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2019年7月2日7時(shí)3分,1,第五章,道路通行能力分析,2019年7月2日7時(shí)3分,2,目 錄 (contents),5-1 道路通行能力和服務(wù)水平 5-2 道路路段通行能力 5-3 交織區(qū)與匝道的通行能力 5-4 平面交叉口的通行能力,2019年7月2日7時(shí)3分,3,5-1 道路通行能力和服務(wù)水平,通行能力主要反映了道路服務(wù)的數(shù)量或負(fù)荷能力; 服務(wù)水平主要反映了道路服務(wù)的質(zhì)量或滿意程度,5-1-1 道路通行能力(道路容量),基本概念 在一定的時(shí)間段內(nèi)和在通常的道路、交通、管制條件下,能合理的期望人和車(chē)輛通過(guò)道路某一斷面或地點(diǎn)的最大交通體數(shù)量。 通行能力是度量道路疏導(dǎo)車(chē)輛或人流能力的物理量,是道路本身的一種性能。,2019年7月2日7時(shí)3分,4,2、道路通行能力與交通量的區(qū)別,兩者都是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)道路某斷面的交通體數(shù)量。一般道路的交通量均小于道路的通行能力。,當(dāng)?shù)缆飞系慕煌勘绕渫ㄐ心芰π〉枚鄷r(shí),則司機(jī)駕車(chē)行進(jìn)時(shí)操作的自由度就越大,既可以隨意變更車(chē)速,轉(zhuǎn)移車(chē)道,還可以方便地實(shí)現(xiàn)超車(chē)。,當(dāng)交通量等于或接近于道路通行能力時(shí),車(chē)輛行駛的自由度就逐漸降低,一般只能以同一速度循序行進(jìn),如稍有意外,就會(huì)發(fā)生降速、擁擠,甚至阻滯。,當(dāng)交通量超過(guò)通行能力時(shí),車(chē)輛就會(huì)出現(xiàn)擁擠,甚至堵塞。,通行能力反映了道路的容量,是道路容納性能的一種量度; 交通量反映了道路實(shí)際負(fù)荷交通的數(shù)量大小,是交通體根據(jù)實(shí)際情況在道路上運(yùn)行的具體體現(xiàn)。,2019年7月2日7時(shí)3分,5,道路通行能力分析的主要目的 確定某道路設(shè)施在通常條件下能容納的最大交通量 確定在保持與規(guī)定運(yùn)行特性相適應(yīng)的條件下,某道路設(shè)施所能容納的最大交通量,2019年7月2日7時(shí)3分,6,4、道路通行能力的種類(lèi) (1)按照影響因素分:,基本通行能力,可能通行能力,設(shè)計(jì)通行能力,在一定的時(shí)段,理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下,道路的一條車(chē)道或一均勻段或一交叉點(diǎn),合情合理地期望能通過(guò)人或車(chē)輛的最大小時(shí)流率。,在一定的時(shí)段,在具體的道路、交通、控制和環(huán)境條件下,一條車(chē)道或一均勻段或一交叉點(diǎn),合情合理地期望能通過(guò)人或車(chē)輛的最大小時(shí)流率。,在一定的時(shí)段,在具體的道路、交通、控制和環(huán)境條件下,一條車(chē)道或一均勻段或一交叉點(diǎn),對(duì)應(yīng)服務(wù)水平的通行能力。,2019年7月2日7時(shí)3分,7,基本通行能力,可能通行能力,設(shè)計(jì)通行能力,三者間的關(guān)系,各種修正系數(shù),指定服務(wù)水平下的V/C比,2019年7月2日7時(shí)3分,8,各級(jí)公路通用的車(chē)輛換算系數(shù),在公路方面高速公路與一級(jí)公路采用小客車(chē)為基本單位,其它車(chē)輛均換算為當(dāng)量小客車(chē)(pcu),其它各級(jí)公路均以中型貨車(chē)為基本單位,其它車(chē)輛均換算為中型貨車(chē),城市道路方面均采用小客車(chē)為單位(pcu),其它車(chē)輛均換算為當(dāng)量小客車(chē)(pcu)。,2019年7月2日7時(shí)3分,9,信號(hào)交叉口 交叉口通行能力 無(wú)信號(hào)交叉口 環(huán)型交叉口 立體交叉口 城市道路通行能力 路段通行能力 公交線路通行能力 自行車(chē)道通行能力 人行道通行能力 高速公路基本路段通行能力 高速公路交織區(qū)段通行能力 公路通行能力 高速公路互通了立體交叉匝道的通行能力 雙車(chē)道公路路段通行能力 多車(chē)道公路路段通行能力,(2)按設(shè)施類(lèi)型分:,2019年7月2日7時(shí)3分,10,5、影響因素 道路條件:車(chē)道寬度、車(chē)道數(shù)、側(cè)向凈空、附加車(chē)道、幾何線形、視距、坡度和設(shè)計(jì)車(chē)速 交通條件:車(chē)流中的車(chē)輛組成、車(chē)道分布、方向分布 管制條件:交通法規(guī)、控制方式、管理措施 環(huán)境條件:街道化程度、商業(yè)化程度、橫向干擾、非交通占道 氣候條件:風(fēng)、雨、雪、霧等惡劣天氣 規(guī)定運(yùn)行條件:計(jì)算通行能力的限制條件,2019年7月2日7時(shí)3分,11,高速公路(控制進(jìn)入)的基本路段; 不控制進(jìn)入的多車(chē)道公路路段; 不控制進(jìn)入的雙車(chē)道公路路段; 混合交通雙車(chē)道公路路段; 匝道,包括匝道主線連接部分; 交織區(qū); 無(wú)信號(hào)控制的平面交叉; 信號(hào)控制的平面交叉; 市區(qū)及近郊干線道路。,需分別進(jìn)行通行能力和服務(wù)水平分析的公路組成部分,2019年7月2日7時(shí)3分,12,5-1-2 道路服務(wù)水平,基本概念 道路使用者根據(jù)交通狀態(tài),從速度、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)和安全等方面得到的服務(wù)程度,即在某種交通條件下所提供運(yùn)行服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。 