5第五章道路通行能力分析.ppt

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1、,第五章 道路通行能力分析,交通工程总论,1,授课教师： 邮箱： 电话：,Contents,目录,2,通行能力概述,3,目的：是求得在不同运行质量情况下1h所能通行的最大交通量，亦即可求得在指定的交通运行质量条件下所能承担交通的能力。 1. 种类 基本通行能力：是指公路组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的最大标准车辆数。 可能通行能力：指一已知公路的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通

2、过的最大车辆数（标准车或实际车） 。 设计通行能力：指一设计中的公路的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，在所选用的设计服务水平下，1h所能通过的最大车辆数（标准车或实际车）。,通行能力概述,4,2. 计算通行能力的时间单位、交通量和交通流率 由于时间单位愈大，交通不均匀性亦愈大，就愈不能很好反应交通量与运行质量之间的关系。因此，通常是以小时为单位来计算通行能力和设计交通量。我国现阶段仍用小时交通量而不用交通流率。 3. 理想条件 (1) 道路条件：是指公路的几何特征（车道数、车道、路肩、中央带等的宽度，侧向净

3、宽，设计速度及平、纵线形和视距等）。 (2) 交通条件：是指交通特征（交通流中的交通组成、交通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）。 (3) 控制条件：是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划。 (4) 环境条件：指横向干扰程度以及交通秩序等。,通行能力概述,5,4. 车辆换算系数和换算交通量 (1) 车辆换算系数 在分析计算通行能力和服务水平时，需要将标准汽车交通量与实际或预测的交通组成中各类车辆交通量进行换算，需要用到车辆换算系数。此系数的定义是：在通行能力方面某类车辆一辆等于标准车辆的辆数。 (2) 换算交通量 也称为当量交通量。是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车

4、型交通量之和。 式中：Ve当量交通量； V未经换算的总交通量； Pi第i类车交通量占总交通量的百分比； Ei第i类车的车辆换算系数。,通行能力概述,6,5. 影响通行能力的主要因素及其对通行能力的修正系数 6. 需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段； (2) 不控制进入的汽车多车道公路路段； (3) 不控制进入的汽车双车道公路路段； (4) 混合交通双车道公路路段； (5) 匝道，包括匝道主线连接部分； (6) 交织区； (7) 信号控制的平面交叉； (8) 市区及近郊干线道路。,公路服务水平概述,7,1. 公路服务水平：是交通流中车辆运行的以

5、及驾驶员和乘客所感受的质量量度。亦即公路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。 2. 公路服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述 六级服务水平（美国） A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。 B级：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。,公路服务水平概述,8,C

6、级：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响变得大起来，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心部分其他车辆，舒适和便利程度有明显下降。 D级：交通量又增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。 E级：此服务水平的交通常处于不稳定流范围，接近或达到水平最大交通量时，交通量有小的增加，或交通流内部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。此水平内所有车速降到一个低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的挫折通常是

7、大的。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。 F级：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。,公路服务水平概述,9,我国公路服务水平现分为四级： 一级相当于美国的A、B两级； 二、三级分别相当于美国的C级及D级； 四级相当于美国的E、F两级。,公路服务水平概述,10,我国公路服务水平现分为四级： 一级相当于美国的A、B两级； 二、三级分别相当于美国的C级及D级； 四级相当于美国的E、F两级。,公路服务水平概述,11,3. 最大服务交

8、通量 每一服务水平有其服务质量的范围。 4. 公路设计采用的服务水平等级 高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服务水平。 不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的地区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。 不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。 混合交通双车道公路段采用三级服务水平。,道路通行能力和服务水平的作用,12,用于道路设计 用于道路规划 用于道路交通管理,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,13,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5

