高速公路城市道路通行能力分析

高速公路城市道路通行能力分析第1頁/共86頁第八章高速公路通行能力分析第2頁/共86頁@課程導(dǎo)入正線正線正線正線匝道匝道匝道匝道匝道第3頁/共86頁匝道匝道匝道匝道正線正線正線@課程導(dǎo)入第4頁/共86頁@課程導(dǎo)入本章將重點(diǎn)學(xué)習(xí)高速公路基本路段、交織區(qū)、匝道的通行能力！第5頁/共86頁道路通行能力與服務(wù)水平概念高速公路基本路段的通行能力高速公路交織區(qū)的通行能力高速公路匝道的通行能力@本章的重點(diǎn)內(nèi)容第6頁/共86頁道路通行能力與服務(wù)水平概念第7頁/共86頁為什么會(huì)發(fā)生交通阻塞？

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5～10％的程度

交通擁擠發(fā)生

嚴(yán)重交通擁堵@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第8頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念什么是道路通行能力？道路通行能力也稱道路容量，是指道路的某一斷面在單位時(shí)間（1h）內(nèi)所能通過的最大車輛數(shù)。道路通行能力是道路的一種性能，是度量道路疏導(dǎo)車輛能力的指標(biāo)。當(dāng)?shù)缆飞系慕煌拷咏缆返耐ㄐ心芰r(shí)，就會(huì)出現(xiàn)交通擁擠現(xiàn)象。第9頁/共86頁通行能力和交通量的關(guān)系什么？兩者都是單位時(shí)間內(nèi)通過道路某斷面的交通體數(shù)量。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)。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第10頁/共86頁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。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第11頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念道路通行能力的分類基本通行能力（BasicCapacity）可能通行能力（PossibleCapacity）設(shè)計(jì)通行能力（DesigningCapacity）第12頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念道路通行能力的分類基本通行能力（BasicCapacity）是指在一定的時(shí)段，在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，道路的一條車道或一均勻段上或一交叉點(diǎn)，合情合理地期望能通過人或車輛（標(biāo)準(zhǔn)車輛）的最大數(shù)量。也被稱為理想通行能力。第13頁/共86頁所謂理想條件，原則上是指對條件進(jìn)一步提高也不能提高基本通行能力的條件。（1）道路條件是指公路的幾何特征。包括車道數(shù)、車道、路肩和中央帶等的寬度，側(cè)向凈寬，設(shè)計(jì)速度及平、縱線形和視距等。（2）交通條件是指交通特征。包括交通流中的交通組成，交通量以及在不同車道中的交通量分布和上、下行方向的交通量分布。（3）控制條件是指交通控制設(shè)施的形式及特定設(shè)計(jì)和交通規(guī)則。其中交通信號的設(shè)置地點(diǎn)，形式和配時(shí)對通行能力的影響最大。其他重要的交通控制包括“停車”和“讓路”標(biāo)志，車道使用限制及轉(zhuǎn)彎限制等。（4）交通環(huán)境主要是指橫向干擾程度以及交通秩序等。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第14頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念道路通行能力的分類可能通行能力（PossibleCapacity）是指在一定時(shí)段，在具體的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，一條車道或一均勻段上或一交叉點(diǎn)，合情合理地期望能通過人或車輛（標(biāo)準(zhǔn)車輛）的最大數(shù)量。是現(xiàn)實(shí)條件道路上的最大交通量（實(shí)際通行能力）第15頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念道路通行能力的分類設(shè)計(jì)通行能力（DesigningCapacity）是指在設(shè)計(jì)道路時(shí)，為保持交通流處于良好的運(yùn)行狀態(tài)所采用的與特定設(shè)計(jì)服務(wù)水平對應(yīng)的通行能力，該通行能力不是道路所能提供服務(wù)的極限。是道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)的依據(jù)（設(shè)計(jì)通行能力）第16頁/共86頁理想條件下的通行能力實(shí)際條件下的通行能力預(yù)測條件下的通行能力基本通行能力可能通行能力設(shè)計(jì)通行能力中央分隔帶隔離帶綠化帶道路段面第17頁/共86頁