服務(wù)流率與評(píng)價(jià)指標(biāo) 服務(wù)流率: 在通常的道路條件、交通條件和管制條件下,在給定時(shí)間周期內(nèi)保持規(guī)定的服務(wù)水平,合理地期望人或車(chē)輛通過(guò)一條車(chē)道或道路的一點(diǎn)或均勻斷面,所能達(dá)到的最大小時(shí)流量。 評(píng)價(jià)指標(biāo): 行車(chē)速度和運(yùn)行時(shí)間; 車(chē)輛行駛時(shí)的自由程度; 交通受阻或干擾的程度,以及行車(chē)延誤和每公里停車(chē)次數(shù)等; 行車(chē)安全性; 行車(chē)的舒適性和乘客滿意的程度; 經(jīng)濟(jì)性。,2019年7月2日7時(shí)3分,13,服務(wù)水平的劃分指標(biāo) 行車(chē)速度和運(yùn)行時(shí)間; 車(chē)輛行駛時(shí)的自由程度(通暢性); 交通受阻或受干擾的程度,以及行車(chē)延誤和每 公里停車(chē)次數(shù)等; 行車(chē)的安全性(事故率和經(jīng)濟(jì)損失等); 行車(chē)的舒適性和乘客滿意的程度; 最大密度,每車(chē)道每公里范圍內(nèi)車(chē)輛的最大密度; 經(jīng)濟(jì)性(行駛費(fèi)用) 然而,由于實(shí)際確定服務(wù)等級(jí)時(shí),難以全面考慮和綜合上述諸因素,往往僅以其中的某幾項(xiàng)指標(biāo)作為代表。如行車(chē)速度及服務(wù)交通量與通行能力之比,作為路段評(píng)定服務(wù)等級(jí)的主要影響因素。 同時(shí),由于這幾項(xiàng)指標(biāo)比較易于觀測(cè),而且車(chē)速和服務(wù)交通量也同其它因素有關(guān),所以取此二者作為評(píng)價(jià)服務(wù)水平的主要指標(biāo)是有一定根據(jù)的。,2019年7月2日7時(shí)3分,14,服務(wù)水平分級(jí) 美國(guó)分為六級(jí):A級(jí) 自由流;B級(jí) 低密穩(wěn)定流;C級(jí) 中密穩(wěn)定流;D級(jí) 高密穩(wěn)定流;E級(jí) 接近飽和狀態(tài);F級(jí) 過(guò)飽和狀態(tài)。,美國(guó)道路設(shè)施服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn),2019年7月2日7時(shí)3分,15,服務(wù)水平分級(jí),服務(wù)水平的劃分: 高速公路一級(jí)公路以車(chē)流密度作為主要指標(biāo),其相應(yīng)的服務(wù)水平與運(yùn)行狀態(tài),一級(jí)為自由流,二級(jí)為穩(wěn)定流上限,三級(jí)為穩(wěn)定流下限,四級(jí)為飽和流。 二三級(jí)公路以延誤率和平均運(yùn)行速度作為主要指標(biāo),其相應(yīng)的服務(wù)水平與運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)為一級(jí)自由流或較為自由,二級(jí)處于穩(wěn)定流中間范圍自由受到限制,三級(jí)處于穩(wěn)定流的下限,接近飽和流;四級(jí)為處于不穩(wěn)定的強(qiáng)制流狀態(tài)。 交叉口則用車(chē)輛延誤來(lái)描述其服務(wù)水平.,2019年7月2日7時(shí)3分,16,各類(lèi)公路設(shè)施評(píng)價(jià)服務(wù)水平的主要參數(shù),pcu當(dāng)量小汽車(chē)(passenger car unit) ln 車(chē)道數(shù),2019年7月2日7時(shí)3分,17,LOS A,LOS B,LOS C,LOS D,LOS E,LOS F,美國(guó)道路設(shè)施服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn),2019年7月2日7時(shí)3分,18,A級(jí):車(chē)流暢通,平均車(chē)速大于48km/h,交通量小于道路通行能力的60% B級(jí):車(chē)流穩(wěn)定,稍有延遲,平均車(chē)速大于40km/h,交通量接近道路 通行能力的70% C級(jí):車(chē)流穩(wěn)定,有延遲,平均車(chē)速大于32km/h,交通量接近道路通 行能力的80% D級(jí):車(chē)流不大穩(wěn)定,延遲尚可忍受,平均車(chē)速大于24km/h,交通量 接近道路通行能力的90% E級(jí):車(chē)流不穩(wěn)定,延遲不能忍受,平均車(chē)速降到24km/h,交通量接 近道路通行能力 F級(jí):交通阻塞,平均車(chē)速小于24km/h,交通量可能超過(guò)道路通行能力,但已沒(méi)有意義,2019年7月2日7時(shí)3分,19,流量,速,度,自由流,穩(wěn) 定 流,強(qiáng)制流,0,A,B,C,不穩(wěn)定流,D,E,F,2019年7月2日7時(shí)3分,20,一級(jí)服務(wù)水平(公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTB B01-2003) ) 交通量小,駕駛者能自由或較自由地選擇行車(chē)速度并以設(shè)計(jì)速度行駛,行駛車(chē)輛不受或基本不受交通流中其他車(chē)輛的影響,交通流處于自由流狀態(tài),超車(chē)需求遠(yuǎn)小于超車(chē)能力,被動(dòng)延誤少,為駕駛者和乘客提供的舒適便利程度高。,2019年7月2日7時(shí)3分,21,二級(jí)服務(wù)水平: 隨著交通量的增大,速度逐漸減小,行駛車(chē)輛受別的車(chē)輛或行人的干擾較大,駕駛者選擇行車(chē)速度的自由度受到一定限制,交通流狀態(tài)處于穩(wěn)定流的中間范圍,有擁擠感, 到二級(jí)下限時(shí)車(chē)輛間的相互干擾較大開(kāi)始出現(xiàn)車(chē)隊(duì)被動(dòng)延誤增加,為駕駛者提供的舒適便利程度下降,超車(chē)需求與超車(chē)能力相當(dāng)。