道路通行能力手冊匝道與匝道主線連接處

1、第六章 匝道與匝道主線連接處16.1 引言16.1.1 匝道組成16.1.2 匝道類型16.1.3 匝道運(yùn)行特征2影響區(qū)26.1.4主要影響因素36.2 分析方法4合/分流通行能力分析方法4計(jì)算公式及參數(shù)說明56.3 通行能力分析步驟13分析數(shù)據(jù)要求13進(jìn)口匝道通行能力分析步驟13進(jìn)口匝道的特殊情況15出口匝道通行能力分析步驟16出口匝道的特殊情況186.4 算例196.4.1 算例1196.4.2 算例2216.4.3 算例3246.4.4 算例4266.4.5 算例529第六章 匝道與匝道主線連接處6.1 引言6.1.1 匝道組成匝道是連接兩條道路的一段道路設(shè)施，通常由三部分組成：1）匝道

2、與高速公路連接處（也稱匝道-主線連接處）；2）匝道車行道；3）匝道與相連道路的連接處。6.1.2 匝道類型按照匝道與高速公路連接處交通流的匯合、分離情況，可將匝道分為進(jìn)口匝道和出口匝道（參見圖6-1）。按照分析匝道與上、下游匝道的相互影響，可將匝道分為孤立匝道和非孤立匝道。所謂孤立匝道是指分析匝道與相鄰匝道的間距足夠遠(yuǎn)，其運(yùn)行狀況不受其他匝道的影響；而非孤立匝道則是指分析匝道與相鄰匝道的間隔較小，以至相鄰匝道的交通影響到所研究匝道的交通運(yùn)行。在具體分析時(shí)，必須明確匝道類型。 圖6-1 進(jìn)口匝道和出口匝道示意圖圖6-2 非孤立匝道和孤立匝道示意圖6.1.3 匝道運(yùn)行特征匝道的三個(gè)組成部分，其運(yùn)行

3、特征也各不相同。匝道車行道中車流運(yùn)行環(huán)境比較簡單，運(yùn)行狀態(tài)也相對穩(wěn)定；匝道主線連接處車輛需要高速匯入或分離，且匯入或分離車輛將對主線中的過境交通造成干擾；匝道與相連道路的連接處，其車輛希望在保證交通安全的前提下，順利匯入該連接處。值得注意的是，匝道這三部分的運(yùn)行狀態(tài)是一個(gè)有機(jī)的整體，只有這三部分的運(yùn)行都處于良好的狀態(tài)時(shí)，匝道與匝道主線連接處的運(yùn)行狀態(tài)才能有保證；只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，整個(gè)狀態(tài)都將受到影響。而相比之下，匝道主線連接處的運(yùn)行特征最為復(fù)雜，要求也高，因此，將該處的運(yùn)行特征作為分析重點(diǎn)。影響區(qū)在匝道主線連接處，按匝道功能的不同，分為合流區(qū)和分流區(qū)。在合流區(qū)中，從進(jìn)口匝道來的車輛試著

4、在相鄰的主線車道上尋找交通流中可利用的空隙，以便匯入。由于匝道連接基本上都在主線右邊，因此主線上右邊第1車道（也叫路肩車道）將受到最直接的影響。由于合流車輛的影響，主線中的車輛將在進(jìn)口匝道上游重新考慮其行進(jìn)車道，從而使交通量打破原來基本路段中的平衡狀態(tài)，在主線中重新分布。進(jìn)口匝道的影響區(qū)見圖6-3。在分流區(qū)中，希望駛出的車輛首先從過境交通中分離出來，進(jìn)入與匝道相鄰的車道，整個(gè)車流也重新調(diào)整交通量的車道分布。出口匝道的影響區(qū)見圖6-4。圖6-3 進(jìn)口匝道影響區(qū)示意圖圖6-4 出口匝道影響區(qū)示意圖主要影響因素由于合流區(qū)和分流區(qū)的運(yùn)行特征存在根本的差別，因此，在通行能力分析過程中，其主要的影響因素也

5、各不相同。在合流區(qū)，通行能力的主要影響因素包括道路條件和交通條件兩個(gè)方面，各參數(shù)的具體說明如下：圖6-5 進(jìn)口匝道主線連接處通行能力的主要影響因素1） ，駛向高速公路合流區(qū)的最大總流量，pcu/h，參見圖6-5；2） ，駛出高速公路合流區(qū)的最大總流量，pcu/h，參見圖6-5；3） ，駛?cè)牒狭饔绊憛^(qū)的最大總流率，pcu/h，參見圖6-5；4） ，駛?cè)牒狭饔绊憛^(qū)的主線最大總流率，pcu/h，參見圖6-5；5） ，匝道車行道的最大流率，pcu/h，參見圖6-5；6） ，上游相鄰匝道的交通流率，pcu/h；7） ，下游相鄰匝道的交通流率，pcu/h；8） ，加速車道總長，m；9） ，匝道行車道中的自

