见图 4-3 和图 4-4。 4）交通组成影响由于中型车和大型车在外形尺寸和车辆行驶性能上与小客车存在 显著差别

10、，对交通流特性造成两方面的影响。（a）中型车和大型车比小客车占用更 多的道路行驶空间。（b）中型车和大型车的加速、减速和保持速度的能力低于小客 车。因此，中型车和大型车会在交通流中占用更大的动态空间，见图 4-6、图 4-7 和 图 4-8 所示。在长距离的持续上坡路段，中型车和大型车由于动力特性比小客车差， 不得不明显减速，导致交通流中出现很大空隙。 第四章 高速公路基本路段 - 5 - 图图 4-6 大交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移大交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移 图图 4-7 小交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移小交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移

11、 公路通行能力手册 - 6- 图图 4-8 大型车导致交通流中出现大间隙大型车导致交通流中出现大间隙 5）驾驶员总体特征影响理想条件之一是驾驶员都是职业驾驶员，当驾驶员由职业 和业余驾驶员组成，或者驾驶员的技术熟练程度、遵守交通法规的程度、高速公路 驾驶经验、对所在高速公路的熟悉程度以及驾驶员健康状况与理想条件存在差别时， 都将使驾驶员降低车速，导致速度流量密度关系曲线和通行能力发生变化。 本手册给出了以上通行能力影响因素对通行能力造成的一般影响，各地区在没有进行本 地的通行能力研究时，可采用本手册的推荐值考虑各影响因素的影响。但是，由于我国幅员 辽阔，各地区经济发展水平不一致，所以各影响因素

12、的影响可能因地而异，所以，在通行能 力分析过程中最好对本手册的推荐值进行验证，然后再应用。 4.2 通行能力分析方法通行能力分析方法 4.2.1 通行能力分析方法流程通行能力分析方法流程 本节介绍高速公路基本路段通行能力分析方法的流程见图 4-9。如何应用这些步骤进行 具体的交通规划、设计和运行状况分析，将在 4.3 节中详细讨论。 第四章 高速公路基本路段 - 7 - 理想条件下通行能力 车道数修正 车道宽和净空修正 交通组成修正 驾驶员总体特性修正 实际条件下通行能力 规划、设 计分析 运营分析 实际道路、交通条件修正 图图 4-9 高速公路基本路段通行能力分析方法流程高速公路基本路段通行

13、能力分析方法流程 从图 4-9 可以看到，高速公路基本路段通行能力分析都是从理想条件下的通行能力（这 里通行能力是指最大通行能力或对应着特定服务水平等级下的最大服务交通量）开始的，然 后根据规划、设计或运营高速公路的实际条件，对理想通行能力进行修正，得到实际条件下 的通行能力值。利用该值用于高速公路基本路段的规划、设计和运行状况分析。 4.2.2 计算公式与参数计算公式与参数 （一）（一） 理想条件的通行能力理想条件的通行能力 本手册中理想条件下的通行能力值列于表 4-1。 利用高速公路基本路段交通流变化的敏感参数密度，将高速公路服务水平划分为四 级，即自由流、稳定流上限、稳定流和饱和流，以及

14、处于拥挤状态的强制流。理想条件下的 服务水平分级情况见图 4-10 和图 4-11，各计算行车速度对应的交通流参数分别见表 4-2表 4-5。 公路通行能力手册 - 8- 表表 4-1 理想条件下的通行能力参数理想条件下的通行能力参数 计算行车速度 （km/h） 通行能力 （小客车/h/车道） 临界密度 （小客车/km） 临界速度 （km/h） 12022003760 10022004450 8020005040 6018004540 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 0200400600800100012001400160018002000

15、2200 流量（小客车/h/车道） 速度（km/h） 一级二级三级四级 图图 4-10 理想条件下速度理想条件下速度流量图的服务水平分级流量图的服务水平分级 0 500 1000 1500 2000 2500 05101520253035 密度（小客车/km/车道） 流量（小客车/h/车道） 一级 二级 三级四级 图图 4-11 理想条件下密度理想条件下密度流量图的服务水平分级流量图的服务水平分级 第四章 高速公路基本路段 - 9 - 表表 4-2 计算行车速度计算行车速度 120km/h 的高速公路服务水平分级的高速公路服务水平分级 服务水平等级 密度 （小客车/km/车道） 速度 （km/

