道路工程-道路交通特征課件

1、道路工程Road Engineering中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系道路工程中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系第二章道路交通特性1道路交通的基本特性2道路車輛類型3道路設(shè)計(jì)的基本依據(jù)本章主要內(nèi)容道路交通基本特性人的特性及其影響人是交通系統(tǒng)中的最活躍的因素； 人是交通需求之源； 人是影響交通安全之關(guān)鍵； 人是改善交通系統(tǒng)之主； 道路交通系統(tǒng)應(yīng)以人為本車輛類型車輛的屬性車輛的性能和運(yùn)行特性車輛污染 噪音污染廢氣污染腐蝕性液體污染道路車輛的特性機(jī)動(dòng)車非機(jī)動(dòng)車尺寸質(zhì)量性能道路等級(jí)道路功能與需求地形條件道路工程及其設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計(jì)要考慮并滿足這些設(shè)施的使用對(duì)象載運(yùn)工具運(yùn)行特性的要求。行駛在道路上的車輛種類

2、很多，有機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車。摩托車、小汽車、公共汽車、載重汽車、拖掛車和大型集裝箱車等。電動(dòng)車、自行車、三輪車、板車、獸力車等。車輛的類型行駛在道路上的不同車輛對(duì)道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及附屬設(shè)施都提出了不同的要求。車輛的類型： 客車和貨車客車貨車 包括卡車（輕型、中型、重型）、組合式貨車（各種拖掛式貨車） 包括轎車、面包車、公共汽車（小型、中型、鉸接式）車輛的類型車輛的屬性在確定交通工程的某些任務(wù)中起著重要作用。屬性參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、質(zhì)量（重量）參數(shù)和性能參數(shù)。車輛的尺寸由車輛的總長(zhǎng)度、寬度和高度組成，它會(huì)影響到道路的線形（轉(zhuǎn)彎半徑）、車道的寬度、交通結(jié)構(gòu)物的凈空、停車場(chǎng)等交通設(shè)施的設(shè)計(jì)。道路設(shè)計(jì)的

3、各種因素，如路幅組成、縱坡、視線、彎道加寬、交叉口設(shè)計(jì)等都與車輛的外部尺寸密切相關(guān)。影響道路幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他尺寸參數(shù)還有：前懸距離、后懸距離、軸距、雙軸中心距、三軸中心距、輪中心距等。 車輛的屬性和性能車輛的重量影響到對(duì)道路和橋梁的結(jié)構(gòu)承受荷載能力的要求。車輛的重量特性主要由車的總重、軸重、軸型和輪型來表征。車輛的總重或軸重越大，對(duì)道路和橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求就越高，同時(shí)，在使用過程中對(duì)道路和橋梁的損壞程度也越嚴(yán)重，因而，所道路工程的造價(jià)、運(yùn)營(yíng)和管理費(fèi)用就越高。為了兼顧道路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)部門級(jí)道路使用者各方的利益，對(duì)道路上行駛車輛的總重和軸重的最高值都進(jìn)行了定量限制。 車輛的屬性和性能公路

4、設(shè)計(jì)車輛外輪廓尺寸公路設(shè)計(jì)車輛注：前懸：指車體前面至前輪車軸中心的距離； 軸距：指前輪車軸中心至后輪車軸中心的距離； 后懸：指后車軸中心至車體后面的距離。 鞍式列車適用于大型集裝箱運(yùn)輸，其作為有大型集裝箱車通行的高等級(jí)道路的設(shè)計(jì)依據(jù)。 公路設(shè)計(jì)車輛城市道路非機(jī)動(dòng)車包括：電動(dòng)車、自行車、三輪車、板車和獸力車。其外部參考尺寸見下表：城市道路設(shè)計(jì)車輛 我國(guó)汽車行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB158989對(duì)汽車的外廓尺寸限界作了如下規(guī)定： 汽車外廓尺寸限界即對(duì)汽車的總高、總寬、總長(zhǎng)的限制規(guī)定，這項(xiàng)規(guī)定適用于公路和城市道路運(yùn)輸用的汽車及汽車列車。汽車最大外廓尺寸應(yīng)不超過如下限制規(guī)定：總高4.0m；總寬（不包括后視