6、由流車速，km/h；10） ，緊鄰合流區(qū)上游主線車道1和車道2的交通量占該方向總交通量的比例，%；11） ，距上游匝道的距離，m；12） ，距下游匝道的距離，m。在分流區(qū)，通行能力的主要影響因素也包括道路條件和交通條件兩個(gè)方面，各參數(shù)的具體說明如下：圖6-6 出口匝道主線連接處通行能力的主要影響因素1） ，駛向高速公路分流區(qū)的最大總流量，pcu/h，參見圖6-6；2） ，駛出高速公路分流區(qū)的最大總流量，pcu/h，參見圖6-6；3） ，駛?cè)牒狭饔绊憛^(qū)的最大總流率，pcu/h，參見圖6-6；4） ，匝道車行道的最大流率，pcu/h，參見圖6-6；5） ，減速車道總長，m；6） ，緊鄰分流區(qū)上游主

7、線車道1和車道2的交通量占該方向總交通量的比例，%；7） 其他主要因素包括、和，含義同合流區(qū)的影響因素。6.2 分析方法由于匝道車行道通常不會發(fā)生運(yùn)行問題，且設(shè)計(jì)要素相對穩(wěn)定，如匝道車道數(shù)（通常有單車道或兩車道），匝道長度，設(shè)計(jì)速度，平、縱線形參數(shù)等。因此，在匝道的通行能力分析中，通常強(qiáng)調(diào)匝道與主線連接處車輛的高速匯入或分離，且使匯入或分離的交通流對相連高速公路中過境交通流的干擾降至最??；同時(shí)，匝道與相連道路的連接處的車輛也能在保證交通安全的前提下，順利匯入連接處。盡管匝道這三部分相互關(guān)聯(lián)，但是匝道主線連接處由于其運(yùn)行狀態(tài)比較復(fù)雜、設(shè)計(jì)要求比較高，而成為通行能力分析的重點(diǎn)。合/分流通行能力分析

8、方法圖6-7給出了匝道主線連接處通行能力分析的流程圖，通過分析可以得到通行能力值、服務(wù)水平等級以及密度、速度等關(guān)鍵的狀態(tài)參數(shù)。圖6-7 匝道與匝道主線連接處通行能力分析流程圖計(jì)算公式及參數(shù)說明1. 匝道車行道通行能力表6-1列出了匝道車行道的通行能力值。表6-1 匝道車行道通行能力值匝道自由流速度，（km/h）通行能力（pcu/h）單車道匝道雙車道匝道>8022004400>65-8021004100>50-652000380030-5019003500<3018003200必須注意的是：表6-1中列出了匝道本身的通行能力值，而不是匝道與高速公路連接處的通行能力。實(shí)際情

9、況中，可能出現(xiàn)匝道通行能力可以滿足交通需求，但是匝道主線連接處不能提供足夠的通行能力，結(jié)果出現(xiàn)交通阻塞的情況。2. 合流區(qū)通行能力合流區(qū)通行能力主要由下游高速公路路段交通流率QFO決定，包括高速公路上游的交通流率QF和匝道車行道的交通流率QR，其計(jì)算公式如式（6-1）所示，參見圖6-5。 式（6-1）同時(shí)，合流區(qū)通行能力還受到進(jìn)入合流影響區(qū)的總交通流量的極限。進(jìn)入合流影響區(qū)的總交通量可用式（6-2）計(jì)算，參見圖6-5。 式（6-2）表6-2 合流區(qū)通行能力值高速公路自由流速度，km/h下游高速公路的最大交通流率，CFO（pcu/h）進(jìn)入合流影響區(qū)的最大交通流率CR12（pcu/h）單方向車道數(shù)

10、12341204800720096002400/車道46001104700705094002350/車道46001004600690092002300/車道4600904500675090002250/車道4600表6-2列出了下游高速公路的最大交通流率CFO和進(jìn)入合流影響區(qū)的最大交通流率CR12。當(dāng)駛出合流影響區(qū)的總流率QFO超過下游高速公路路段的通行能力CFO時(shí)，交通流將出現(xiàn)阻塞，服務(wù)水平為四級下半部，并且從合流點(diǎn)開始將會向上游形成排隊(duì)；當(dāng)進(jìn)入匝道影響區(qū)的總流率QR12超過了其通行能力CR12，但總流率QFO沒有超過下游高速公路路段的通行能力CFO時(shí)，將出現(xiàn)局部高密度的交通流，但是高速公路