16、h） V/C 最大服务交通量 （小客车/h/车道） 一级（自由流） 7 109 0.34750 二级（稳定流上限） 18 91 0.741600 三级（稳定流） 25 79 0.982000 （饱和流） 37 60四 级（强制流） 37 60 1.002200 表表 4-3 计算行车速度计算行车速度 100km/h 的高速公路服务水平分级的高速公路服务水平分级 服务水平等级 密度 （小客车/km/车道） 速度 （km/h） V/C 最大服务交通量 （小客车/h/车道） 一级（自由流） 7 92 0.30650 二级（稳定流上限） 18 79 0.641400 三级（稳定流） 25 71 0.8

17、21800 （饱和流） 44 50四 级（强制流） 44 50 1.002200 表表 4-4 计算行车速度计算行车速度 80km/h 的高速公路服务水平分级的高速公路服务水平分级 服务水平等级 密度 （小客车/km/车道） 速度 （km/h） V/C 最大服务交通量 （小客车/h/车道） 一级（自由流） 7 74 0.25500 公路通行能力手册 - 10- 二级（稳定流上限） 18 66 0.581150 三级（稳定流） 25 60 0.751500 （饱和流） 50 40四 级（强制流） 50 40 1.002000 表表 4-5 计算行车速度计算行车速度 60km/h 的高速公路服务水

18、平分级的高速公路服务水平分级 服务水平等级 密度 （小客车/km/车道） 速度 （km/h） V/C 最大服务交通量 （小客车/h/车道） 一级（自由流） 7 56 0.22400 二级（稳定流上限） 18 51 0.50900 三级（稳定流） 25 47 0.671200 （饱和流） 45 40四 级（强制流） 45 40 1.001800 表 4-2表 4-5 中的密度值分别是相应服务水平所能容许的最大密度。同样，表中列出的 通行能力推荐值适用于我国高速公路基本路段的一般情况，当交通量达到通行能力时，精确 的密度和速度值会因地而异。另外，表中的最大服务交通量是以 50 辆小客车/h/车道为

19、计数 单位。 （二）（二） 实际道路、交通条件修正理想通行能力实际道路、交通条件修正理想通行能力 按照式（4-1）计算实际道路、交通条件对通行能力的修正。 式（4-1）NffffMSFSF phvwliji 其中，实际道路、交通条件下， 级服务水平对应的单方向条车道的 i SFiN 服务交通量，辆/h； 理想条件下， 级服务水平，计算行车速度为的单车道最大 ij MSFij 第四章 高速公路基本路段 - 11 - 服务交通量，辆小客车/h/车道；四级服务水平对应的最大服务交 通量就是通行能力。 车道数影响对通行能力的修正系数； l f 车道宽度和测向净空影响对通行能力的修正系数； w f 交通

20、组成影响对通行能力的修正系数； hv f 驾驶员总体特性影响对通行能力的修正系数； p f 高速公路单向车道数。N （1） 车道数影响的修正系数车道数影响的修正系数 表表 4-6 车道数影响的修正系数车道数影响的修正系数 计算行车速度计算行车速度 （km/h） 双向六车道双向六车道双向八车道双向八车道 1200.980.98 1000.980.98 800.990.99 600.991.00 （2） 车道宽度和测向净空影响的修正系数车道宽度和测向净空影响的修正系数 表表 4-7 车道宽度和侧向净空影响的修正系数车道宽度和侧向净空影响的修正系数 道路条件道路条件 计算行车速计算行车速 度度 （k

21、m/h） 通行能力通行能力 修正系数修正系数 道路条件道路条件 计算行车速计算行车速 度（度（km/h） 通行能力通行能力 修正系数修正系数 1200.97 1000.98 800.98 车道宽 3.5m 600.98 / 1200.981200.99 1000.981000.99 800.98800.99 左侧 路缘带 0.25m 600.98 左侧 路缘带 0.5m 600.99 右侧路肩1200.98右侧路肩1200.99 公路通行能力手册 - 12- 1000.981000.99 800.98800.99 1.0m 600.98 1.5m 600.99 1201.00 1001.00