9、.6 自行车道通行能力,道路通行能力概述,14,1.基本概念： 道路通行能力：道路能够疏导或处理交通流的能力道路上某一点某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通实体数（车/人）。单位：辆/h,辆/d,辆/s，pcu/h等 2.影响因素： 道路条件 交通条件 管制条件 其他条件,5.1,道路通行能力概述,15,3.道路通行能力作用： 1）确定新建道路等级、性质、主要技术指标和线性几何要素 2）确定现有道路系统或某一路段存在的问题并提出改进措施 3）作为铁路、公路水运空运等各种方式的方案比选依据 4）根据某路段通行能力的估算，对路况及交通状况分析，可以提出某一地段线形改善方案 5）作为交

10、通枢纽的规划、设计改建及交通设施配置的依据 6）作为城市街道网规划、公路网设计和方案比选的依据 7）作为交通管理、运营、行车组织及监控方式确定或方案选择的依据,5.1,道路通行能力概述,16,4.道路通行能力的类别： 路段通行能力 有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流的通行能力 （有平交口的城市道路） 合流、分流或交叉运行状态下的通行能力 （匝道、收费口、附近连接段等） 交织运行状态下的通行能力 （立体交叉的各类匝道、常规环道）,5.1,道路服务水平概述,17,1.服务水平概念： 服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面所能得到的实际效果与服务程度。 按下列指标划分：

11、 1）行车速度与运行时间 2）车辆行驶时的自由程度 3）交通受阻或者受干扰的程度 4）行车的安全性（事故率和经济损失） 5）行车的舒适性和乘客的满意程度 6）最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度。 7）经济性（行驶费用）,5.1,道路服务水平概述,18,2.道路服务水平分级 表 5-1 5-2 5-3,5.1,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,19,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,引言,20,5.2,1.高速公路：是有中央分隔带，上下行每个方向至少有两

12、车道，全部立体交叉，完全控制出入的公路。 组成 (1) 高速公路基本路段； (2) 交织区； (3) 匝道，其中包括匝道主线连接处及匝道横交公路连接处。 2. 高速公路基本路段：是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分（如图）。 理想条件 (1) 3.75m 车道宽度 4.50m； (2) 侧向净宽 1.75m； (3) 车流中全部为小客车； (4) 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者。,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,实际通行能力,25,5.2,高速公路基本路段服务水平,26,5.2

13、,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. 单向车行道的设计通行能力 式中：CD单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量(veh/h)； N单向车行道的车道数； fW车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数； fHV大型车对通行能力的修正系数； fP驾驶员条件对通行能力的修正系数。,影响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. 车道宽度及侧向宽度的修正系数fW(上表) 2. 大型车的修正系数fHV 式中：PHV大型车交通量占总交通量的百分比； EHV大型车换算成小客车的车辆换

14、算系数。 3. 驾驶员条件的修正系数fP 在1.000.90范围内取fP值。,影响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务水平分析计算,31,5.2,例 已知：一已有四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量VP1800veh/h，大型车占40%，车道宽3.50m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为56km/h。 解 为求服务水平要计算V/C： (1) 查表（5-2、5-4）得诸修正系数 fW0.79，EHV2.5， fHV=1/1+0.40(2.5-1)=

15、0.625, fP=1.0 (2) 计算V/C,高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算,32,5.2,(3) 该公路服务水平属四级上半段 (4) 求算达到可能通行能力前可增加的交通量 行车道的可能通行能力 达到可能通行能力前可增加的交通量V： V1975-1800175veh/h (5) 求理想条件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出为0.91。查图5-1、2得平均行程速度为63km/h，平均交通密度为30pcu/(kmln),观测到的速度56km/h小于理想条件下的速度63km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,几个要点,33,5.2,通行能力分析的作用：

16、规划设计、运行分析 道路设施不同导致影响通行能力的制约要素存在差异，通行能力分析机理、方法、指标各不相同 对通行能力概念的理解关键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：,几个要点,34,5.2,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,35,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,交织区概述,36,5.3,1. 交织运行的定义及分类 (1) 交织运行的定义 两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的总方向相同且在没有交通控制设施的情况的情况下，相交而过的运