5、鏡）2.5m；總長(zhǎng)：載重汽車（包括越野載重汽車） 12.0m；客車 12.0m； 鉸接式客車 18.0m；牽引車拖半掛車 16.5m； 汽車全掛汽車列車 20.0m。汽車的尺寸道路交通流特性及通行能力道路設(shè)計(jì)的基本依據(jù)設(shè)計(jì)車輛計(jì)算行車速度交通量通行能力與服務(wù)水平小客車載重汽車鞍式列車設(shè)計(jì)速度行車速度交通流分析設(shè)計(jì)交通量交通流的三個(gè)基本要素：速度、交通量、交通密度1、設(shè)計(jì)車輛規(guī)范對(duì)各種車輛進(jìn)行分類，將其尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，稱為設(shè)計(jì)車輛。路上行駛的車輛類型繁多，各具不同的尺寸，對(duì)道路的幾何和結(jié)構(gòu)尺寸提出了不同的要求。所以在道路設(shè)計(jì)時(shí)，通常選擇一些車輛作為設(shè)計(jì)車輛，這些車輛的尺寸和行駛特性要求將對(duì)道路設(shè)計(jì)起

6、控制作用。設(shè)計(jì)車輛 在公路設(shè)計(jì)過程中，“設(shè)計(jì)車輛”是一種設(shè)計(jì)所采用的有代表性的車型，其外廓尺寸、載重量和運(yùn)行性能是用于確定公路幾何設(shè)計(jì)、交叉幾何設(shè)計(jì)和路基寬度的主要依據(jù)。因此將設(shè)計(jì)車輛作為道路設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。 設(shè)計(jì)車輛的選擇依據(jù)是道路的功能等級(jí)和使用該道路的車輛組成。轎車和卡車一般是道路設(shè)計(jì)需要考慮的最小車輛。大多數(shù)公路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮選擇一種半掛式組合貨車作為設(shè)計(jì)車輛，特別是在彎道處設(shè)計(jì)路緣石或分隔帶時(shí)。設(shè)計(jì)車輛小客車 載重汽車 鞍式列車 我國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范選用的設(shè)計(jì)車輛有三種類型：小客車、載重汽車和鞍式列車。并分別規(guī)定了它們的外廓尺寸，作為設(shè)計(jì)式的控制指標(biāo)。設(shè)計(jì)車輛鞍式列車公

7、路設(shè)計(jì)車輛（單位：m）小客車載重汽車設(shè)計(jì)車輛2、設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度）道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的高低取決于設(shè)計(jì)車速的高低，即計(jì)算行車速度的高低。設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度）是道路幾何設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要控制指標(biāo)。2、設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度） 定義：具有中等駕駛水平的駕駛員，在天氣良好、低交通密度時(shí)，安全行駛所能維持的最大速度。 設(shè)計(jì)車速是決定公路幾何形狀的基本依據(jù)，曲線半徑、超高、視距等技術(shù)指標(biāo)都起著決定的作用，同時(shí)也影響著車道的尺寸和數(shù)目以及路肩寬度等指標(biāo)的確定。 所選用的設(shè)計(jì)速度（計(jì)算行車速度）越高，道路幾何設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也越高，道路的修建費(fèi)用也相應(yīng)提高，特別是在地形復(fù)雜的地段。然而，依據(jù)過低的設(shè)計(jì)速度修建的道路