三者關(guān)系基本通行能力可能通行能力設(shè)計(jì)通行能力各種修正系數(shù)指定服務(wù)水平下的V/C比@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第18頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念車輛換算系數(shù)與換算交通量（PCU）是指在通行能力方面，某類車輛的一輛車等于標(biāo)準(zhǔn)車輛的車輛數(shù)，即PCU(passengercarunit)。《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）規(guī)定車輛折算系數(shù)汽車代表車型車輛折算系數(shù)說

明小客車1.0≤19座的客車和載質(zhì)量≤2t的貨車中型車1.5>19座的客車和載質(zhì)量>2t～≤7t的貨車大型車2.0載質(zhì)量>7t～≤14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量>14t的貨車《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）規(guī)定車輛折算系數(shù)車輛類型小客車大型客車大型貨車鉸接車換算系數(shù)1.02.02.53.0第19頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念道路服務(wù)水平是交通流中車輛運(yùn)行的以及駕駛員和乘客所感受的質(zhì)量量度；即公路在某種交通條件下所提供運(yùn)行服務(wù)的質(zhì)量水平。通常根據(jù)交通量、速度、行駛時(shí)間、駕駛自由度、交通間斷、舒適和方便等指標(biāo)確定服務(wù)水平。應(yīng)該注意的是，安全性并不包括在服務(wù)水平的影響因素之列。第20頁/共86頁@道路通行能力與服務(wù)水平的概念美國的服務(wù)水平分級中國的服務(wù)水平分級服務(wù)水平A服務(wù)水平一級服務(wù)水平B服務(wù)水平二級服務(wù)水平C服務(wù)水平三級服務(wù)水平D服務(wù)水平E服務(wù)水平四級服務(wù)水平F道路服務(wù)水平的分級描述速度高、密度小

速度低、密度大

舒適度高舒適度低第21頁/共86頁A級F級E級D級C級B級第22頁/共86頁一級第23頁/共86頁二級第24頁/共86頁三級第25頁/共86頁四級第26頁/共86頁速度自由流穩(wěn)定流強(qiáng)制流0ABC不穩(wěn)定流DEF流量@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第27頁/共86頁服務(wù)交通量不同服務(wù)水平下要求通過的交通量。服務(wù)水平高，服務(wù)交通量小，反之亦然。最大服務(wù)交通量每一服務(wù)水平有其服務(wù)質(zhì)量的范圍，服務(wù)水平最差時(shí)對應(yīng)的交通量稱為最大服務(wù)交通量。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第28頁/共86頁

V/C比指最大服務(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通行能力，即道路的服務(wù)水平就越低；V/C越小，說明最大服務(wù)交通量與基本通行能力之間的差距就越大，即道路的服務(wù)水平就越高。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第29頁/共86頁通行能力和服務(wù)水平的關(guān)系道路的通行能力和服務(wù)水平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。@道路通行能力與服務(wù)水平的概念第30頁/共86頁高速公路基本路段的通行能力第31頁/共86頁@高速公路基本路段的通行能力高速公路基本路段的定義是指不受匝道附近的合流、分流以及交織流影響的高速公路路段。第32頁/共86頁@高速公路基本路段的通行能力高速公路通行能力分析的基本思路從理想條件下通行能力開始，再按照實(shí)際道路、交通條件對理想通行能力進(jìn)行折減來分析可能通行能力。高速公路基本路段的理想條件：3.75m≤車道寬度≤4.5m；側(cè)向凈空≥1.75m；交通組成全部為小客車；駕駛?cè)藛T均熟悉高速公路幾何線形，且駕駛技術(shù)熟練、遵守交通法規(guī)。第33頁/共86頁@高速公路基本路段的通行能力第34頁/共86頁高速公路基本通行能力CB理想條件下一車道所能通行的最大交通量（pcu/(h·ln)）高速公路基本路段設(shè)計(jì)車速V=120km/h，CB=2000pcu/(h·ln)；設(shè)計(jì)車速V=100km/h，CB=2000pcu/(h·ln)；設(shè)計(jì)車速V=80km/h，CB=1900pcu/(h·ln)；設(shè)計(jì)車速V=60km/h，CB=1800pcu/(h·ln)；@高速公路基本路段的通行能力第35頁/共86頁高速公路基本路段的通行能力分析最大服務(wù)交通量MSVi最大服務(wù)交通量=基本通行能力×服務(wù)水平MSVi——第i級服務(wù)水平的最大服務(wù)交通量（pcu/(h·ln)）；