17、行称交织运行。 (2) 交织区的分类 交织区分简单交织区和多重交织区两类。 2. 交织区长度 3. 简单交织区构造型式,交织区,37,5.3,概 述,38,5.3,概 述,39,5.3,概 述,40,5.3,概 述,41,5.3,4. 交织宽度和交织运行形式 (1) 交织宽度 交织宽度由交织区段的车道数来量度。 (2) 交织运行形式 交织运行分约束及非约束运行两种形式。 影响交织区交织运行的参数表,影响交织区交织运行的参数表,42,5.3,交织运行形式的确定,43,5.3,1. 交织车辆运行速度(Sw)和非交织车辆运行速度(Snw)的计算 (1) 平均行驶速度Sw和Snw的计算： 式中：a、b

18、、c、d均为常数，其值见下表。,交织运行形式的确定,44,5.3,交织运行形式的确定,45,5.3,三种形式的特点： 型式A路段中能被交织车辆作用的最大车道是最受限制的。一般交织车辆将它们限制在邻接路拱线两车道之中来进行交织运行，但非车辆也将留一些在这两车道中，故不论有用的车道数是多少，交织车辆一般最多用到1.4车道。 型式B路段对交织车辆作用车道方面没有大的约束。由于交织车辆使用“贯行”交织车道以及紧挨其的两个车道，以及部分使用外侧车道，故交织车辆可以占据多至3.5车道。当交织交通量占总交通量的大部分时，这种型式的构造型式最为有效。,交织运行形式的确定,46,5.3,型式C路段亦有一“贯行”

19、的交织车道。但由于有一交织流需要两条或两条以上的车道变换，就约束了交织车辆去使用路段的外侧车道，因此交织车辆能用的车道数不大于3.0。有一例外就是双侧构造，其中高速公路的所车道都有“贯行”交织车道，故交织车辆可使用全部车道而不受限制。 型式A路段当路段长度增加时，交织车速变得很高，交织车辆为了保持这样的车速而需要更多的车道，因此，当路段长度增加时，型式A路段更易发生约束运行，型式B和型式C路段与此相反，增加路段长度对交织车速的影响较型式A路段上小（因为型式B和型式C路段上交通车辆和非交织车辆的混合行驶），就不易发生约束运行。,交织区段运行参数,47,5.3,交织区段服务水平,48,5.3,交织

20、区衡量服务水平及划分水平级别的关键性参数是交织车辆的平均行驶速度和非交织车辆的行驶速度，如表。 通常设计时采用二级服务水平。当需要采取改进措施而有困难不得已时可降低一级采用三级服务水平。当交织流和非交织流中一个或两者均低于设计采用的服务水平等级时，就需采取改进措施，改进措施之一是改变交织构造型式。,交织区段设计通行能力,49,5.3,交织区设计通行能力分析计算方法如下： 1给出交织构造型式及N、L和交通量各值。 2根据所采用的服务水平级别，从表510中查出最小平均交织行驶速度Sw及最小平均非交织行驶速度Snw。 3从表5-7中查出非约束运行所需之常数a、b、c、d各值，分别计算出对应于Sw及S

21、nw的V值，取两个V值中之小者。 4从表58中取相应于已给定构造型式的Nw计算式进行计算，得到Nw后与表中已给出的该种型式的Nwmax相比，以决定运行是约束的还是非约束的。如果是非约束运行，则第3步所得之V值即为交织区的设计通行能力，分析计算就此结束。如果是约束运行，则取表58中对应于已给定构造型式的算式，此时取算式中之Nw等于表中相应的Nwmax,即可算出Sw(型式A)或SnwSw(型式B或型式C)。再进行第5步计算。,交织区段服务水平,50,5.3,5对于构造型式A，用第4步计算出之Sw代人式(56)，并用表5-7中相应之非约束运行的a、b、c、d诸常数值算出V值，并与第3步中得之V值比较

22、，取其中之小者为设计通行能力。计算就此结束。 对于构造型式B或型式C，则用第2步之Sw值，并根据第4步算出之(SnwSw)值算出Snw值。用此Snw值代人式(56)并用表5-7中相应之非约束运行的a、b、c、d诸常数算出V值，此V值即为设计通行能力。分析计算就此结束。 例52 对已有的一匝道一交织段作运行质量分析。 已知：交织段及其交通量示于下图，车道宽3.75m，平原地形，两侧在1.75m内无侧障碍物，主线及匝道交通量中均有30%的大型车。问这交织在什么服务水平下运行?,交织区段服务水平,51,5.3,交织区段服务水平,52,5.3,解 道路及交通条件如上述及图所示，这是构造型式A的简单交织