,2019年7月2日7時(shí)3分,22,三級(jí)服務(wù)水平: 當(dāng)交通需求超過(guò)二級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的服務(wù)交通量后,駕駛者選擇車(chē)輛運(yùn)行速度的自由度受到很大限制,行駛車(chē)輛受別的車(chē)輛或行人的干擾很大交通流處于穩(wěn)定流的下半部分并已接近不穩(wěn)定流范圍,流量稍有增長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)交通擁擠,服務(wù)水平顯著下降,到三級(jí)下限時(shí)行車(chē)延誤的車(chē)輛達(dá)到80%,所受的限制已達(dá)到駕駛者所允許的最低限度,超車(chē)需求超過(guò)了超車(chē)能力,但可通行的交通量尚未達(dá)到最大值。,2019年7月2日7時(shí)3分,23,四級(jí)服務(wù)水平: 交通需求繼續(xù)增大,行駛車(chē)輛受別的車(chē)輛或行人的干擾更加嚴(yán)重,交通流處于不穩(wěn)定流狀態(tài),靠近下限時(shí)每小時(shí)可通行的交通量達(dá)到最大值,駕駛者已無(wú)自由選擇速度的余地,交通流變成強(qiáng)制狀態(tài),所有車(chē)輛都以通行能力對(duì)應(yīng)的但相對(duì)均勻的速度行駛。一旦上游交通需求和來(lái)車(chē)強(qiáng)度稍有增加或交通流出現(xiàn)小的擾動(dòng),車(chē)流就會(huì)出現(xiàn)走走停停的狀態(tài),此時(shí)能通過(guò)的交通量很不穩(wěn)定,其變化范圍從基本通行能力到零時(shí),常發(fā)生交通阻塞。,2019年7月2日7時(shí)3分,24,2019年7月2日7時(shí)3分,25,4、最大服務(wù)交通量,一、二、三、四級(jí)上半段服務(wù)水平都有相應(yīng)于該級(jí)服務(wù)水平最差的服務(wù)交通量,該服務(wù)交通量在該級(jí)服務(wù)水平中是最大的,故稱最大服務(wù)交通量。它反映是是在某一特定服務(wù)水平下道路所能提供的疏導(dǎo)交通的能力極限。,5、設(shè)計(jì)服務(wù)水平等級(jí),為保證道路在具備較好的運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí),又不至于浪費(fèi)道路設(shè)施的能力,通常設(shè)計(jì)道路時(shí)不采用最大通行能力,而采用設(shè)計(jì)服務(wù)水平等級(jí)對(duì)應(yīng)的最大服務(wù)交通量。 中國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)服務(wù)水平等級(jí)規(guī)定如后:,2019年7月2日7時(shí)3分,26,高速公路基本路段、匝道-主線連接處、交織區(qū)均采用二級(jí)服務(wù)水平,但在不得已的情況下,匝道-主線連接處及交織區(qū)可降低要求采用三級(jí)服務(wù)水平。,2019年7月2日7時(shí)3分,27,不控制進(jìn)入的汽車(chē)多車(chē)道公路路段在平原微丘區(qū)采用二級(jí)服務(wù)水平,在山嶺重丘區(qū)及城市近郊采用三級(jí)服務(wù)水平。,2019年7月2日7時(shí)3分,28,不控制進(jìn)入的汽車(chē)雙車(chē)道公路路段采用三級(jí)服務(wù)水平。,混合交通雙車(chē)道公路路段采用三級(jí)服務(wù)水平。,2019年7月2日7時(shí)3分,29,2019年7月2日7時(shí)3分,30,2019年7月2日7時(shí)3分,31,#為平均行程速度; 不準(zhǔn)超車(chē)區(qū)(%)為指超車(chē)視距小于設(shè)計(jì)速度所要求的最小超車(chē)視距的路段長(zhǎng)度占區(qū)段總長(zhǎng)的百分率 (雙向的平均值),2019年7月2日7時(shí)3分,32,通行能力和服務(wù)水平的作用,用于道路設(shè)計(jì) 確定車(chē)道數(shù)、服務(wù)水平評(píng)估、發(fā)現(xiàn)瓶頸路段 用于道路規(guī)劃 根據(jù)交通量預(yù)測(cè)、投資效益評(píng)估、環(huán)境效益評(píng)估,確定路網(wǎng)改進(jìn)辦法與實(shí)施步驟 用于道路交通管理 根據(jù)交通量增長(zhǎng)情況,制定各階段的交通管理措施,2019年7月2日7時(shí)3分,33,通行能力和服務(wù)水平的關(guān)系,通行能力和服務(wù)水平是一個(gè)事物的兩個(gè)方面,從不同的角度反映了道路的性質(zhì)與功能,通行能力主要反映道路服務(wù)數(shù)量的多少或能力的大小,服務(wù)水平主要反映了道路服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)的滿意程度。嚴(yán)格地說(shuō),沒(méi)有無(wú)通行能力的服務(wù)水平,也沒(méi)有無(wú)服務(wù)質(zhì)量的通行能力,兩者是不能分開(kāi)的。,2019年7月2日7時(shí)3分,34,5-2 道路路段通行能力,5-2-1 基本通行能力,基本通行能力:在理想的道路和交通條件下,單位時(shí)間一個(gè)車(chē)道或一條道路某一路段通過(guò)小客車(chē)最大數(shù),是計(jì)算各種通行能力的基礎(chǔ)。 理想道路條件:車(chē)道寬度不小于3.75米,側(cè)向余寬不小于1.75米,縱坡平緩并有足夠的行車(chē)視距、良好的平面線形和路面狀況。 理想交通條件:車(chē)流組成為單一的標(biāo)準(zhǔn)型汽車(chē),在一條車(chē)道上,比相同的速度連續(xù)行駛,車(chē)輛之間均保持與車(chē)速相適應(yīng)的最小安全車(chē)頭間隔,且流向分配均衡,無(wú)任何方向干擾。,基本路段指道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交織、交叉影響的路段。它是道路的主干和重要組成部分。