22、801.00 右侧路肩 2.0m 601.00 / 表 4-7 分别列出了车道宽度、左侧路缘带和右侧路肩宽度不满足理想条件时，通行能力 的修正系数。当以上三个条件中有两个或三个同时不足时，其综合的修正系数为独立影响情 况下修正系数的乘积。如计算行车速度为 120km/h，车道宽为 3.5 m，左侧路缘带 0.25m 时， 其通行能力修正系数为 0.970.980.95，即此种情况下通行能力降低 5%；又如，计算行车 速度为 100km/h，车道宽为 3.5 m，左侧路缘带 0.25m，右侧路肩为 1.0 m 时，其通行能力修 正系数为 0.980.980.980.94，即此种情况下通行能力降低

23、 6%。 （3） 交通组成影响的修正系数交通组成影响的修正系数 式（4-2） 11 1 ii hv Ep f 其中，车型 的交通量占总交通量的百分比； i pi 车型 的车辆折算系数；高速公路中车型 包括中型车和大型 i Eii 车。 表表 4-8 高速公路基本路段小客车当量值高速公路基本路段小客车当量值 坡度 车型 流量 （辆/h/车道）0%1%2%3%4%5% 1000 1.51.51.52.02.02.5 100015002.52.83.43.84.55.5 中 型 车 1500 2.52.53.03.34.04.8 1000 2.02.02.02.52.53.0 100015007.0

24、9.010.011.013.014.0 大 型 车 1500 6.08.08.09.011.012.0 实际上，车辆折算系数的影响因素非常多，如交通量的大小、纵坡坡度和坡长、车辆性 第四章 高速公路基本路段 - 13 - 能等。表 4-8 所列的小客车当量值只适用于公路工程技术标准（JTJ 001-97）所规定的独 立的纵坡坡度和坡长范围，对于组合坡段的通行能力分析则应该采用特殊的方法，详见 4.3.3。 （4） 驾驶员总体特性影响的修正系数驾驶员总体特性影响的修正系数 驾驶员总体特征的影响是通过修正系数来反映的，取值范围在 0.851.00 之间。驾驶 p f 员总体特征影响修正系数的使用应

25、该非常谨慎，可以通过调查工作日和休息日的交通流率和 速度来确定该修正系数取值；或通过专家对道路、交通状况的综合分析，提出合理的修正系 数。 在一些情况下，可以采用的取值范围对通行能力进行灵敏性分析，以确定不同的驾 p f 驶员总体特征是否会严重影响高速公路通行能力。 4.3 通行能力分析步骤通行能力分析步骤 上节中讨论的通行能力分析方法常用于解决下列各类问题： 1）运行状况分析运行状况分析可以针对现有的或拟建的高速公路进行。运行状况 分析是在已知详细的道路几何线形及交通条件的基础上，通过运行状况分析，估计 现有的或拟建的高速公路中交通流的服务水平、速度和密度。运行状况分析可以用 来评价高速公路

26、运营状况，或采取某些改造措施后产生的效果，也可以用来评价高 速公路的设计方案。 2）规划和设计分析规划和设计分析一般是根据预测交通量和几何线形设计标准， 以及目标年期望达到的服务水平作为已知条件，计算出规划和设计中高速公路路段 所需的车道数。规划和设计相比，规划分析中只要求交通预测和道路的平、纵线形 的近似数据，对所需车道数进行初步估算。另外，虽然规划和设计分析本身的过程 相对简单，但是为深入分析规划、设计方案，往往需要假设详细的交通预测资料， 包括交通量高峰特性，交通组成和有关的平、纵线形资料，对路段进行运行状况分 析。 必须指出的是：本手册的这些分析方法只是用作指导性准则，并不能代替可行方