23、段。 将交通量换算成理想条件下的小客车交通量。仍用基本路段一节中所述之fw、fHV及fp的计算法及EHV值。 根据已知条件，fw=1.00，fp=1.0，EHV=1.7，得： fHV=1/1+PHV(EHV-1 )=1/1+0.3(1.7-1) =0.83 换算后， Vw1=480/fwfHVfp=480/1.000.831.0=578pcu/h Vw2=250/1.000.831.0=301pcu/h Vw= Vw1+ Vw2=578+301=879puc/h Vnw=(3000+100)/1.000.831.0=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h,交

24、织区段服务水平,53,5.3,作交织图及列出计算所需之参数。 交织图见上图。参数如下： VR=Vw/V=879/4614=0.191 R=Vw2/Vw=301/879=0.342 L=300m 计算非约束情况下的交织车速Sw及非交织车速Snw。 非约束情况下型式A的常数值如下： 计算得到：Sw=69.4km/h， Snw=81.9km/h,交织区段服务水平,54,5.3,利用非约束情况下的Sw及Snw求算交织车辆为达到非约束运行所需之车道数Nw。 利用构造型式A式，计算得到 查表（5-8）型式A可被交织车辆使用之最大车道数Nwmax=1.4，现NwNwmax，故是非约束运行，步骤中计算所得之S

25、w及Snw可用于分析。 核查交织区段诸 限制值。 Vw1800， V/N1900， VR0.35， R0.5，L610m。 均未超过限制值。 确定服务水平。 查表（5-10），交织车辆的运行属于三级服务水平，非交织车辆的运行属于二级服务水平。,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,55,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,匝道的形式、类型与基本参数,56,5.3,匝道指起连系作用的一种特殊路段，多位于立交及封闭公路进出口。 匝道的作用是联系位于不同高程上的主线与交叉

26、线，便于各冲突方向的车流顺利通行。 匝道（一般形式）有一个入口、一个出口，长度较短，线形变化比较大，有的纵坡也较大。 就匝道的设计目的及功能而言，无非是使进入立体交叉的车辆能完成左转或右转。因此匝道有左转和右转两种最常用形式。由于具体条件的限制，左转匝道又常采用一些特殊形式。因此匝道可分为两大类：基本形式和特殊形式。 基本形式： 特殊形式（左转匝道）： 定向匝道 右转匝道 对角匝道 左转匝道,右转匝道,57,5.3,车辆从交叉线的右侧分流，直接从另一交叉线的右侧进入。此种匝道的特点是，车辆右出右进，方向明确，出入直接，线形顺适，车辆需转弯90度左右，匝道曲率半径可采用较大值，所以车辆可获得较高

27、车速，且行程最短 。,左转匝道,58,5.3,车辆在驶过立交中另一交叉线后，从右侧分流，右转270度（左右）之后，再从另一交叉线的右侧进入。此种匝道的特点是，车辆右进右出，符合人们驾驶习惯，如果线形能合理设计，使曲率半径适应车速变化，车辆就可以行驶顺适。但右转270度使车辆行驶距离较长，为了减少占地，设计匝道曲率半径一般较小，所以车速较低，其通行能力也较小,定向匝道,59,5.3,左出左进式：车辆在立交前从左侧分流跨过对向车道，从左侧进入交叉线。此种形式线形简洁，车辆行驶距离短，曲线半径较大，适应较高车速。而且定向匝道几乎和右转匝道并行，布线紧凑，占地相对较少。 右出右进式：交叉线右侧分流，再