,由于兩個(gè)方向上的交通互不依賴,且兩個(gè)方向在其前進(jìn)方向上的線性不同, 因此,兩個(gè)方向車(chē)行道的通行能力和服務(wù)水平分別進(jìn)行計(jì)算。,2019年7月2日7時(shí)3分,35,基本路段處于任何匝道和交織區(qū)的影響區(qū)域之外,一般,高速公路匝道連接處及交織區(qū)的影響范圍為: 進(jìn)口匝道:從匝道連接處起,其上游150m-200m,下游760m-800m的范圍為進(jìn)口匝道影響范圍; 出口匝道:從匝道連接處起,其上游760m,下游150m的范圍為進(jìn)口匝道影響范圍; 交織區(qū):合流點(diǎn)上游150m為交織區(qū)的起點(diǎn),分流點(diǎn)下游150m為交織區(qū)的終點(diǎn);,2019年7月2日7時(shí)3分,36,計(jì)算的最大交通量為:,行駛車(chē)輛之間的最小安全間距為:,l安一般取用2m,t可取1s, 附著系數(shù)與輪胎花紋、路面粗糙度、平整度、表面濕度、行車(chē)速度等因素有關(guān)(如表5-9)。車(chē)輛長(zhǎng)度對(duì)于小汽車(chē)采用6m,對(duì)于解放牌汽車(chē)采用12m: (5-2),2019年7月2日7時(shí)3分,37,按實(shí)際觀測(cè)到的最小車(chē)頭時(shí)距計(jì)算則可達(dá)2000輛/h以上,這主要是由于路面干燥使附著系數(shù)增大,并且道路的平縱線形和視距好,駕駛員估計(jì)不會(huì)出現(xiàn)意外停車(chē),從而減少了車(chē)頭應(yīng)保持的最小間隔。我國(guó)在作通行能力分析時(shí)作出了如下的規(guī)定:,2019年7月2日7時(shí)3分,38,5-2-2 實(shí)際通行能力,實(shí)際通行能力是在實(shí)際的道路和交通條件下,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)道路上某一點(diǎn)的最大可能交通量。,式中:CP可能通行能力 CB基本通行能力 fi各項(xiàng)修正系數(shù)(道路和交通條件的修正系數(shù)) N單向車(chē)道數(shù),道路條件:1)車(chē)道數(shù)修正系數(shù)fN;2)車(chē)道寬度修正系數(shù)fw;3)側(cè)向凈空受限修正系數(shù)fcw;4)車(chē)道硬路肩寬度修正fsw;5)交通組成修正系數(shù)fHV;6)方向分布修正系數(shù)fd;7)路側(cè)干擾修正系數(shù)ff;8)平面交叉修正系數(shù)fj ;9)駕駛員條件對(duì)通行能力的修正系數(shù)fp 。,交通條件:使不同類(lèi)型的車(chē)輛換算為同一車(chē)型。,2019年7月2日7時(shí)3分,39,1)高速公路:?jiǎn)蜗蜍?chē)道的通行能力,fN:六車(chē)道及其以上取0.98一0.99; fp:通常在0.95一1.00之間。,2019年7月2日7時(shí)3分,40,2019年7月2日7時(shí)3分,41,側(cè)向凈空是指車(chē)道邊緣至路側(cè)障礙物(護(hù)墻、燈柱等)的橫向距離,當(dāng)小于1.75m時(shí),駕駛員感到不安全,從而減速、偏離車(chē)道線,使旁側(cè)車(chē)道利用率降低。,2019年7月2日7時(shí)3分,42,2019年7月2日7時(shí)3分,43,2019年7月2日7時(shí)3分,44,PHV 大型車(chē)交通量占總交通量的百分比; EHV 大型車(chē)換算成小客車(chē)的車(chē)輛換算系數(shù)。,駕駛員條件的修正系數(shù)fP,fP 1.000.90,2019年7月2日7時(shí)3分,45,【例】 一四車(chē)道高速公路,設(shè)計(jì)速度為100km/h,單向高峰小時(shí)交通量VP1800veh/h,大型車(chē)占40%,車(chē)道寬3.50m,側(cè)向凈空1.75m,緊挨行車(chē)道兩邊均有障礙物,重丘地形。分析其服務(wù)水平,問(wèn)其達(dá)到可能通行能力之前還可增加多少交通量。 解 為求服務(wù)水平要計(jì)算V/C: (1) 查表(9-4、9-5)得諸修正系數(shù) fW0.97,EHV2.5, fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0 (2) 計(jì)算V/C (3) 該公路服務(wù)水平屬三級(jí) (4) 求算達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量 行車(chē)道的可能通行能力 達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量V2425-1800625veh/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0.74。查圖得平均行程速度為78km/h,遠(yuǎn)大于觀測(cè)到的速度56km/h,這由于有大型車(chē)及非平原的重丘地形所致。,2019年7月2日7時(shí)3分,46,2)一級(jí)公路路段:,fN:取0.95一0.97; fp:通常在0.95一1.00之間。,fj,ff,2019年7月2日7時(shí)3分,47,3)二級(jí)公路、三級(jí)公路:,fd,fsw,ff,2019年7月2日7時(shí)3分,48,5-2-3 設(shè)計(jì)(或規(guī)劃)通行能力,設(shè)計(jì)通行能力是由不同服務(wù)水平規(guī)定條件下的通行能力,也就是要求道路所承擔(dān)的服務(wù)交通量,通常作為道路規(guī)劃和設(shè)計(jì)的依據(jù):,在公路設(shè)計(jì)中,原則上: 高速公路和一級(jí)公路采用二級(jí)服務(wù)水平進(jìn)行設(shè)計(jì); 二級(jí)公路、三級(jí)公路和平面交叉采用三級(jí)服務(wù)水平設(shè)計(jì); 四級(jí)公路為支線公路和地方公路,主要提供短途的可達(dá)性運(yùn)輸服務(wù),因此,四級(jí)公路服務(wù)水平不作規(guī)定,可視其用途、作用、目的等需求而確定。