27、案的论 据和决策。通过通行能力分析，只是向作决策的工程师和规划人员提供了一些参考数据，并 不等于决策本身。要进行最后的决策，除了这些基本的、重要的数据以外，还有其他一些分 析，如经济效益和环境影响评价等。 公路通行能力手册 - 14- 4.3.1 运行状况分析运行状况分析 （一）数据要求（一）数据要求 进行高速公路基本路段运行状况分析所需资料如下： 1）高峰小时交通量，或者其它规定时间内的小时交通量； 2）交通特性，包括交通组成：大、中、小型车所占的百分比，15 分钟高峰小时系数以 及驾驶员总体特征； 3）道路特性，包括车道数，车道宽度，侧向净空，计算行车速度和纵坡坡度等。 （二）划分分析路段

28、（二）划分分析路段 在运行状况分析之前，应把高速公路划分成具有统一特性的路段，即上述各项数据稳定 不变；如果某一项数据发生变化，则需要划分为另外一段进行分析。通常将匝道和主线的连 接点就作为分段点，因为该点的交通量会发生变化。 （三）运行状况分析步骤（三）运行状况分析步骤 运行状况分析是在式（4-1）的基础上进行的，详细的分析步骤见图 4-12。 15min 高峰小时流率 车道数修正 车道宽和净空修正 交通组成修正 驾驶员总体特性修正 实际条件下最大服务交通量 计算 饱和度 确定实际 运行速度 实际道路、交通条件修正 确定服务 水平等级 观测小时流量 确定交通 流密度 第四章 高速公路基本路段

29、 - 15 - 图图 4-12 高速公路基本路段运行状况分析步骤高速公路基本路段运行状况分析步骤 运行状况分析步骤说明： 1）将实测的小时交通量通过 15 分钟高峰小时系数折算成为 15 分钟高峰小时Q 15 PHF 交通流率。SF 式（4-3） 15 / PHFQSF 其中，单方向实际高峰小时服务流率，辆/h；SF 单方向观测小时交通量，辆/h；Q 15 分钟高峰小时系数，具体取值见表 4-9。 15 PHF 表表 4-9 15 分钟高峰小时系数分钟高峰小时系数 地形条件地形条件东部地区东部地区中部地区中部地区西部地区西部地区全国平均全国平均 平原微丘0.9350.9260.9280.927

30、 山岭重丘0.9010.8750.8460.874 注：东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、山东、江苏、浙江、上海、福建、广东、广西、海南； 中部地区包括山西、内蒙、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地区包括四川、贵 州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。 2）根据式（4-4）计算实际道路、交通条件下的最大交通量。MSF 式（4-4）)/(NffffSFMSF phvwl 其中，所有符号同式（4-1），各修正系数的取值可查表 4-6表 4-8 获得。 3）根据计算得到的单车道实际最大交通量和分析路段的计算行车速度，查阅表MSF 4-1 中相应的通行能力值，按照式（4-5）

31、计算饱和度。cv/ 式（4-5） j CMSFcv/ 其中，计算行车速度的通行能力值，辆小客车/h/车道； j Cj 其余符号同式（4-1）。 4）根据计算得到的单车道实际最大交通量和分析路段的计算行车速度，查阅图MSF 4-11 中相应的流量密度曲线，确定分析路段的交通流密度。 5）根据计算得到的单车道实际交通流密度和分析路段的计算行车速度，对应表 4-2表 4-5 中相应计算行车速度下各服务水平的最大服务交通量，确定分析路段的服务水平 公路通行能力手册 - 16- 等级。 6）根据计算得到的单车道实际最大交通量和分析路段的计算行车速度，查阅图MSF 4-10 中相应的速度流量曲线，确定分析

32、路段的运行速度。 4.3.2 设计和规划分析设计和规划分析 （一）数据要求（一）数据要求 设计分析需要的资料主要涉及预测的定向设计小时交通量及其交通流特性描述方面的数 据。同时，还需要事先假设计算行车速度、车道宽度和侧向净空等规划和设计数据。如果需 要对设计方案进行详细的运行状况分析，则还需要假设道路平、纵线形的有关资料。通常进 行设计分析所需的数据如下： 1）在考虑分析路段地形条件的基础上，假设车道宽度、侧向净空和计算行车速度等设 计的几何线形数据； 2）预测设计年限的年平均日交通量 AADT； 3）假设交通流特性，如交通流组成：大、中、小型车组成比例，15 分钟高峰小时系数 以及驾驶员总体