28、从右侧进入。此种形式符合驾驶员的习惯，但桥跨结构物较多，线形变化大且曲线半径小，对车速有一定限制 。,自由流速度,60,5.3,FV：自由流速度（公里/小时） FV0：根据匝道转弯半径计算出来的行车速度（公里/小时） FFVW：行车道宽度修正系数（公里/小时） FFVV：匝道视距修正系数（公里/小时） FFVSL：纵坡修正系数（公里/小时） FFVUD：驶入道路修正系数（公里/小时） ，高速公路+5km/h，一级公路+3km/h，其他公路为0 FFVS：分隔带修正系数（对双向匝道，是否有分隔带） 有分隔带为1，无分隔带为0.9,自由流速度,61,5.3,2）基本自由流速度： R：匝道最小曲率半

29、径（米）； i：匝道平曲线内最大超高横坡度； ：最大横向力系数（取值在0.050.20之间， 建议采用0.12）。,自由流速度,62,5.3,匝道服务水平,63,5.3,一级服务水平：代表不受限制或受限较小的交通流，车流密度很小，车辆在通畅的条件下行驶，不存在或有较少的相互干扰，车流状态基本为自由通畅，车辆以近于自由流速的速度行驶； 二级服务水平：随着交通量的增大，汽车成队行驶，但相互间的车头时距比较大，车流状态为部分连续，但排队比率较小，车辆行驶速度仍很快，匝道上车辆对加减速车道及高速公路主线上的交通运行基本无影响；,匝道服务水平,64,5.3,三级服务水平：基本上处于平稳状态，但已接近流量

30、上的小变化导致运行质量的巨变的边缘，车辆间的车头时距进一步减小，如果车队中有慢车，后继车辆会受很大影响。车流状态为连续不断，车辆行驶速度明显下降，匝道上车辆对加减速车道及高速公路主线上的交通运行有一定的影响； 四级服务水平：车辆行驶速度进一步降低，排队长度超出了匝道的范围，交通量接近或达到通行能力。流量小的变化将严重影响整个匝道的运行质量，相互间车头时距处于连续流的临界值，车流状态为饱和，匝道上车辆对加减速车道及高速公路主线上的交通运行有较大的影响，主线上行车速度有较大降低 。,匝道服务水平,65,5.3,服务水平饱和度（V/C）,匝道通行能力计算,66,5.3,其中： C实际：匝道单车道的实

31、际通行能力（pcu/h） CB：基本通行能力（pcu/h）（表5-34） CW：匝道断面总宽度修正系数（查表5-35） fHV：大车混入率修正系数（表5-32）,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,67,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,高速公路互通立体交叉匝道概述,68,5.4,高速公路互通立体交叉匝道组成部分 匝道由以下三个部分组成： (1)匝道与高速公路连接处(或称匝道主线连接处)； (2)匝道车行道； (3)匝道与横交公路连接处。,高速公路互通立体交叉匝

32、道概述,69,5.4,高速公路互通立体交叉匝道组成部分 匝道由以下三个部分组成： (1)匝道与高速公路连接处(或称匝道主线连接处)； (2)匝道车行道； (3)匝道与横交公路连接处。,高速公路互通立体交叉匝道概述,70,5.4,2设计要求及运行特征 (1)设计要求 通常要将匝道与主线连接处设计成为车辆能以高速汇人或分离，但对相邻接的高速公路过境交通流的干扰降至最小程度的几何构造。匝道车行道在不同地点也会相差很多，匝道车道数有变化，通常是单车道或两车道的差别；在匝道长度，设计速度，平、纵线形方面都可能有变化。但匝道车行道的变化很少引起运行发生困难，除非在其上发生交通事件可能引起交通骚乱甚至中断。

33、匝道与支线连接处要设计成使从主线驶来的车辆能顺利汇人该连接处，这种连接处一般设计成平面交叉。 对于匝道与主线连接处的设计要强调交通安全。,高速公路互通立体交叉匝道概述,71,5.4,2设计要求及运行特征 (2)运行特征 在汇人区中，从驶入匝道来的车辆试着去找到邻接的主线车道上交通流中可用的空隙以便汇人。由于绝大部分匝道在主线右边，因此主线上右边第1车道(也叫路肩车道)是主线车道中最直接受影响者。在汇人区中，汇人的车流与过境车流之间是相互影响的，而驶入匝道上来的车流对整个运行具有相当影响。在驶出匝道上，基本是车辆从过境交通中分离出来的车辆必须先到与匝道相邻的车道1上来。因此就使得其他驾驶员们在车