8、，如果需要日后再進(jìn)行改善提高，往往會(huì)耗資巨大，甚至因不可能實(shí)施而被迫放棄。按設(shè)計(jì)速度所建立的幾何設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是低限要求。條件許可時(shí)，應(yīng)采用盡可能高的線形標(biāo)準(zhǔn)。由于地形或使用要求變化，整條道路的不同路段可能需要選擇不同的設(shè)計(jì)速度，但路段的長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，同時(shí)，不同設(shè)計(jì)速度的路段之間應(yīng)有設(shè)計(jì)速度逐漸變化的過渡段。2、設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度）從工程的難易程度、工程量大小及技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性考慮，我國(guó)各級(jí)公路按不同的使用要求分為不同的設(shè)計(jì)速度，二至四級(jí)公路分為兩種，高速公路與一級(jí)公路由于設(shè)計(jì)的速度高、線形指標(biāo)高、工程造價(jià)大，設(shè)計(jì)速度對(duì)其影響的程度相對(duì)較大，將高速公路與一級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度分為三種，供設(shè)計(jì)時(shí)增加靈

9、活度、更好地配合地形和景觀、合理優(yōu)化設(shè)計(jì)用。2、設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度）項(xiàng)目類別級(jí)別設(shè)計(jì)車速(km/h)快速路80，60主干路I 60，50II50，40III40，30次干路I 50，40II40，30III30，20支路I 40，30II30，20III20各級(jí)城市道路設(shè)計(jì)車速 行車車速與設(shè)計(jì)車速的關(guān)系 行車速度是指在道路上的實(shí)際行駛速度，它受氣候、地形、交通密度和道路本身?xiàng)l件的影響，同時(shí)與駕駛員的技術(shù)也有很大關(guān)系。行車速度與計(jì)算行車速度的區(qū)別在于前者是車輛的實(shí)際運(yùn)行速度，后者為用來確定道路設(shè)計(jì)參數(shù)的一個(gè)規(guī)定車速。當(dāng)行車條件比較好時(shí)，行車速度能夠達(dá)到或超過設(shè)計(jì)速度；相反，如果公路上行車條件

10、較差則行車速度大多低于設(shè)計(jì)速度。 影響行車速度的主要因素：1）駕駛員因素；2）車輛因素；3）道路因素；4）交通因素；5）環(huán)境因素。設(shè)計(jì)速度較高時(shí)，平均實(shí)際行車速度約為設(shè)計(jì)速度的60%70%；設(shè)計(jì)速度較低時(shí)，實(shí)際行車速度約為設(shè)計(jì)速度的80%90%，甚至超過設(shè)計(jì)速度。超過設(shè)計(jì)速度的情況是危險(xiǎn)的，所以在地形良好，線形順適，視野開闊容易產(chǎn)生超速行駛（超過設(shè)計(jì)速度）的路段，要特別注意曲線半徑、超高、縱坡等方面的合理配置。3、交通量交通量：是指單位時(shí)間內(nèi)通過道路某斷面的交通流量（即單位時(shí)間通過道路某斷面的車輛數(shù)目）。交通密度：是在一定時(shí)間內(nèi)（一般以平均晝夜計(jì)算），在一定長(zhǎng)度路段上的車輛數(shù)量，他反映了道路上

11、車輛的密集程度。以“K（輛 / km）”記。它是表征交通流特性的主要參數(shù)之一，用以度量交通流的擁擠程度。交通量（Q）、交通密度（K）和平均速度（V）之間的關(guān)系：3、交通量小時(shí)交通量(HV)：?jiǎn)挝恍r(shí)內(nèi)通過的車輛數(shù)（輛/h）；年平均日交通量(AADT) ：指一年365天內(nèi)觀測(cè)交通量結(jié)果的平均值。 N一年內(nèi)交通量總和/365平均日交通量(ADT) ：在少于一年的時(shí)段內(nèi)的每日交通量的平均數(shù)（輛/d），即該時(shí)段內(nèi)通過的車輛總數(shù)除以時(shí)段天數(shù)。 所謂的道路交通量，通常是指通過道路某斷面的雙向交通量。兩個(gè)方向的交通量在某些時(shí)候是不平衡的，所以道路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮交通量的方向分布，按主要方向的交通量確定道路所需