33、特征。 相比之下，规划分析的数据要求相对较粗，通常需要如下数据： 1）预测设计年限的年平均日交通量 AADT； 2）预测大、中型车在交通中所占百分比； 3）规划路段的地形分类。 （二）划分分析路段（二）划分分析路段 与运行状况分析一样，分析之前应把高速公路划分成具有统一特性的路段。考虑到匝道 和主线的连接点处的交通量会发生变化，通常作为通行能力分析的分段点。 （三）设计和规划分析步骤（三）设计和规划分析步骤 设计分析也是在式（4-1）的基础上进行的，详细的分析步骤见图 4-13。 第四章 高速公路基本路段 - 17 - 15min 高峰小时流率 SF 理想条件下设计通行能力 车道宽和净空修正

34、交通组成修正 驾驶员总体特性修正 设计、规划条件下单车道的 最大服务交通量 MSF 道路、交通条件修正 预测单方向设计小时流量 计算所需车道数 设计年限 AADT 预测值 图图 4-13 高速公路基本路段设计分析步骤高速公路基本路段设计分析步骤 由于设计分析要求更细致，因此以下按设计分析步骤进行说明，而对规划分析中不一样 的地方进行相应的补充说明： 1）将设计年限的年平均日交通量按照式（4-6）换算成为单方向设计小时交通量。 式（4-6）DKAADTDDHV 其中，预测的单方向设计小时交通量，辆/h；DDHV 年平均日交通量，辆/h；AADT 设计小时交通量系数，具体取值见表 4-10；K 方

35、向不均匀系数，通常取 0.5，即按两个方向交通量无明显差D 异进行处理。 表表 4-10 设计小时交通量系数（单位：设计小时交通量系数（单位：%） 公路位置公路位置华北华北东北东北华东华东中南中南西南西南西北西北 近郊高速8.09.58.58.59.09.5 城间高速12.013.512.512.513.013.5 注：华北地区包括北京、天津、河北、山西、内蒙古；东北地区包括辽宁、吉林、黑龙江；华东地区 包括上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东；中南地区包括河南、湖南、湖北、广东、广西、 海南；西南地区包括四川、云南、贵州、西藏；西北地区包括陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。 公路通行能力手册

36、 - 18- 2）将预测的单方向设计小时交通量通过 15 分钟高峰小时系数折算成为DDHV 15 PHF 15 分钟高峰小时交通量。SF 式（4-7） 15 / PHFDDHVSF 其中，预测的单方向设计小时交通量，辆/h；DDHV 其它符号同式（4-3），的取值见表 4-9。 15 PHF 3）根据式（4-8）计算设计道路和假设交通条件下的最大服务交通量。MSF 式（4-8） phvwj fffMSFMSF 其中，计算行车速度下的设计通行能力，通常取三级服务水平对应 j MSFj 的最大服务交通量，辆小客车/h/车道； 设计道路条件和假定的交通条件下的最大服务交通量，辆/h/车MSF 道；

37、其它符号同式（4-1），各修正系数的取值可查表 4-6表 4-8 获得。 规划分析时，由于规划资料内容有限，所以，只能根据通常的交通组成资料进行交 通组成影响的修正，而认为车道宽度和驾驶员特性均为理想条件。 4）根据计算得到设计路段 15 分钟高峰小时交通量和设计条件下单车道最大服务交SF 通量，按照式（4-9）计算设计路段所需车道数。MSF 式（4-9）MSFSFN/ 5）最后计算出的车道数通常不是整数，最简单的处理办法是向上取整；也可以综合考 虑经济因素和其它方面的问题，重新选择设计通行能力，再次计算后再取整。但无 论如何取整，都可以通过运行状况分析方法审查其运行情况，以便做出最后的决策。