34、行道之间调整车辆的分布百分率。在有双车道匝道的地方，车辆分离的影响会扩大到高速公路若干车道上。,匝道与主线连接处的运行分析,72,5.4,2在匝道与主线连接处需要分析计算的三个关键交通量 (1)汇合交通量Vm，用于驶入匝道，它是相互汇合的车流交通量之和(vehh)； (2)分离交通量Vd，用于驶出匝道，它是即将进行分岔的交通流的交通量(vehh)； (3)主线交通量Vf，用于任何汇合或分离点，它是匝道与主线连接处最大的主线单向交通量，即驶入匝道下游或驶出匝道上游主线单向行车道的交通量(vehh)。,73,5.4,匝道与主线连接处的运行分析,以上三个交通量是匝道与主线连接处的三个检验点交通量，见

35、图59。,74,5.4,匝道与主线连接处的运行分析,3服务水平标准 各级服务水平简要描述如下： Vm、Vd、Vf三个检验点处交通量的服务水平标准见表511,75,5.4,一级服务水平，相当于美国通行能力手册(HCM)服务水平A和B。 服务水平A，是不受约束的运行，汇人车辆和分离车辆对主线上的过境车流的影响很小。汇人时运行流畅，在进人过境交通流车辆间隙时仅需很小的车速调整。分离运行时不会遇到多大扰动。 服务水平B，汇人的车辆驶进车道1过境车辆间隙时需要稍许调整他们的车速。分离出来的车辆仍然没有多大扰动。主线上的过境车辆受到的影响不大，交通流般是流畅和稳定的。 二级服务水平，相当于HCM中的服务水

36、平C，仍然是稳定流，但接近车流有小的变化就会产生运行质量的大范围变化。车道I和驶入匝道上的车辆都必须调整他们的速度以达到流畅的汇人，并且当驶入匝道上的交通量大时还会有小的车队形成。在分离区车速也会有些降低。驶入车辆和驶出车辆所引起的扰乱扩展的范围更大些，并且这种扰乱可能延伸到与车道1相邻的主线其他车道上去。高速公路总的交通速度和密度不会有大的变化。,匝道与主线连接处的运行分析,76,5.4,三级服务水平，相当于HCM中的服务水平D，在此水平范围内难以达到流畅的汇人，不论要汇人的车辆还是车道1中的过境车辆都必须频频调整其车速以防止在汇人区内发生冲突。分离区附近的车辆车速减低得更多，汇人和分离运行

37、所引起的扰乱将影响若干主线车道。在有大交通量的驶入匝道上，匝道车队可以变成对运行具有破坏性的因素。 四级服务水平，相当于HCM中的服务水平E和F。 服务水平E，在此水平的下限交通量达到基本通行能力。在此水平汇人行为产生大的扰乱，但在主线上仍没有形成明显的车队。在驶入匝道上则会形成大的车从。分离运行的车速大为降低，并且在分离区内会形成一些车队。所有车辆均受到扰乱的影响，主线上的过境车辆则企图到靠近中央带一侧的诸车道上去行驶以躲开扰乱。 服务水平F，所有汇人基本上都是停停行行的，在匝道上广泛地形成车队，车道1上的过境交通被破坏。许多扰乱是由于过境车辆改变车道以避开汇人区和分离区而产生的。在匝道端部