11、上不會有排隊(duì)，服務(wù)水平可根據(jù)密度來確定。3. 分流區(qū)通行能力分流區(qū)通行能力取決于上、下游高速公路路段的交通流率QF、QFO。同時(shí)，分流區(qū)通行能力還受到進(jìn)入分流影響區(qū)的總交通流率Q12的限制。表6-3列出了上、下游高速公路的最大交通流率CF、CFO和進(jìn)入分流影響區(qū)的最大交通流率C12。表6-3 分流區(qū)通行能力值高速公路自由流速度，km/h上、下游高速公路最大交通流率，CF 或CFO（pcu/h）進(jìn)入分流影響區(qū)的最大交通流率，C12（pcu/h）單方向車道數(shù)12341204800720096002400/車道44001104700705094002350/車道4400100460069009200

12、2300/車道4400904500675090002250/車道4400當(dāng)駛向分流影響區(qū)的總流率QF或駛出分流影響區(qū)的總流率QFO超過高速公路路段的最大交通流率CF、CFO時(shí)，或者需要進(jìn)入出口匝道的交通流率Q12超過出口匝道本身通行能力時(shí)，交通流將出現(xiàn)阻塞，服務(wù)水平為四級下半部；當(dāng)進(jìn)入匝道影響區(qū)的總流率Q12超過其最大交通流率C12，但總流率QF或QFO沒有超過高速公路路段的最大交通流率CF、CFO時(shí)，將出現(xiàn)局部高密度的交通流，但是高速公路上不會有排隊(duì)，服務(wù)水平可根據(jù)密度來確定。4. 合/分流區(qū)的服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)表6-4列出了合流區(qū)和分流區(qū)的服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)，分級指標(biāo)采用了與基本路段相同的車流密度

13、。表6-4 合流和分流區(qū)的服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)水平密度（pcu/km/車道）一級<6二級>6-12三級>12-22四級上半部（飽和流）>22下半部（強(qiáng)制流）交通需求超過通行能力合/分流區(qū)服務(wù)水平的劃分標(biāo)準(zhǔn)是在合/分流影響區(qū)內(nèi)車流穩(wěn)定運(yùn)行的前提下制定的，如果出現(xiàn)交通需求大于通行能力，包括需要進(jìn)入影響區(qū)的交通流率大于主線中該區(qū)域的最大交通流率、匝道中交通需求大于匝道車行道通行能力或駛出合流區(qū)的交通流率大于主線通行能力等，都會出現(xiàn)交通阻塞的情況，不能采用密度來劃分服務(wù)水平等級。5. 交通流率計(jì)算公式同高速公路其他組成部分的通行能力分析一樣，匝道與匝道主線連接處通行能力分析也是

14、基于理想條件下15分鐘高峰小時(shí)流率來計(jì)算的，因此必須采用式（6-3）進(jìn)行交通流率的換算。 式（6-3）其中，理想條件下，i方向15分鐘高峰小時(shí)流率，pcu/h；i方向小時(shí)流量，輛/h；PHF高峰小時(shí)系數(shù)；大型車修正系數(shù)；駕駛員總體特征修正系數(shù)。以上修正系數(shù)的取值同高速公路基本路段。6. 進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)交通流量計(jì)算公式對進(jìn)口匝道而言，進(jìn)入其影響區(qū)的流量對于通行能力分析至關(guān)重要。其計(jì)算公式如式（6-4）所示。 式（6-4）其中，當(dāng)高速公路為4車道，每方向?yàn)?車道時(shí)，=1.00；當(dāng)高速公路為6車道，每方向?yàn)?車道時(shí)，的計(jì)算公式分三種情況： 式（6-5） 式（6-6） 式（6-7）當(dāng)高速公路為8車

15、道，每方向?yàn)?車道時(shí)，的計(jì)算公式如式（6-8）： 式（6-8）當(dāng)高速公路為6車道，其的計(jì)算公式比較復(fù)雜，其中式（6-6）適用于上游相鄰匝道為出口匝道的情況，而式（6-7）適用于下游相鄰匝道為出口匝道的情況。當(dāng)相鄰匝道不影響分析匝道時(shí)，選用式（6-5）。詳細(xì)的公式選用情況見表6-5。表6-5 6車道高速公路進(jìn)口匝道計(jì)算公式選擇表上游相鄰匝道分析匝道類型下游相鄰匝道適用公式無入口無式（6-5）無入口入口式（6-5）無入口出口式（6-7）或（6-5）入口入口無式（6-5）出口入口無式（6-6）或（6-5）入口入口入口式（6-5）入口入口出口式（6-7）或（6-5）出口入口入口式（6-6）或（6-5）