38、 另外，由于道路几何特征及交通条件的变化，可能使相邻两段高速公路路段上所需 的车道数不一致，甚至在同一路段上两个方向（特别是在陡坡段）的计算车道数值 也不相等，关于这一点，应该从高速公路系统的一致性、连续性需求方面进行考虑， 这将在“高速公路系统”设计中做详细阐述。 6）在规划分析中，由于规划分析结果是根据一般规划资料得到的，而这些资料将随着 高速公路从规划阶段进入设计阶段而有所变化。因此，规划分析的结果不能直接作 为设计结果使用；而且，设计分析也不应拘于规划分析的结果。 4.3.3 特定纵坡路段分析方法特定纵坡路段分析方法 所谓特定纵坡路段是指单一的坡度-坡长，或者几个上（或下）坡段组合的等

39、效坡度 第四章 高速公路基本路段 - 19 - 坡长值符合表 4-11 和表 4-12 中任何一项坡度-坡长值的路段。由于特定纵坡上坡路段中，大 型车的车辆换算系数较大，导致当量交通量增大，使该路段成为基本路段上运行质量较差甚 至最差的部分。另外，当特定上坡路段的设计小时交通量超过其同向车行道的设计通行能力 时，还需要设置爬坡车道。因此，需要对特定纵坡上坡路段进行特别分析。 表表 4-11 特定上坡路段（特定上坡路段（122Kg/kw）大型车的车辆换算系数）大型车的车辆换算系数 HV E 坡度（%）坡长（m）4 车道高速公路6 或 8 车道高速公路 2 1000 33 3 4001000 10

40、00 3 4 3 4 4 400 400800 800 3 4 5 3 4 4 5 300 300500 5001000 1000 4 5 6 7 4 4 5 6 6 300 300500 5001000 1000 5 6 7 8 4 5 6 7 表表 4-12 特定上坡路段（特定上坡路段（177Kg/kw）大型车的车辆换算系数）大型车的车辆换算系数 HV E 坡度（%）坡长（m）4 车道高速公路6 或 8 车道高速公路 24001200 1200 3 4 3 4 3400800 8001200 1200 4 5 6 4 4 5 公路通行能力手册 - 20- 4400 400800 80012

41、00 12001600 1600 3 5 6 7 8 3 4 5 6 7 5300 300700 7001200 1200 4 6 10 12 4 6 8 10 6300 300600 600 5 8 16 4 7 12 除此之外，由于纵坡路段在上坡路段和下坡路段的交通特性存在明显的不同，因此，要 对特定纵坡的上坡路段和下坡路段分别进行通行能力和服务水平分析。 1） 特定纵坡上坡段的 HV E 特定纵坡段的坡度-坡长范围，以及相应的上坡段大型车换算系数见表 4-11 和表 4-12。 2） 特定纵坡下坡段的求法 HV E i.当大型车中以 122kg/kw 左右及以下车辆占主导地位时，纵坡坡度

42、-坡长为 （3%，1000 米）、（4%，400 米）以及纵坡坡度大于 4%的所有下坡路段；以 及当大型车中以 177kg/kw 左右及以上的大型车占主导地位时，坡度-坡长为 （2%，1200 米）、（3%，400 米）、（4%，400 米）及坡度大于 4%的所有下 坡路段（不论单一坡或组合坡段），可应用同样坡度-坡长上坡段值的一 HV E HV E 半。 ii.当坡度坡长小于（1）中所属范围的特定下坡路段时，可取平原微丘地形中 HV E 的值，见表 4-8。 HV E 4.4 算例分析算例分析 4.4.1 算例一算例一基本路段的运行状况分析基本路段的运行状况分析 现以实测高速公路路段：国道

43、G107 广州深圳高速公路为例，按照交通运行状况分 第四章 高速公路基本路段 - 21 - 析步骤进行评价。实地勘察资料如下： 1）单方向观测到的高峰小时交通量为 1136 辆/h； 2）交通组成：小型车比例 65%，中型车比例 34%，大型车比例 1%；驾驶员多为职业 驾驶员，比较熟悉分析路段； 3）道路条件：平原微丘地区的双向四车道高速公路，行车道宽度为 23.75 米，柔性 路面，内侧路缘带宽度 0.75m，外侧路肩宽度 2.7m，计算行车速度为 100km/h，纵 坡坡度为零。 问题：问题：根据以上条件确定该路段的饱和度、运营状况所处的服务水平、平均行程速度和 交通流密度。 分析：分析