38、附近(并且可能在高速公路上游若干距离内)会发生相当大的交通延误，且情况变化的范围很大，因为不稳定，就产生稍好的交通流和强制性交通流交替运行状态。,匝道与主线连接处的运行分析,匝道与主线连接处的运行分析,77,5.4,4车道1交通量V1(vehh)的计算 车道1交通量Vl是紧挨汇合区或分离区上游右侧数起第1车道的交通量。它是计算Vm和Vd的基础。计算V1有多种图式，具体计算图式见图510至图514。,78,5.4,79,5.4,80,5.4,81,5.4,匝道与主线连接处的运行分析,82,5.4,5. 汇合交通量Vm和分离交通量Vd的计算式 Vm=V1+Vr Vd=V1 式中：Vm汇合交通量(v

39、eh/h)； Vd分离交通量(veh/h)； V1车道1交通量(veh/h)； Vr匝道交通量(veh/h)。,匝道与主线连接处的运行分析,83,5.4,6车道1中的大型车交通量 大型车在车道1中的交通量占单向行车道上大型车总交通量的百分比与主线单向交通量的关系曲线见图515。但这是据美国加利福尼亚州的资料作成的图，我国一般大型车在总交通量中的百分比比美国的要大，因此，有条件时应尽量用当地或我国的这种曲线，只有在不得已情况下才参照图515中的曲线。在使用图515过程中，如求得的车道1中的大型车交通量大于或等于车道1交通量，则仍用已得的车道1交通量，不过其中全部为大型车。,匝道与主线连接处服务水

40、平,84,5.4,1分析计算的步骤 (1)建立匝道几何构造及交通量。 几何构造的建立(包括匝道的型式和位置)是计算交通量的基础。交通量是指匝道上及匝道附近的交通量。在初步考虑时，与所分析的匝道相距在1800m以内的相邻匝道应按对所分析的匝道有影响者来处理。在一单独匝道的上、下游均有相邻匝道时，常常成双进行分析。对此，在诸计算图式中有更详细的数值来说明什么情况下另一“相邻”匝道是隔离的，对所分析的匝道没有影响，什么情况下必须将相邻匝道对所分析的匝道的影响考虑进去。 (2)计算车道1交通量。 车道1交通量可用相应计算图式中的计算式计算或者用近似法估计。,匝道与主线连接处服务水平,85,5.4,(3

41、)将所有交通量(vehh)换算成每小时小客车交通量，在将车道1交通量换算为当量小客车交通量之前必须确定车道1中的大型车百分率。 (4)计算检验点交通量Vm、Vd及Vf。 (5)确定各检验点的服务水平。 对于一个分析过程来讲，是用检验点交通量Vm、Vd及Vf分别与服务水平标准表中相应的数字相比较以得到三个检验点处的服务水平等级。 许多情况下，汇合交通流、分离交通流和主线单向交通流在运行质量上是不平衡的。也就是说三个检验点没有相同的服务水平。在这种情况下，三者中服务水平最差者是控制因素，对其所求得的服务水平不能被接受的一种或几种要素要进行改进。最令人满意的是匝道与主线连接处和高速公路整体在运行上达

42、到平衡。,匝道与主线连接处服务水平,86,5.4,例53 孤立匝道运行质量的分析计算。 (1)已知：图516中的驶入匝道在它的1800m范围内无相邻匝道，可以作为一孤立匝道，处于平原地形中，设计速度为120kmh，问其运行质量在几级服务水平之内。 解 几何构造及交通量见图516。驶入匝道是一孤立匝道，单独进行分析。,匝道与主线连接处服务水平,87,5.4,计算车道1的交通量V1，查表512，孤立驶入匝道(车道高速公路)用图510中之计算式来求V1。 将所有以veh/h为单位的交通量转换成理想条件下的以pcu/h为单位的交通量，见表512。,匝道与主线连接处服务水平,88,5.4,上表车道1中大

43、型车百分比之求算：从图515中查到， 四车道高速公路主线单向交通量为2000veh/h时，车道1中大型车占意向总大型车交通量之百分比为0.64，亦即在车道1中大型车20000.500.64=640辆，640辆占车道1交通量779辆的百分比为640/7790.82。,匝道与主线连接处服务水平,89,5.4,匝道交通量410veh/h，其中40%为大型车，其fHV见表513。 计算检验点交通量Vm及Vf Vm=V1+Vr=1227+554=1781pcu/h Vf=Vf+Vr=2699+554=3253pcu/h 确定服务水平。 从表511对比出，Vf3253puc/h属于三级服务水平，但靠近二、