16、出口入口出口式（6-7）、（6-6）或（6-5）可以看到表中盡管對各計(jì)算公式的適用情況進(jìn)行了劃分，但是仍然無法完全區(qū)分式（6-5）和式（6-6）、式（6-5）和式（6-7）以及式（6-5）、式（6-6）和式（6-7）的使用情況。通過計(jì)算當(dāng)量匝道間距，與上、下游相鄰匝道的間距進(jìn)行對比，可以確定上、下游相鄰匝道對分析匝道是否存在影響，從而選擇正確的計(jì)算公式，正確計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量。當(dāng)需要確定上游相鄰匝道是否影響分析匝道時(shí)，需要確定選擇式（6-5）還是式（6-6）： 式（6-9）當(dāng)，采用式（6-5）；當(dāng)，采用式（6-6）。當(dāng)需要確定下游相鄰匝道是否影響分析匝道時(shí)，需要確定選擇式（6-5）

17、還是式（6-7）： 式（6-10）當(dāng)，采用式（6-5）；當(dāng)，采用式（6-7）。當(dāng)上下游匝道同時(shí)需要確定是否影響分析匝道時(shí)，通常采用式（6-9）和式（6-10）分別確定兩種的計(jì)算公式，在兩個(gè)結(jié)果中，選擇較大的來計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)交通量的比例。以更高的可靠度進(jìn)行通行能力分析。7. 進(jìn)入出口匝道影響區(qū)交通流量計(jì)算公式進(jìn)入出口匝道影響區(qū)的流量的計(jì)算公式如式（6-11）所示。 式（6-11）其中，當(dāng)高速公路為4車道，每方向?yàn)?車道時(shí)，=1.00；當(dāng)高速公路為6車道，每方向?yàn)?車道時(shí)，的計(jì)算分三種情況： 式（6-12） 式（6-13） 式（6-14）當(dāng)高速公路為8車道，每方向?yàn)?車道時(shí)，=0.436。

18、當(dāng)高速公路為6車道時(shí)，由于上下游匝道對分析匝道的影響，使的計(jì)算公式比較復(fù)雜。其中式（6-13）適用于上游相鄰匝道為進(jìn)口匝道的情況，而式（6-14）適用于下游相鄰匝道為出口匝道的情況。當(dāng)相鄰匝道不影響分析匝道時(shí)，選用式（6-12）。詳細(xì)的公式選用情況見表6-6。表6-6 6車道高速公路出口匝道計(jì)算公式選擇表上游相鄰匝道分析匝道類型下游相鄰匝道適用公式無出口無式（6-12）無出口進(jìn)口式（6-12）無出口出口式（6-14）或（6-12）進(jìn)口出口無式（6-13）或（6-12）出口出口無式（6-12）進(jìn)口出口進(jìn)口式（6-13）或（6-12）進(jìn)口出口出口式（6-12）、（6-13）或（6-14）出口出口進(jìn)

19、口式（6-12）出口出口出口式（6-14）或（6-12）從表6-6看到，在分析具體情況時(shí)，式（6-12）和式（6-13）、式（6-12）和式（6-14）以及式（6-12）、式（6-13）和式（6-14）仍然不能完全區(qū)分。通過計(jì)算當(dāng)量匝道間距，與上、下游相鄰匝道的間距進(jìn)行對比，可以確定上、下游相鄰匝道對分析匝道是否存在影響，從而選擇正確的計(jì)算公式，計(jì)算進(jìn)入出口匝道影響區(qū)的交通量。當(dāng)需要確定上游相鄰匝道是否影響分析匝道時(shí)，需要確定選擇式（6-12）還是式（6-13）： 式（6-15）當(dāng)，采用式（6-12）；當(dāng)，采用式（6-13）。當(dāng)需要確定下游相鄰匝道是否影響分析匝道時(shí)，需要確定選擇式（6-12）

20、還是式（6-14）： 式（6-16）當(dāng)，采用式（6-12）；當(dāng)，采用式（6-14）。當(dāng)上下游匝道同時(shí)需要確定是否影響分析匝道時(shí)，通常采用式（6-15）和式（6-16）分別確定兩種的計(jì)算公式，在兩個(gè)結(jié)果中，選擇較大的來計(jì)算進(jìn)入出口匝道影響區(qū)交通量的比例。以保證通行能力分析的可靠度更高。8. 匝道影響區(qū)車流密度計(jì)算公式當(dāng)匝道影響區(qū)的交通流處于非飽和條件時(shí)，合流影響區(qū)的車流密度的計(jì)算公式如式（6-17）所示，分流影響區(qū)的車流密度按式（6-18）計(jì)算。 式（6-17） 式（6-18）9.匝道影響區(qū)區(qū)間速度計(jì)算公式為了便于對高速公路系統(tǒng)進(jìn)行通行能力分析，這里提供了匝道影響區(qū)內(nèi)區(qū)間平均速度和匝道影響區(qū)外側(cè)