,2019年7月2日7時(shí)3分,49,例5-1 某微丘地區(qū)四車(chē)道高速公路設(shè)計(jì)車(chē)速100km/h,路基寬26m,其中兩側(cè)路肩與路綠帶均為0.75m,硬路肩均為3m中央分隔帶2m,縱坡為1,設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為小汽車(chē)2400輛,大中型汽車(chē)480輛,特大型汽車(chē)70輛.試求該路有無(wú)超過(guò)其通行能力,如無(wú)其服務(wù)水平如何?,解:先進(jìn)行交通量換算,按表5-19,經(jīng)內(nèi)插計(jì)算分別為,再求算實(shí)際條件下通行能力,由表5-1得知,查修正系數(shù):,2019年7月2日7時(shí)3分,50,計(jì)算實(shí)際通行能力:,近似取為:,再計(jì)算負(fù)荷度:,查表,得知二級(jí)VC0.68,故其服務(wù)水平為二級(jí)。,2019年7月2日7時(shí)3分,51,例5-2 一四車(chē)道高速公路,設(shè)計(jì)速度為100km/h,單向高峰小時(shí)交通量=1800veh/h,大型車(chē)占40%,車(chē)道寬 3.50m,側(cè)向凈空為1.75m,緊挨行車(chē)道兩邊均有障礙物,重丘地形。分析其服務(wù)水平,問(wèn)其達(dá)到可能通行能力之前還可增加多少交通量。實(shí)地觀測(cè)的平均速度為56km/h。,解:為求服務(wù)水平要計(jì)算VC: (l)查表5-1220,得諸修正系數(shù),(2)計(jì)算VC,(3)該公路服務(wù)水平屬三級(jí),2019年7月2日7時(shí)3分,52,4)求算達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量行車(chē)道的可能通行能力:,達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量V:,2019年7月2日7時(shí)3分,53,圖1 理想條件下高速公路速度-流量關(guān)系圖(中國(guó)高速公路),V=78km,2019年7月2日7時(shí)3分,54,小結(jié),道路通行能力計(jì)算的基本思路是:先確定基本通行能力,對(duì)其進(jìn)行修正得到可能通行能力,再考慮服務(wù)水平要求,可能通行能力乘以服務(wù)水平修正系數(shù)得到設(shè)計(jì)通行能力。 個(gè)別設(shè)施,如環(huán)形交叉口,由經(jīng)驗(yàn)公式直接求得可能通行能力,再考慮服務(wù)水平修正得設(shè)計(jì)通行能力。,2019年7月2日7時(shí)3分,55,5-3 交織區(qū)與匝道的通行能力,5-3-1 交織區(qū)基本概念,1.定義:交織路段是指兩股或兩股以上交通流運(yùn)行總方向基本相同的車(chē)流,先實(shí)現(xiàn)合流而后分流的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程所需的路段。,交織路段圖示,(50m交織區(qū)長(zhǎng)度600m),交織區(qū)的運(yùn)行特征-車(chē)道變換,2019年7月2日7時(shí)3分,56,2019年7月2日7時(shí)3分,57,2019年7月2日7時(shí)3分,58,2.交織區(qū)分類(lèi):簡(jiǎn)單交織區(qū)和多重交織區(qū)兩類(lèi)。,簡(jiǎn)單交織區(qū):由單一匯合點(diǎn)連著單一分離點(diǎn)形成; 多重交織區(qū):由1個(gè)匯合點(diǎn)連著2個(gè)分離點(diǎn),或2個(gè)匯合點(diǎn)連著1個(gè)分離點(diǎn)。,通常也可簡(jiǎn)單分類(lèi)和類(lèi):,類(lèi)交織區(qū)示意圖,類(lèi)交織區(qū)示意圖,2019年7月2日7時(shí)3分,59,3.交織運(yùn)行特性,交織區(qū)的車(chē)流運(yùn)行關(guān)鍵在于車(chē)輛運(yùn)行的交織操作,它影響到行駛車(chē)速、車(chē)頭時(shí)距以及行車(chē)安全。 交織長(zhǎng)度和交織斷面車(chē)道數(shù)是交織運(yùn)行效率的2個(gè)主要參數(shù)。 隨交織流量的增加,交織區(qū)的運(yùn)行效率會(huì)下降。,交織區(qū)流量之和為: Q總=Q01+Q02+Qw1+Qw2,交織流量比: VR =(Qw1+Qw2)/Q總,設(shè):Qw1Qw2,則,交織比:r= Qw1/Qw2,2019年7月2日7時(shí)3分,60,5-3-2 交織區(qū)通行能力和速度計(jì)算,1.通行能力的計(jì)算,交織區(qū)的通行能力和運(yùn)行速度同交織區(qū)長(zhǎng)度、車(chē)道數(shù)、交織流量比、總交通量及交織區(qū)車(chē)道構(gòu)造等因素有關(guān)。,式中: rs 交織區(qū)類(lèi)型修正系數(shù),其中:類(lèi)交織區(qū)rs =0.95,類(lèi)交織區(qū)rs =1.0。 rN 交織區(qū)內(nèi)車(chē)道數(shù)修正系數(shù); rL 交織區(qū)長(zhǎng)度修正系數(shù)。0.128ln(L)+0.181 rVR 交織流量比修正系數(shù),2019年7月2日7時(shí)3分,61,2.速度的計(jì)算,公式表明:交織區(qū)運(yùn)行速度同交織區(qū)長(zhǎng)度、車(chē)道數(shù)正相關(guān),與交織流量比、總交通量負(fù)相關(guān)。,式中: SW 交織車(chē)輛的平均行駛速度 SnW 非交織車(chē)輛的平均行駛速度 VR 交通量比值, V 交織區(qū)內(nèi)總流量 N 交織區(qū)內(nèi)車(chē)道總數(shù) L 交織區(qū)段長(zhǎng)度,2019年7月2日7時(shí)3分,62,3.交織區(qū)段服務(wù)水平,評(píng)價(jià)交織區(qū)運(yùn)行質(zhì)量的因素有密度、流速和流率,但最重要的是行車(chē)密度和V/C。