44、三级服务水平交界处。汇合交通量Vm=1781pcu/h属于四级服务水平，靠近三、四级服务水平交界处。因此汇合交通量所处位置的服务水平最差，是控制因素，最好设法加以改进，其措施之一是实行匝道调节。,匝道与主线连接处服务水平,90,5.4,确定服务水平。 从表511对比出，Vf3253puc/h属于三级服务水平，但靠近二、三级服务水平交界处。汇合交通量Vm=1781pcu/h属于四级服务水平，靠近三、四级服务水平交界处。因此汇合交通量所处位置的服务水平最差，是控制因素，最好设法加以改进，其措施之一是实行匝道调节。,匝道行车道的设计通行能力,91,5.4,1单车道匝道的设计通行能力 匝道设计速度50

45、kmh时，为1200pcu/h； 匝道设计速度60kmh时，为1 500pcu/h. 2双车道匝道的设计通行能力 双车道匝道只有在驶入或驶出匝道端部的车辆能以两列驶入或驶出主线的情况下，才可采用单车道匝道设计通行能力的两倍。 3大型车对匝道通行能力的修正系数，fHV值见表513。,匝道行车道的设计通行能力,92,5.4,4设置双车道匝道的注意事项 (1)通常匝道与主线连接部分的匝道的设计通行能力与匝道行车道设计通行能力相比是较小的，匝道设计通行能力一般由匝道与主线连接处的设计通行能力所控制，故当设计交通量要求采用双车道匝道时就需慎重地进行主线与匝道连接处三个检验点服务水平的分析计算。 (2)虽

46、然从通行能力的观点来看设置一单车道匝道是足够了，但如果具有下列条件之一者，通常亦要设置双车道匝道： 匝道长度长于300m，设置双车道匝道以供车辆绕过停驻的车辆或超过慢行车辆； 需要在匝道上储存从具有控制性的匝道与横交道路连接处延长来的车队； 匝道处于一陡坡上或其几何线形很差。 如果由于上列条件之一面设置双车道匝道时，通常在匝道与主线连接处前就需要将匝道斜缩成单车道。,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,93,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,无信号交叉口通行能力

47、,94,5.5,无信号交叉口通行能力,95,5.5,1行车规定 在无信号灯控制的交叉口上，我国未采取其他交通管理措施。按照惯例，主要道路上的车辆，优先通行，通过路口不用停车，一直通过；沿次要道路行驶的车辆，让主要道路上的车辆先行，寻找机会，穿越主要道路上车流的空档，通过路口。 主要道路上能够通过的车辆多少，按路段计算。次要道路上能够通过多少车辆，受下列因素影响：主要道路上车流的车头间隔分布、次要道路上车辆穿越主要道路车流所需时间、次要道路上车辆跟驰的车头时距大小、主要道路上车流的流向分布。,无信号交叉口通行能力,96,5.5,这种路口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档

48、能通过的车辆数。若主要道路上的车流已经饱和，则次要道路上的车辆一辆也通不过。因此，无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力。事实上，在无信号交叉口，主要道路上的交通量不大，车辆呈随机到达，有一定空档供次要道路的车辆穿越，相交车流无过大阻滞，否则，需加设信号灯，分配行驶权。 2交通流向分析,在无信号交叉口，次要道路上的车流，每一流向都面临与之发生冲突的交通流，见图517。,无信号交叉口通行能力,97,5.5,例如，次要道路上的右转车流与主要道路右侧车道的直行车流发生侧向摩擦、合流。主要道路上的右转车流，驶近交叉口时，由于没使用或没及时使用转弯信号，致使次要道路上右转车流产生误判，行进受到影响。 次要道路的直行车流与主要道路上所有车流都有冲突、摩擦。 次要道路的左转车流与次要道路的右转车流、直行车流、主要道路上的各股车流发生冲突、摩擦。 此外，主要道路上的左转车流与