21、車道區(qū)間平均速度的計(jì)算公式。（1）合流影響區(qū)內(nèi)區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-19）所示。 式（6-19）其中，匝道影響區(qū)上游高速公路主線的自由流速度，km/h；=，合流影響區(qū)區(qū)間速度計(jì)算中間變量。其他參數(shù)的含義同節(jié)所示。（2）合流影響區(qū)外側(cè)車道區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-20）式（6-22）所示。，當(dāng)<500pcu/h； 式（6-20），當(dāng)500 pcu/h<2300pcu/h； 式（6-21），當(dāng)2300pcu/h； 式（6-22）其中，匝道影響區(qū)外側(cè)車道的交通需求量，pcu/（h車道），其計(jì)算公式如式（6-23）； 式（6-23）其中，匝道影響區(qū)外側(cè)車道數(shù)，當(dāng)方向中除減速車道、車

22、道1和車道2的車道數(shù)；其他參數(shù)的含義同節(jié)所示。（3）合流影響區(qū)所有車輛的區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-24）所示。 式（6-24）參數(shù)的含義同式（6-23）和節(jié)所示。（4）分流影響區(qū)內(nèi)區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-25）所示。 式（6-25）其中，=，分流影響區(qū)區(qū)間速度中間計(jì)算變量。其他參數(shù)的含義同式（6-19）和節(jié)所示。（5）分流影響區(qū)外側(cè)車道區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-26）和式（6-27）所示。，當(dāng)<1000pcu/h； 式（6-26），當(dāng)1000pcu/h； 式（6-27）參數(shù)含義同式（6-23）和節(jié)所示。（6）分流影響區(qū)所有車輛的區(qū)間速度的計(jì)算公式如式（6-28）所示。 式（6-2

23、8）參數(shù)的含義同式（6-23）和節(jié)所示。6.3 通行能力分析步驟在匝道與匝道主線連接處的通行能力分析中，同樣存在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行狀況三個(gè)層次的分析內(nèi)容?？偟膩碚f，這三個(gè)層次的分析都分為兩部分，首先是確定分析對象的是否處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，然后再詳細(xì)研究分析對象的車流密度、服務(wù)水平和區(qū)間速度，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析中，還可以得到加/減速車道長度、匝道車行道數(shù)等。從這三個(gè)層次分析所需的數(shù)據(jù)和分析步驟來看，基本一致，只是用于規(guī)劃分析的數(shù)據(jù)主要是根據(jù)手冊提供的默認(rèn)值和預(yù)測數(shù)值，而設(shè)計(jì)和運(yùn)行狀況分析的數(shù)據(jù)多來自于實(shí)際觀測和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)值。因此，本章的分析步驟不再按層次分別說明，而將三個(gè)層次的分析進(jìn)行統(tǒng)一介紹。分析數(shù)

24、據(jù)要求1） 高速公路主線基本數(shù)據(jù)，包括主線自由流速度、交通量或AADT、設(shè)計(jì)小時(shí)系數(shù)、方向分布系數(shù)、交通組和駕駛員總體特征等；2） 分析匝道基本數(shù)據(jù)，包括車道數(shù)、加/減速車道長度、匝道自由流速度、交通流率或AADT、設(shè)計(jì)小時(shí)系數(shù)、方向分布系數(shù)、交通組和駕駛員總體特征等；3） 上游匝道基本數(shù)據(jù)，包括匝道類型、距分析匝道距離、交通流率或AADT、設(shè)計(jì)小時(shí)系數(shù)、方向分布系數(shù)、交通組和駕駛員總體特征等；4） 下游匝道基本數(shù)據(jù)，包括匝道類型、距分析匝道距離、交通流率或AADT、設(shè)計(jì)小時(shí)系數(shù)、方向分布系數(shù)、交通組和駕駛員總體特征等。進(jìn)口匝道通行能力分析步驟圖6-8給出了進(jìn)口匝道通行能力分析的流程圖，通過分

25、析可以確定匝道與匝道主線連接處的交通運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而計(jì)算車流密度，確定服務(wù)水平等級和合流影響區(qū)的區(qū)間速度。圖6-8 進(jìn)口匝道通行能力分析流程圖1） 根據(jù)已知條件確定主線自由流速度、交通量，上下游相鄰匝道的類型（進(jìn)口匝道或出口匝道）、距離（或）和交通量（或），以及分析匝道的自由流速度和交通量，以及地形條件。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析中，交通量資料多采用AADT進(jìn)行計(jì)算，而其他的道路幾何條件多采用假設(shè)數(shù)值。2） 按式（6-3）計(jì)算各種15分鐘的高峰小時(shí)流率，包括主線交通流率、匝道流率以及上下游匝道流率和。需要注意的是，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析中，由于交通量資料采用AADT，在計(jì)算高峰小時(shí)流率之前，必須按式（4-6）計(jì)