,2019年7月2日7時(shí)3分,63,5-3-3 匝道的通行能力,1. 匝道的定義:是聯(lián)系不同高程上兩條交叉線路、供兩線路車(chē)輛實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)換的連接道路。一般有一個(gè)入口和一個(gè)出口,由于線形變化較大且常有縱坡和小半徑的轉(zhuǎn)彎,故通行能力較正常路段要低。,2匝道的形式、類(lèi)型 基本形式:右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn) 特殊形式:定向 對(duì)角線 單向單車(chē)道 單向雙車(chē)道,3.運(yùn)行特征:有出入口車(chē)輛的運(yùn)行及其在匝道上的運(yùn)行,包括分流、合流、交織運(yùn)行,亦有加速、減速運(yùn)行,上坡、下坡,小曲線甚至反向曲線的運(yùn)行。單向單車(chē)道匝道不允許超車(chē)。,2019年7月2日7時(shí)3分,64,4.匝道的通行能力計(jì)算,1) 實(shí)際條件下,自由流速度FV的可按下式計(jì)算:,FV0按匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的行車(chē)速度(km/h); FFVW行車(chē)寬度修正系數(shù)( km/h ); FFVV視距修正系數(shù)( km/h ); FFVSL縱坡修正系數(shù)( km/h ); FFVS分隔帶修正系數(shù)( km/h ); FFVUD駛?cè)氲缆沸拚禂?shù)( km/h )。,式中:,2019年7月2日7時(shí)3分,65,2) 按匝道轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算的行車(chē)速度FV0,利用線性設(shè)計(jì)的基本公式:,R 匝道最小曲率半徑(m); i 匝道最大超高橫坡度(% ); 最大側(cè)向力系數(shù),一般采用0.12。,式中:,3)匝道通行能力計(jì)算,Cw匝道斷面總寬度修正系數(shù) CH大車(chē)混入率修正值,2019年7月2日7時(shí)3分,66,注意匝道里的大貨車(chē) 作者: 車(chē)評(píng)網(wǎng) 來(lái)源: ,高速公路上的很多事故發(fā)生在匝道與主路相接的那塊區(qū)域,而在這些事故中,因大車(chē)從匝道并入高速公路而引起的事故占了很大一部分。這是因?yàn)樵训儡?chē)輛行駛的速度跟在高速公路干道上車(chē)流的速度有差別,特別是大車(chē),大型客車(chē)和大型貨車(chē)。即使司機(jī)很清楚,進(jìn)入高速公路應(yīng)該適當(dāng)提速,也往往因車(chē)重、體積大而使提速變得比較困難。更有些責(zé)任心不夠的司機(jī),想不到那么多,仗著自己個(gè)子大,直接就進(jìn)入主車(chē)道上,有時(shí)甚至?xí)辈鍍蓚€(gè)車(chē)道。從主路車(chē)輛的角度講,當(dāng)你接近高速公路入口、發(fā)現(xiàn)有大車(chē)要并入高速主路時(shí),必須特別小心。首先,大車(chē)的速度之慢是你始料不及的,你以為足夠的剎車(chē)距離,很可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠;你以為鳴笛晃燈它就會(huì)讓路,一般不可能。其次,這個(gè)龐然大物很阻礙視線,如果你楞頭楞腦地以較快速度接近大車(chē),發(fā)現(xiàn)不對(duì)再選擇從左邊或者右邊超車(chē),就太危險(xiǎn)了,因?yàn)槟愀静恢雷?、右前方的情況,等發(fā)現(xiàn)情況就來(lái)不及了。所以,我們的建議是:主路司機(jī),如果你行駛在最右側(cè)車(chē)道,那么在接近匝道時(shí)必須減速,確保安全距離。如果可能,請(qǐng)盡量選擇提前并入左側(cè)車(chē)道。不要等事故發(fā)生了再去爭(zhēng)辯事故責(zé)任吧。,2019年7月2日7時(shí)3分,67,例 某平原地區(qū)高速公路互通立交的匝道最小半徑R=150m,最大超高橫坡2%,行車(chē)道寬度6m,停車(chē)視距大于135m,縱坡度為1.9%的下坡,匝道類(lèi)型屬于單向單車(chē)道,進(jìn)入高速公路的匝道長(zhǎng)450m,交通量為小車(chē)250輛/h,大中型車(chē)為100輛/h,特大型車(chē)為20輛/h,計(jì)算自由流速度、通行能力和服務(wù)水平。 解: =(127*150(0.019+0.12) 1/2,2019年7月2日7時(shí)3分,68,合流 兩股分開(kāi)的車(chē)流運(yùn)行于同一方向,合并成一股車(chē)流的過(guò)程; 分流 一股單獨(dú)的交通流分成兩股或多股車(chē)流; 合流、分流部分的通行能力是指高速公路與匝道連接部分的通行能力,是高速公路分、合流點(diǎn)處導(dǎo)引與疏通交通流的能力。,5-3-4 匝道與主線連接處的通行能力,合流、分流、交織示意圖,2019年7月2日7時(shí)3分,69,高速公路組成和影響范圍,2019年7月2日7時(shí)3分,70,連接處的主要形式:獨(dú)立式和非獨(dú)立式 分流點(diǎn)上游980米范圍內(nèi)、合流點(diǎn)上游610米范圍內(nèi)沒(méi)有分、合流點(diǎn)。 獨(dú)立式單車(chē)道駛?cè)朐训?獨(dú)立式單車(chē)道駛出匝道 鄰近有駛?cè)朐训赖膯诬?chē)道駛?cè)朐训?鄰近有駛?cè)朐训赖膯诬?chē)道駛出匝道 有加速車(chē)道的雙車(chē)道駛?cè)朐训?有減速車(chē)道的雙車(chē)道駛出匝道,2019年7月2日7時(shí)3分,71,匝道交通量Vr 駛?cè)朐训郎嫌沃髀穯蜗蚪煌縑f 主路單向最大交通量Vf 與相鄰上游和(或)下游匝道的距離Du、Dd 相鄰上游和(或)下游匝道的交通量Vu、Vd 匝道型式(駛?cè)脒€是駛出、在連接處的匝道車(chē)道數(shù)等),分合流點(diǎn)通行能力的相關(guān)因素分析:,一般分析計(jì)算連接處通行能力時(shí),要分析三個(gè)關(guān)鍵交通量:,匯合交通量Vm:用于駛?cè)朐训?