CB——基本通行能力；

(V/C)i——第i級服務(wù)水平最大服務(wù)交通量與基本通行能力比值。@高速公路基本路段的通行能力第36頁/共86頁高速公路基本路段的通行能力分析單向車行道的可能通行能力CP單向車行道的可能通行能力=基本通行能力×單向車道數(shù)×運(yùn)行質(zhì)量CP——單向車行道的可能通行能力(pcu/h)；

N

——單向車行道的車道數(shù)；fW——車道寬度和側(cè)向凈空對通行能力的修正系數(shù)；

fHV——大型車對通行能力的修正系數(shù)；

fP——駕駛員條件對通行能力的修正系數(shù)。@高速公路基本路段的通行能力運(yùn)行質(zhì)量第37頁/共86頁高速公路基本路段的通行能力分析單向車行道的設(shè)計(jì)通行能力CD

單向車行道的設(shè)計(jì)通行能力=最大服務(wù)交通量×單向車道數(shù)×運(yùn)行質(zhì)量

CD——單向車行道的設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h)；

N

——單向車行道的車道數(shù)；fW——車道寬度和側(cè)向凈空對通行能力的修正系數(shù)；

fHW——大型車對通行能力的修正系數(shù)；

fP——駕駛員條件對通行能力的修正系數(shù)。@高速公路基本路段的通行能力運(yùn)行質(zhì)量第38頁/共86頁影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：1.車道寬度及側(cè)向?qū)挾鹊男拚禂?shù)fW2.大型車的修正系數(shù)fHV3.駕駛員條件的修正系數(shù)fP@高速公路基本路段的通行能力第39頁/共86頁影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：1.車道寬度及側(cè)向?qū)挾鹊男拚禂?shù)fW@高速公路基本路段的通行能力第40頁/共86頁影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：2.大型車的修正系數(shù)fHV式中：PHV－大型車交通量占總交通量的百分比；

EHV－大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)。@高速公路基本路段的通行能力第41頁/共86頁大交通量條件下大型車導(dǎo)致周圍車輛行駛路線偏移小交通量條件下大型車導(dǎo)致周圍車輛行駛路線偏移第42頁/共86頁大型車導(dǎo)致交通流中出現(xiàn)大間隙第43頁/共86頁影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：3.駕駛員條件的修正系數(shù)fP在1.00~0.90范圍內(nèi)取fP值@高速公路基本路段的通行能力第44頁/共86頁例題：一雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為100km/h，單向高峰小時(shí)交通量VP=1800pcu/h，大型車占40%，車道寬3.50m，側(cè)向凈空為1.75m，緊挨行車道兩邊均有障礙物，重丘地形。分析其服務(wù)水平，問其達(dá)到可能通行能力之前還可增加多少交通量。@高速公路基本路段的通行能力第45頁/共86頁解:（1）求服務(wù)水平為求服務(wù)水平，應(yīng)首先計(jì)算V/C，然后查表8-3確定其服務(wù)水平。第46頁/共86頁

基本通行能力CB

因?yàn)榈缆窞楦咚俟?，且設(shè)計(jì)車速為100km/h，所以CB

=2000pcu/(h·ln)

單向車行道車道數(shù)N

因?yàn)槭请p向四車道高速公路，所以N=2車道寬度與側(cè)向凈空修正系數(shù)fW

因?yàn)殡p向四車道高速公路，車道寬3.50m，緊挨行車道兩邊都有障礙物，所以查表8-4得fW

=0.97第47頁/共86頁大型車修正系數(shù)fHV

因?yàn)榈缆窞楦咚俟罚覟橹厍鸬貐^(qū)，所以查表5-3得到大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)EHV