26、算設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DDHV。3） 根據(jù)主線車道數(shù)和分析匝道與上下游匝道的關(guān)系，按照式（6-4）計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量。其中，應(yīng)該首先按照式（6-9）和式（6-10）計(jì)算當(dāng)量匝道間距；通過比較上下游相鄰匝道間距和，確定計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量占該方向交通量的比例的計(jì)算公式，選擇式（6-5）式（6-8）中恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算；最后，按式（6-4）計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量。4） 比較進(jìn)入下游高速公路的交通量和進(jìn)入合流影響區(qū)交通量與表6-2中這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)所能容納的最大流率和的大小，確定交通流是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)或者，都可以判斷交通流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，服務(wù)水平為四級強(qiáng)制流。5） 當(dāng)交通流處

27、于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，按式（6-17）計(jì)算合流影響區(qū)的車流密度，并對照表6-4中各服務(wù)水平等級的車流密度范圍，確定服務(wù)水平等級。6） 計(jì)算合流影響區(qū)的區(qū)間速度。首先按式（6-19）計(jì)算合流影響區(qū)內(nèi)區(qū)間速度；然后根據(jù)合流區(qū)外側(cè)車道中的交通流率，從式（6-20）式（6-22）中選擇恰當(dāng)?shù)墓?，?jì)算合流區(qū)外側(cè)車道的區(qū)間速度；最后按式（6-24）計(jì)算合流影響區(qū)的區(qū)間速度。進(jìn)口匝道的特殊情況（1）雙車道進(jìn)口匝道圖6-9是一個(gè)典型的高速公路雙車道進(jìn)口匝道。與單車道匝道相比，在承擔(dān)相同流量時(shí)，雙車道進(jìn)口匝道運(yùn)行更順暢，且服務(wù)水平較高。在通行能力分析過程中，有兩個(gè)方面與單車道匝道不同：圖6-9 典型的雙車道入口匝道1

28、）在按式（6-4）計(jì)算進(jìn)入雙車道進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量時(shí)，進(jìn)入交通量與該方向總交通量之比取值如下：l 4車道高速公路，=1.000；l 6車道高速公路，=0.555；l 8車道高速公路，=0.209。2）在利用式（6-17）計(jì)算匝道影響區(qū)的車流密度時(shí)，應(yīng)該用有效加速車道長度代替原加速車道長度，有效加速車道長度計(jì)算公式如式（6-29）所示。 式（6-29）其中，和的定義參見圖6-9。需要注意的是：雙車道進(jìn)口匝道對于主線車道和匝道影響區(qū)內(nèi)所疏導(dǎo)的最大流率沒有影響，仍然采用表6-2中的數(shù)值。（2）附加車道當(dāng)單車道進(jìn)口匝道合流處附加一條車道時(shí)，匝道連接的通行能力更多的是受匝道本身幾何條件的限制，而不受

29、合流影響區(qū)內(nèi)最大交通流率的限制。出口匝道通行能力分析步驟圖6-10給出出口匝道通行能力分析的流程圖，通過分析可以確定匝道與匝道主線連接處的交通運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而計(jì)算車流密度，確定服務(wù)水平等級和分流影響區(qū)的區(qū)間速度。圖6-10 進(jìn)口匝道通行能力分析流程圖1） 根據(jù)已知條件確定主線自由流速度、交通量，上下游相鄰匝道的類型（進(jìn)口匝道或出口匝道）、距離（或）和交通量（或），以及分析匝道的自由流速度和交通量，以及地形條件。在規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析中，交通量資料多采用AADT進(jìn)行計(jì)算，而其他的道路幾何條件多采用假設(shè)數(shù)值。2） 按式（6-3）計(jì)算各種15分鐘的高峰小時(shí)流率，包括主線交通流率、匝道流率以及上下游匝道流率

30、和。需要注意的是，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析中，由于交通量資料采用AADT，在計(jì)算高峰小時(shí)流率之前，必須按式（4-6）計(jì)算設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DDHV。3） 根據(jù)主線車道數(shù)和分析匝道與上下游匝道的關(guān)系，按照式（6-11）計(jì)算進(jìn)入出口匝道影響區(qū)的交通量。其中，應(yīng)該首先按照式（6-15）和式（6-16）計(jì)算當(dāng)量匝道間距；通過比較上下游相鄰匝道間距和，確定計(jì)算進(jìn)入出口匝道影響區(qū)的交通量占該方向交通量的比例的計(jì)算公式，選擇正確計(jì)算公式或得到比例值；最后，按式（6-11）計(jì)算進(jìn)入進(jìn)口匝道影響區(qū)的交通量。4） 確定出口匝道的交通量，進(jìn)入上下游高速公路的交通量、以及進(jìn)入分流影響區(qū)交通量，分別與表6-1和表6-3中這些關(guān)鍵點(diǎn)