分離交通量Vd:用于駛出匝道 主線交通量Vf:用于任何匯合或分離點(diǎn),2019年7月2日7時(shí)3分,72,合流部分的通行能力:,V1=136+0.345Vf-0.115Vr 式中:V1高速公路外側(cè)車(chē)道交通量 Vf高速公路總交通量 Vr匝道交通量 適用條件: 4車(chē)道高速公路上單車(chē)道駛?cè)朐训?不是環(huán)形),有或沒(méi)有加速車(chē)道; 在610米范圍內(nèi)沒(méi)有相鄰上游駛?cè)朐训来嬖跁r(shí); 使用交通量范圍:Vf=4003400pcu/h, Vr=50 1500pcu/h。,以四車(chē)道單車(chē)駛?cè)胧綖槔?2019年7月2日7時(shí)3分,73,分流部分通行能力:,V1=165+0.345Vf+0.52Vr 式中:V1高速公路外側(cè)車(chē)道交通量 Vf高速公路總交通量 Vr匝道交通量 適用條件: 4車(chē)道高速公路上單車(chē)道駛出匝道,有或沒(méi)有減速車(chē)道 在975米范圍內(nèi)沒(méi)有相鄰上游駛?cè)朐训来嬖跁r(shí) 使用交通量范圍:Vf=4004200pcu/h, Vr=50 1500pcu/h,以四車(chē)道單車(chē)駛出式為例,2019年7月2日7時(shí)3分,74,三檢測(cè)點(diǎn)服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn),2019年7月2日7時(shí)3分,75,例題,四車(chē)道高速公路的單車(chē)道駛?cè)朐训?,其上下?800m范圍內(nèi)無(wú)相鄰匝道,處于平原地區(qū),主線設(shè)計(jì)車(chē)速為120Km/h,匝道上游主線單向交通量Vf=2000輛/h,大型車(chē)占50%。駛?cè)朐训澜煌繛?00輛/h,大型車(chē)占40%,試分析其運(yùn)行狀態(tài)屬于何種服務(wù)水平。,2019年7月2日7時(shí)3分,76,5-4 平面交叉口的通行能力,5-4-1 概述,基本概念 兩條不同方向的車(chē)流通過(guò)平交路口時(shí)會(huì)產(chǎn)生車(chē)流的轉(zhuǎn)向、交匯與交叉,平交路口可能通過(guò)此相交車(chē)流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力. 它不僅與交叉口所占面積、形狀、入口引道車(chē)道條數(shù)、車(chē)道寬度、幾何線形及環(huán)境條件有關(guān),而且受相交車(chē)流通過(guò)交叉口的運(yùn)行方式交通管理措施等方面的影響。,分類(lèi) 不加任何交通管制的交叉口; 中央設(shè)圓形島的環(huán)形交叉口; 設(shè)置色燈信號(hào)交叉口,2019年7月2日7時(shí)3分,77,平面交叉口的形式(一),十字形 T形 X形 Y形,2019年7月2日7時(shí)3分,78,平面交叉口的形式(二),錯(cuò)位交叉口,畸形交叉口,2019年7月2日7時(shí)3分,79,平面交叉口的形式(三),多路交叉口,環(huán)形交叉口,2019年7月2日7時(shí)3分,80,無(wú)信號(hào)交叉口通行能力,信號(hào)交叉口通行能力,暫時(shí)停車(chē)方式,環(huán)行方式,兩向停車(chē)方式,全向停車(chē)方式,主道優(yōu)先,無(wú)主次之分,常規(guī)環(huán)行交叉口,小型環(huán)行交叉口,微型環(huán)行交叉口,d25m,d25m,引道加寬成喇叭形,渠化交通的方式,2019年7月2日7時(shí)3分,81,2019年7月2日7時(shí)3分,82,2019年7月2日7時(shí)3分,83,2019年7月2日7時(shí)3分,84,十字形無(wú)信號(hào)控制交叉口通行能力計(jì)算方法: 根據(jù)可插間隙理論計(jì)算此類(lèi)交叉口的通行能力。 直接計(jì)算優(yōu)先方向交通流中的可插間隙(車(chē)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。 計(jì)算原理:將主干道(優(yōu)先方向)上的車(chē)流視為連續(xù)行駛的交通流,并假定車(chē)輛到達(dá)的概率分布符合泊松分布,則車(chē)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(chē)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。,5-4-2 無(wú)信號(hào)管制的交叉口通行能力,2019年7月2日7時(shí)3分,85,5-4-2 無(wú)信號(hào)管制的交叉口通行能力,十字形交叉路口通行能力計(jì)算方法:,式中:Q非非優(yōu)先的次干道上可以通過(guò)的交通量 Q優(yōu)主干道優(yōu)先通行的雙向交通量 主干道車(chē)輛到達(dá)率 可供次干道車(chē)輛穿越主干道車(chē)流的臨界車(chē)頭時(shí)距 次干道上車(chē)輛間的最小車(chē)頭時(shí)距(停車(chē)標(biāo)志5s,讓路標(biāo)志3s),2019年7月2日7時(shí)3分,86,次干道通行能力*(pcu/h),*次干道通行能力超過(guò)主干道雙向交通量的一半是很少出現(xiàn)的,美國(guó)規(guī)定的主干道優(yōu)先時(shí)支路通行能力的經(jīng)驗(yàn)值,2019年7月2日7時(shí)3分,87,T行交叉路口交通流向圖,式中:次干道車(chē)輛可穿越匯入主干道車(chē)流的車(chē)頭時(shí)距 1優(yōu)先車(chē)流的最小車(chē)頭時(shí)距 2非優(yōu)先車(chē)流的最小車(chē)頭時(shí)距,2019年7月2日7時(shí)3分,88,5-4-3 環(huán)形交叉口通行能力,環(huán)形交叉口是在幾條道路相交的交叉口中央,設(shè)置圓島或帶圓弧形狀的島,使進(jìn)入交叉口的所有車(chē)輛均以同一方向繞島行駛,其運(yùn)行過(guò)程一般為先在不同方向匯合(合流),接著于同一車(chē)道先后通過(guò)(交織),最后分向駛出(分流),可避免直接交叉、沖突和大角度碰撞,其實(shí)質(zhì)為自行調(diào)節(jié)的渠化交通形式。 