12、提供的通行能力。3、交通量設(shè)計(jì)交通量 設(shè)計(jì)交通量為預(yù)期到設(shè)計(jì)年限末，用以作為道路設(shè)計(jì)依據(jù)而確定的交通量。道路設(shè)計(jì)交通量用于確定車道數(shù)、交叉口選型及設(shè)計(jì)，交通信號(hào)及其他交通設(shè)施的設(shè)計(jì)等。路面的設(shè)計(jì)交通量，則以年平均日交通量換算為使用年限內(nèi)一條車道上標(biāo)準(zhǔn)車軸載的累計(jì)有效作用次數(shù)為準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量是確定公路等級(jí)、評(píng)價(jià)公路運(yùn)行狀態(tài)和服務(wù)水平的重要參數(shù)。 道路規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，通常依據(jù)運(yùn)輸需求估計(jì)年平均日交通量。但是按照平均日交通量確定道路實(shí)施所需的容量，由于交通量的月變化和日變化，年內(nèi)有很多時(shí)間出現(xiàn)交通量超出平均日交通量的情況，所以設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多時(shí)間因容量不足而產(chǎn)生的交通擁堵。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該按照小時(shí)

13、交通量，特別是年內(nèi)的高峰小時(shí)交通量來確定設(shè)計(jì)的容量。什么是設(shè)計(jì)小時(shí)交通量(DHV)？設(shè)計(jì)交通量 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為擬訂道路（主要是城市道路和交通量大的公路）、交通設(shè)施的設(shè)計(jì)指標(biāo)而定的交通量，一般采用設(shè)計(jì)年限最后一年的預(yù)期第30位小時(shí)交通量。 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量越小，公路的建設(shè)規(guī)模就越小，建設(shè)費(fèi)用也就越低。但是，不恰當(dāng)?shù)亟档驮O(shè)計(jì)小時(shí)交通量會(huì)使公路的交通條件惡化、交通阻塞和交通事故增多，公路的綜合經(jīng)濟(jì)效益降低。設(shè)計(jì)交通量 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DHV設(shè)計(jì)交通量 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DHV設(shè)計(jì)交通量 第二章 道路交通特性與特征4）交通密度3、交通量第二章 道路交通特性與特征車頭間距與車間時(shí)距3、交通量4、通行能力和服務(wù)

14、水平道路通行能力是在一定的道路和交通條件下，道路上某一路段適應(yīng)車流的能力，以單位時(shí)間內(nèi)通過的最大車輛數(shù)表示。單位時(shí)間通常以小時(shí)計(jì)（輛/小時(shí)）?；就ㄐ心芰κ侵冈诶硐霔l件下，單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)車道或一條車道某一路段可以通過的小客車最大數(shù)，是計(jì)算各種通行能力的基礎(chǔ)。通常按照四級(jí)服務(wù)水平時(shí)所能通過的最大小時(shí)交通量，即理論上所能通行的最大小時(shí)交通量確定?？赡芡ㄐ心芰κ怯捎谕ǔ，F(xiàn)實(shí)的道路和交通條件與理想條件有較大差距，考慮了影響通行能力的諸多因素（如車道寬度、側(cè)向凈寬和大型車混入后）對(duì)基本通行能力進(jìn)行修正后的通行能力。1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平設(shè)計(jì)通行能力 是指公路交通的運(yùn)行狀態(tài)保持在某一設(shè)計(jì)的服