31、所能容納的最大流率、和進(jìn)行比較，確定交通流是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)、或者，都認(rèn)為交通流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，服務(wù)水平為四級強(qiáng)制流。5） 當(dāng)交通流處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，按式（6-18）計(jì)算分流影響區(qū)的車流密度，并對照表6-4中各服務(wù)水平等級的車流密度范圍，確定服務(wù)水平等級。6） 計(jì)算分流影響區(qū)的區(qū)間速度。首先按式（6-25）計(jì)算合流影響區(qū)內(nèi)區(qū)間速度；然后根據(jù)分流區(qū)外側(cè)車道中的交通流率，從式（6-26）和式（6-27）中選擇恰當(dāng)?shù)墓剑?jì)算分流區(qū)外側(cè)車道的區(qū)間速度；最后按式（6-28）計(jì)算分流影響區(qū)的區(qū)間速度。出口匝道的特殊情況（1）雙車道出口匝道圖6-11是兩種典型的高速公路雙車道出口匝道。與單車道匝道相比，其

32、通行能力沒有發(fā)生變化，但在承擔(dān)相同流量時(shí)，雙車道出口匝道的運(yùn)行更順暢，且服務(wù)水平較高。圖6-11 典型的雙車道出口匝道在通行能力分析過程中，有兩個(gè)方面與單車道出口匝道不同：1）在按式（6-11）計(jì)算進(jìn)入雙車道出口匝道影響區(qū)的交通量時(shí)，進(jìn)入交通量與該方向總交通量之比取值如下：l 4車道高速公路，=1.000；l 6車道高速公路，=0.450；l 8車道高速公路，=0.260。2）在利用式（6-18）計(jì)算匝道影響區(qū)的車流密度時(shí)，對于圖6-11（a）應(yīng)該用有效減速車道長度代替原加速車道長度，有效減速車道長度計(jì)算公式如式（6-30）所示。 式（6-30）其中，和的定義參見圖6-9。需要注意的是：雙車道

33、進(jìn)口匝道對于主線車道和匝道影響區(qū)內(nèi)所疏導(dǎo)的最大流率沒有影響，仍然采用表6-2中的數(shù)值。（2）附加減速車道當(dāng)單車道出口匝道的分流處附加一條減速車道時(shí)，匝道連接處的通行能力受匝道本身幾何條件的限制，而不受分流影響區(qū)內(nèi)最大交通流率的限制。6.4 算例算例1.確定獨(dú)立駛?cè)朐训赖姆?wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。算例2. 確定一條駛?cè)朐训澜右粭l駛出匝道的分流影響區(qū)域服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。算例3. 確定一條駛?cè)朐训澜右粭l駛出匝道合流影響區(qū)的服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。算例4確定獨(dú)立連續(xù)2個(gè)出口匝道的服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。算例5確定有雙車道車道的駛?cè)朐训赖姆?wù)水平、車流密度和區(qū)間速度6.4.1

34、 算例1例1 匝道情況：平原地區(qū)某4車道高速公路中單車道孤立駛?cè)朐训?。已知：高速公路路段單方?車道，車道寬3.6m, 自由流車速FFS110km/h, 高速路段自由流流量為2，500輛/h, 重型車比例為10%,PHF0.90。孤立匝道1車道，匝道流量550輛/h, 匝道重型車比例為5%,匝道的自由流車速FFS70km/h, 加速車道長225m。圖6-12 算例1圖求匝道高峰小時(shí)匝道的服務(wù)水平。利用 “高速公路基本路段” 章確定fHV及fp。解題方法：所有輸入變量已知，無須再使用默認(rèn)變量。將需求交通量轉(zhuǎn)化為交通流率，然后檢查通行能力，再計(jì)算分流影響區(qū)域交通密度并確定服務(wù)水平。詳細(xì)計(jì)算如下：1

35、.把流量轉(zhuǎn)化成流率1a.確定FpFp=1.0001b.確定fHV2.計(jì)算Q12(用式6-4)3.檢查下游段的最大交通流率（4600pc/h表6-2）4. 檢查合流影響區(qū)的最大交通流率（4600pc/h表6-2）5.用式6-17計(jì)算密度6.用6-19計(jì)算合流影響區(qū)內(nèi)間速度VR7用表6-4確定服務(wù)水平四級高峰小時(shí)合流影響區(qū)域服務(wù)水平為四級，合流影響交通密度為17.4pcu/km/ln，平均速度為87千米/小時(shí)。6.4.2 算例2確定一條駛?cè)朐训篮鸵粭l駛出匝道的分流影響區(qū)域服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。匝道情況：八車道高速公路相距400米的一條駛?cè)朐训篮鸵粭l駛出匝道。加、減速車道長度均為80米。圖6