=2.5。已知大型車占40%，所以PHV

=0.4。根據(jù)公式8-5得：第48頁/共86頁駕駛員條件的修正系數(shù)fp

假設(shè)駕駛員技術(shù)熟練、遵守交通法規(guī)，行駛經(jīng)驗(yàn)豐富且身體健康，取fp=1。第49頁/共86頁查表8-3，可知該道路服務(wù)水平為三級服務(wù)水平。（2）求達(dá)到可能通行能力之前可增加的交通量第50頁/共86頁高速公路交織區(qū)的通行能力第51頁/共86頁@高速公路交織區(qū)的定義高速公路交織區(qū)的定義

兩股或多股交通流在沒有交通控制設(shè)施的情況下，沿相同的大方向在相當(dāng)長的公路路段中運(yùn)行，其中相交而過的交通流稱為交織。

交織區(qū)長度從匯合三角區(qū)上一點(diǎn)，即從車道1右邊緣至入口（匯合）車道左邊緣的距離為0.6m的那一點(diǎn)，至分離三角區(qū)車道1右邊緣至出口（分離）車道走邊緣距離3.7m的點(diǎn)的距離。交織區(qū)長度示意圖第52頁/共86頁@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度我國由于高速公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較高，且目前的高速公路網(wǎng)密度比較低，所以，我國高速公路中幾乎不存在交織區(qū)，交織區(qū)多存在于城市快速路系統(tǒng)。第53頁/共86頁交織區(qū)構(gòu)造型式A型交織構(gòu)造：兩股交織車流都至少變道1次

B型交織構(gòu)造：1股無須變道，1股至少變道1次

C型交織構(gòu)造：存在1股車流至少變道2次@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度第54頁/共86頁交織區(qū)構(gòu)造型式A型交織構(gòu)造@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度第55頁/共86頁交織區(qū)構(gòu)造型式B型交織構(gòu)造@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度第56頁/共86頁交織區(qū)構(gòu)造型式C型交織構(gòu)造@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度第57頁/共86頁@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度交織區(qū)寬度交織寬度是以交織區(qū)的車道數(shù)來計(jì)量。第58頁/共86頁@交織區(qū)構(gòu)造形式及寬度交織區(qū)服務(wù)水平分析法分析方法（HCM2000）第59頁/共86頁@交織區(qū)通行能力分析交織區(qū)通行能力分析法影響交織區(qū)通行能力的因素有很多，包括交織區(qū)構(gòu)造形式、車道數(shù)、高速公路或多車道公路的自由流速度、交織段長度以及流量比等。——可能通行能力值，pcu/h；——理想條件的通行能力值，pcu/h；——大型車修正系數(shù)；——駕駛?cè)藛T修正系數(shù)。具體計(jì)算案例見教材。第60頁/共86頁高速公路匝道的通行能力第61頁/共86頁@匝道的通行能力分析匝道通行能力分析法高速公路的匝道由三部分組成：匝道與高速公路連接處（或稱匝道與主線連接處）；匝道車行道；匝道與相連道路的連接處。第62頁/共86頁@匝道的服務(wù)水平及標(biāo)準(zhǔn)匝道服務(wù)水平及其標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)：匝道與主線連接處對主線過境交通及總的運(yùn)行影響最大，因此，匝道服務(wù)水平主要取決于駛?cè)牖蝰偝鲈训琅c主線連接處的服務(wù)水平。服務(wù)水平等級匯合交通量(pcu/h)分離交通量(pcu/h)下列計(jì)算行車速度（km/h）的主線單向交通量a(pcu/h)120km/h100km/h80km/h60km/h四車道六車道四車道六車道四車道六車道四車道六車道一≤1000≤1050≤2200≤3300≤2000≤3000bbbb二≤1450≤1500≤3200≤4600≤2600≤4200≤2600≤3900≤2300≤3450三≤1750≤1800≤3800≤5700≤3400≤5100≤3200≤4800≤2900≤4350四≤2000c≤2000c≤4000c≤6000c≤4000c≤6000c≤3800c≤5700c≤3600c≤5400c第63頁/共86頁@匝道的服務(wù)水平及標(biāo)準(zhǔn)匝道與主線連接處服務(wù)水平運(yùn)行分析具體計(jì)算案例見教材。第64頁/共86頁第九章城市道路通行能力分析第65頁/共86頁城市道路路段通行能力城市道路平面交叉口的通行能力公共交通線路的通行能力（自學(xué)）自行車道與人行道的通行能力（自學(xué)）@本章的重點(diǎn)內(nèi)容第66頁/共86頁城市道路路段通行能力第67頁/共86頁對城市道路路段通行能力的分析將從理論通行能力的分析開始。@城市道路路段通行能力第68頁/共86頁@城市道路路段通行能力一條車道的基本通行能力基于車頭時(shí)距的基本通行能力計(jì)算車