15、務(wù)水平時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)公路上某一路段可以通過的最大車輛數(shù)。因此，設(shè)計(jì)通行能力與選取的服務(wù)水平級(jí)別有關(guān)； 設(shè)計(jì)通行能力是實(shí)際道路可能接受的通過能力，考慮了人為主觀對(duì)道路的要求，按照道路運(yùn)行質(zhì)量要求及經(jīng)濟(jì)、安全、出入口交通條件等因素而確定作為設(shè)計(jì)依據(jù)的。1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平類別條件 服務(wù)水平 基本通行能力在理想的道路、交通管制條件下不論服務(wù)水平如何可能通行能力在實(shí)際或預(yù)測(cè)的道路、交通管制條件下 不論服務(wù)水平如何設(shè)計(jì)行能力在預(yù)測(cè)的道路、交通管制條件下 在所選用的設(shè)計(jì)服務(wù)水平下1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平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

16、V/C比1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平 通行能力 交通需求無交通擁擠 通行能力 交通需求交通擁擠發(fā)生 都市中早晚交通擁擠 交通需求究竟在多大程度上超過了通行能力？ 10？、20？30倍以上？ 交通需求超過通行能力的 510 的程度 交通擁擠發(fā)生 嚴(yán)重交通擁堵為什么會(huì)發(fā)生交通阻塞？1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平為什么要分析通行能力？交通需求交通供給交通擁堵問題交通事故問題環(huán)境污染問題能源消耗問題1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平為什么要重視通行能力？1. 通行能力4、通行能力和服務(wù)水平1輛拖拉機(jī)？輛3噸貨車1輛摩托車？輛轎車？ 車輛換算系數(shù)和換算交通量4、通行能力和服務(wù)水平車輛數(shù)量

17、的表現(xiàn) 交通量1換算系數(shù)1交通量2換算系數(shù)2 換算成小汽車數(shù)（pcu：passenger car unit，標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)：是將實(shí)際的各種機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車交通量按一定的折算系數(shù)換算成某種標(biāo)準(zhǔn)車型的當(dāng)量交通量）【例】標(biāo)準(zhǔn)輛數(shù) 2,000 pcu / h 實(shí)際輛數(shù) 1,800 輛 / h 車輛換算系數(shù)和換算交通量4、通行能力和服務(wù)水平設(shè)計(jì)速度120km/h100km/h80km/h基本通行能力220022002000設(shè)計(jì)通行能力160014001150注：H=Hour 小時(shí)；LN=Lane 車道；PCU=Passenger Car Unit 標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)高速公路基本通行能力與設(shè)計(jì)通行能力 （pcu/

18、h/ln）設(shè)計(jì)速度100km/h80km/h60km/h作為干線公路的一級(jí)公為集散公路的一級(jí)公路8501000700900550700一級(jí)公路基本通行能力與設(shè)計(jì)通行能力 （pcu/h/ln）各級(jí)公路適應(yīng)的通行能力雙車道二、三和四級(jí)公路基本通行能力與設(shè)計(jì)通行能力 （pcu/h/ln）公 路 等 級(jí)設(shè) 計(jì) 速 度（km/h）基 本 通 行 能 力(pcu/h)不 準(zhǔn) 超 車 區(qū)（%）V/C 比折 減 后 的設(shè) 計(jì) 通 行 能力(pcu/h)二級(jí)公路608014002500(79m)30% 、30%70%0.640.487001600三級(jí)公路304012001300(6.57m)30% 、30%70%0.540.35400700 四級(jí)公路20 小于1200( 70% 0.35小于 400注：V/C最大服務(wù)交通量與基本通行能力之比；V/C越大，即說明交通量越接近基本通行能力，即道路的服務(wù)水平就越低。各級(jí)公路適應(yīng)的通行能力 道路的服務(wù)水平是指用戶在使用道路時(shí)所感到的交通流的運(yùn)行狀況，它反映了道路的使用質(zhì)量。 按照運(yùn)行狀況隨交通密度和交通量的變化情況，美國(guó)將道路的服務(wù)水平分為6級(jí)。我國(guó)則分為4個(gè)等級(jí)(新版規(guī)范分為6個(gè)等級(jí))。服務(wù)水平1234評(píng)定服務(wù)水平的各項(xiàng)因素： 行車速度