36、-13 算例2圖問題：高峰小時(shí)駛出匝道分流影響區(qū)域的服務(wù)水平為幾級？附加條件：駛出匝道車流中有10%為貨車；駛出匝道FFS為40千米/小時(shí)；駛出匝道車流量為600輛/小時(shí)。建議：利用 “高速公路基本路段” 章確定fHV及fp；高速公路車流量為5900（5500+400）輛/小時(shí)；高速公路車流中貨車百分比：。解題方法：已知所有輸入變量，無須再使用默認(rèn)變量。將需求交通量轉(zhuǎn)化為交通流率，然后檢查通行能力，再計(jì)算分流影響區(qū)域交通密度并確定服務(wù)水平。1.把流量轉(zhuǎn)化成流率1a.確定fHV2.計(jì)算Q12(用式6-11)3.檢查上游路段的通行能力(表6-3所示為9，200pcu/h)4.檢查進(jìn)入分流影響區(qū)的最

37、大流量(表6-3所示為4，400 pcu/h)5.檢查下游路段的通行能力(表6-3所示為9，200pcu/h)6.檢查駛出匝道的通行能力(表6-1所示為1，900pcu/h)7.計(jì)算密度用式6-188. 用式6-25，6-23，6-28計(jì)算速度計(jì)算速度用9用表6-4確定服務(wù)水平四級結(jié)果：駛出匝道分流影響區(qū)域服務(wù)水平為四級，合流影響區(qū)域速度為79千米/小時(shí)，平均速度為89千米/小時(shí)，交通密度為19.2輛/千米/車道。6.4.3 算例3確定1進(jìn)口匝道接1出口匝道合流影響區(qū)的服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。匝道情況：八車道高速公路相距400米的一條駛?cè)朐训篮鸵粭l駛出匝道。加、減速車道長度均為80米。圖

38、6-14 算例3圖已知條件：駛?cè)朐训?、駛出匝道各一條；平原地形；車道寬度3.6米，PHF為0.90；高速公路流量為100千米/小時(shí)；單向四車道路段；高速公路車流中有10%為貨車；駛?cè)朐训儡嚵髦杏?%為貨車；無RV；駛?cè)朐训懒髁繛?00輛/小時(shí)；駕駛員為普通通勤者。問題：高峰小時(shí)駛?cè)朐训篮狭饔绊憛^(qū)域的服務(wù)水平為幾級？建議：利用“高速公路基本路段” 章確定fHV及fp。解題方法：已知所有輸入變量，無須再使用默認(rèn)變量。將需求交通量轉(zhuǎn)化為交通流率，然后檢查通行能力，再計(jì)算分流影響區(qū)域交通密度并確定服務(wù)水平。步驟：1.把流量轉(zhuǎn)化成流率1a.確定fHV/2.計(jì)算Q12(用式6-4)V12=VF*PFM=6

39、419*0.255=1,637pc/h2.a.用式6-8確定是用式6-12PFMR+0.05887LA/SFRPFM=0.278-0.000125(455)+0.05887(80/50)=0.2553.檢查下游路段的通行能力(表6-2所示為9，200pcu/h)VFO=6,419+455=6,874pc/h4.檢查進(jìn)入合流影響區(qū)的最大流量(表6-2所示為4，600 pcu/h)VR12=1,637+455=2,092pc/h5.計(jì)算密度用式6-17DR=3.402+0.00456VR+0.0048V12-0.01278LADR=3.402+0.00456(455)+0.0048(1637)-0

40、.01278(80)=12.3pc/km/h5.檢查下游路段的通行能力(表6-3所示為6，900pcu/h)SR=(SFF-67)MS6. 用式6-25，6-23，6-24計(jì)算速度計(jì)算速度用MS=0.321+0.0039e(092/1000)-0.0048(80*50/1000)=0.337VR=100-(100-67)(0.337)=88.9km/hVOA=(VF-V12)/NO=(6,419-1,637)/2=2,391pc/hVO=SFF-10.52-0.01(VOA-2300)VO=100-10.52-0.01(2391-2300)=88.6km/hV9用表6-4確定服務(wù)水平三級結(jié)果：駛?cè)朐训篮狭饔绊憛^(qū)域服務(wù)水平為三級，合流影響區(qū)域速度為89千米/小時(shí)，平均速度為89千米/小時(shí)，交通密度為12.3輛/千米/車道。6.4.4 算例4確定獨(dú)立連續(xù)2個(gè)出口匝道的服務(wù)水平、車流密度和區(qū)間速度。匝道情況：丘陵地區(qū)某6車道高速公路中單車道成對匝道的一個(gè)駛出匝道，相距225米，第一個(gè)匝道減速車道長150米，第二個(gè)匝道減速車道長90米。已知：單車道駛出匝道，單向三車道，高速路段自由流車速FFS100km/h,丘陵地形，PHF0.95，高速路段和駛出匝道重型車比例均為5%，高速路段自由流流量為4，500輛/h