型小客車（含三輪卡車）大客車卡車通道車車頭時(shí)距（s）2.6713.6963.3714.804基本通行能力（pcu/h）13489741068749按車頭時(shí)距計(jì)算的基本通行能力第69頁/共86頁@城市道路路段通行能力一條車道的基本通行能力基于車頭間距的基本通行能力計(jì)算按車頭間距計(jì)算的基本通行能力（km/h）203035405060（m）14.3219.0821.8224.7831.3138.67（pcu/h）140615721604161415971552第70頁/共86頁@城市道路路段通行能力城市道路路段的設(shè)計(jì)通行能力

城市道路路段設(shè)計(jì)通行能力可根據(jù)一條車道的基本通行能力進(jìn)行修正得到。對基本通行能力的修正應(yīng)包括自行車、車道寬度、交叉口、車道數(shù)影響。修正參數(shù)的具體計(jì)算公式見教材。第71頁/共86頁@城市道路路段通行能力我國現(xiàn)行規(guī)范中對城市道路通行能力的規(guī)定快速路基本路段一條車道的通行能力設(shè)計(jì)速度(km/h)1008060基本通行能力（pcu/h）220021001800設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）200017501400

我國現(xiàn)行《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）中，對城市道路基本通行能力、設(shè)計(jì)通行能力、最大服務(wù)交通量及服務(wù)水平給予了規(guī)范要求。第72頁/共86頁@城市道路路段通行能力快速路基本路段服務(wù)水平分級指標(biāo)設(shè)計(jì)速度（km/h）服務(wù)水平等級密度[pcu/(km.ln)]平均速度（km/h）飽和度（V/C）最大服務(wù)交通量[pcu/(km.ln)]100一級（自由流）≤10≥880.40880二級（穩(wěn)定流上段）≤20≥760.691520三級（穩(wěn)定流）≤32≥620.912000四級（飽和流）≤42≥53≈1.002200（強(qiáng)制流）>42<53>1.00—80一級（自由流）≤10≥720.34720二級（穩(wěn)定流上段）≤20≥640.611280三級（穩(wěn)定流）≤32≥550.831750四級（飽和流）≥50≥40≈1.002100（強(qiáng)制流）<50<40>1.00—60一級（自由流）≤10≥550.30590二級（穩(wěn)定流上段）≤20≥500.55990三級（穩(wěn)定流）≤32≥440.771400四級（飽和流）≤57≥30≈1.001800（強(qiáng)制流）>57<30>1.00—第73頁/共86頁@城市道路路段通行能力快速路設(shè)計(jì)時(shí)采用的最大服務(wù)交通量快速路設(shè)計(jì)時(shí)采用的最大服務(wù)交通量應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）雙向四車道快速路折合成當(dāng)量小客車的年平均日交通量為40000pcu～80000pcu。（2）雙向六車道快速路折合成當(dāng)量小客車的年平均日交通量為60000pcu～120000pcu。（3）雙向八車道快速路折合成當(dāng)量小客車的年平均日交通量為100000pcu～160000pcu。第74頁/共86頁城市道路平面交叉口的通行能力第75頁/共86頁@平面交叉口的通行能力無信號燈交叉口的通行能力無信號燈交叉口