44、：按照图 4-12 描述的运行状况分析步骤进行求解。 1）将实测的小时交通量通过 15 分钟高峰小时系数折算成为 15 分钟高峰小时Q 15 PHF 交通量。查表 4-9，得到东部地区平原微丘的 15 分钟高峰小时系数为SF 15 PHF 0.935，则： （辆/h） 15 / PHFQSF 935 . 0 /11361215 2）根据式（4-4）计算实际道路、交通条件下的最大服务交通量。由于分析路段MSF 是双向四车道高速公路，则取 1.00；按照行车道宽度为 23.75 米，内侧路缘带 l f 宽度 0.75m，外侧路肩宽度 2.7m，查表 4-7，则取 1.00；由于纵坡坡度为零，且 w

45、 f 高峰小时交通量为 568 辆/h/车道，小于 1000 辆/h/车道，查表 4-8，取中型车的车辆 折算系数为 1.5，大型车的车辆折算系数为 2.0；由于驾驶员多为职业驾驶员，且熟 悉分析路段，则取 1.00；则 p f 由交通组成中，中型车比例 34%，大型车比例 1%，则 11 1 ii hv Ep f 10 . 201 . 0 15 . 134 . 0 1 1 847 . 0 而 )/(NffffSFMSF phvwl )200 . 1 847 . 0 00 . 1 00 . 1 /(1215 （辆小客车/h/车道）717 3）由于单车道实际最大交通量为 717 辆小客车/h/车

46、道，分析路段的计算行车速MSF 度为 100km/h，查阅表 4-1，取通行能力为 2200 辆小客车/h/车道，则饱和度： 公路通行能力手册 - 22- j CMSFcv/2200/71733 . 0 4）由于单车道实际最大交通量为 717 辆小客车/h/车道，分析路段的计算行车速MSF 度为 100km/h，查阅图 4-11 中相应的流量密度曲线，确定分析路段的交通流密 度为 8.5 辆小客车/km/车道。 5）由于单车道交通流密度为 8.5 辆小客车/km/车道，分析路段的计算行车速度为 100km/h，查表 4-3，一级服务水平的上限为 7 辆小客车/km/车道，而二级服务水平 的上限

47、为 18 辆小客车/km/车道，所以，分析路段的服务水平处于二级，交通流呈稳 定流状态，车辆之间刚出现相互影响。 6）由于单车道实际最大交通量为 717 辆小客车/h/车道，分析路段的计算行车速MSF 度为 100km/h，查阅图 4-10 中相应的速度流量曲线，确定分析路段的运行速度 为 91km/h。 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 02004006008001000120014001600180020002200 流量（小客车/h/车道） 速度（km/h） 一级二级三级四级 0 500 1000 1500 2000 2500 0510

48、1520253035 密度（小客车/km/车道） 流量（小客车/h/车道） 一级 二级 三级四级 第四章 高速公路基本路段 - 23 - 4.4.2 算例二算例二基本路段的设计分析基本路段的设计分析 现需要设计一条城市间的高速公路，基本资料如下所示： 1）高速公路路段所在地区为西北部的平原微丘地形； 2）预测设计目标年的年平均日交通量 AADT 为 67000 辆/天； 3）该地区交通流组成通常为小型车 74%，中型车 25%，大型车 1%；驾驶员多为熟悉 地形的职业驾驶员。 问题：问题：按照通常的设计服务水平，应该将该路设计成为几车道的高速公路？ 分析：分析：按照图 4-13 的高速公路设计分析步骤进行如下分析： 1）将设计年限的年平均日交通量按照式（4-6）换算成为单方向设计小时交通AADT 量。由于规划路段地处西北地区的城市间，查表 4-10，取设计小时交通量DDHV 系数为 13.5%；假设两个方向交通量无明显差异，取方向不均匀系数为 0.5；KD 则： （辆/h）DKAADTDDHV5 . 0135 . 0 670004522 2）将预测的单方向设计小时交通量通过 15 分钟高峰小时系数折算成为DDHV 15 PHF 15 分钟高峰小时交通量。查表 4-9，得到西部地区平原微丘的 15 分钟高峰小时SF