優(yōu)點(diǎn):車(chē)輛可以連續(xù)行駛,安全,無(wú)需管理設(shè)施,平均延誤時(shí)間短,很少剎車(chē)、停車(chē),節(jié)約用油,隨之噪聲低、污染少。 缺點(diǎn):占地大,繞行距離長(zhǎng),當(dāng)非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人過(guò)多及有直向行駛的電車(chē)時(shí)不宜采用。,2019年7月2日7時(shí)3分,89,分類(lèi) (1)常規(guī)環(huán)形交叉口 其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,在我國(guó)各城市的主要環(huán)交均屬此類(lèi)。 (2)小型環(huán)形交叉口 其中心島的直徑小于25m,引道入口適當(dāng)加寬建成喇叭形,使車(chē)輛便于進(jìn)入交叉口。其優(yōu)點(diǎn)可以提高環(huán)交的通行能力,少占用地。我國(guó)有些城市也有這類(lèi)小型環(huán)交。,2019年7月2日7時(shí)3分,90,小型環(huán)交的特點(diǎn): (1)在停車(chē)線上增加車(chē)道數(shù); (2)中心島直徑d約為D/3,并小于8m; (3)x不小于25m(為停車(chē)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)引入口漸變段為1:6, 出口則為1:12; (6)設(shè)偏向?qū)к?chē)島,不使 進(jìn)入車(chē)輛直穿,2019年7月2日7時(shí)3分,91,3、微型環(huán)交 多為三路或四路相交,其中心島直徑一般小于4m,不一定做成圓形,也不一定非高于路面不可,可以用白漆涂成圓圈,或做成不同顏色,主要起引導(dǎo)與分隔作用,此外,還有雙環(huán)形交(圖5-16)、引道錯(cuò)位環(huán)交(圖5-17)、讓路原則設(shè)計(jì)的環(huán)交、多島式環(huán)交和雙向行車(chē)環(huán)交等。,2019年7月2日7時(shí)3分,92,常規(guī)環(huán)形交叉口計(jì)算圖示,常規(guī)環(huán)形交叉口通行能力計(jì)算,式中: Qm交織段最大通行能力,pcu/h l 交織段長(zhǎng)度,m W交織段寬度,m P交織段內(nèi)參與交織車(chē)輛占全部車(chē)輛的比例 e入口引道平均寬度,m,e=(e1+e2)/2,沃爾卓普公式:,2019年7月2日7時(shí)3分,93,英國(guó)環(huán)境部暫行公式: 左側(cè)優(yōu)先,適當(dāng)折減公式:,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。,用于設(shè)計(jì)目的,應(yīng)采用Q值的85%,2019年7月2日7時(shí)3分,94,例:某常規(guī)環(huán)交為四路交匯,其幾何圖形與車(chē)流量、流向如圖,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(chē)流量是否超過(guò)其通行能力。,2019年7月2日7時(shí)3分,95,354,354,2019年7月2日7時(shí)3分,96,小型環(huán)形交叉口通行能力計(jì)算用圖,(1)英國(guó)運(yùn)輸與道路研究所(TRRL)在所有進(jìn)口引道交通量均呈飽和狀態(tài)情況下,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后得出小型環(huán)形交叉口總通行能力的簡(jiǎn)化計(jì)算公式:,小型環(huán)形交叉口通行能力計(jì)算,式中: Q環(huán)形交叉口總通行能力 W所有引道基本寬度總和 A引道拓寬所增加的總面積,A=a K1計(jì)算系數(shù),用于設(shè)計(jì)目的,應(yīng)采用Q值的80%,2019年7月2日7時(shí)3分,97,(2) 紐卡塞(New Castle)根據(jù)TRRL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)交叉道路條數(shù)選取K2值來(lái)進(jìn)行調(diào)整,即,式中:Q交叉口實(shí)用總通行能力 D內(nèi)接圓直徑(m) K2計(jì)算參數(shù),Q=K2D,用于設(shè)計(jì)目的,應(yīng)采用Q值的85%以下,2019年7月2日7時(shí)3分,98,5-4-4 信號(hào)交叉口機(jī)動(dòng)車(chē)的通行能力,停車(chē)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(chē)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(chē)線,就視為通過(guò)了交叉口。,2019年7月2日7時(shí)3分,99,一條直行車(chē)道的通行能力,式中: T信號(hào)燈周期,一般取用6090s,亦有用到120s Cs一條直行車(chē)道的設(shè)計(jì)通行能力,veh/h tG周期內(nèi)綠燈時(shí)間,s t0綠燈亮后,第一輛車(chē)啟動(dòng)、通過(guò)停車(chē)線的時(shí)間,s,平均取t0=2.3s ti直行車(chē)通過(guò)停車(chē)線的車(chē)頭時(shí)距,s 折減系數(shù),建議采用0.9,混合車(chē)與車(chē)輛組成有關(guān):,2019年7月2日7時(shí)3分,100,混合行駛車(chē)道的通行能力,混行車(chē)道有3種組合
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