平面交叉口通行能力.ppt

1、匝道,交織區(qū),第五章 道路通行能力分析,第五節(jié) 平面交叉口的通行能力,一、概述,(一)定義 兩條或兩條以上的道路在同一平面相交稱為平面交叉。 兩條不同方向的車流通過平交路口時產(chǎn)生車流的轉(zhuǎn)向、交匯與交叉，平交路口可能通過此相交車流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。 平交路口的通行能力不僅與交叉口所占面積、形狀、入口引道車行道的條數(shù)、寬度、幾何線形或物理條件有關(guān)，而且受相交車流通過交叉口的運行方式、交通管理措施等方面的影響，因此，在確定通行能力時，要首先確定交叉口的車輛運行和交通管理方式。,一、概述,(二)分類 一般可分為四大類，一類為不加任何交通管制的交叉口，一類是設(shè)置停車讓行標志的交叉口，

2、一類為中央設(shè)圓形島的環(huán)形交叉口，一類為設(shè)置色燈信號交叉口。 目前交叉口通行能力計算在國際上并末完全統(tǒng)一，即使是同一類型的交叉口，其通行能力計算方法也不一樣，世界各國都有自己的一套計算方法，其中以美國的方法應(yīng)用最為廣泛。,(三)不同車種間的車輛換算系數(shù) 在混合交通流中，交通組成復(fù)雜，各種車型不僅所占道路空間不同，其行駛性能也相差很大，相互間的干擾嚴重。在進行交通量分析和交叉口通行能力計算時，均需按通行能力的當(dāng)量值進行換算，把混合車流中各種車型換算成標準車型或某一車型的當(dāng)量交通量，其當(dāng)量的比值稱之為車輛換算系數(shù)。 交叉口的換算系數(shù)不同于路段，路段可用連續(xù)運行中車輛的臨界車頭時間間隔之比換算，而交叉

3、口則不同。信號交叉口往往要停車而后起動，所以信號交叉口的車輛換算系數(shù)通常采用停車起動時連續(xù)車流中各類車輛通過斷面線的時間間隔之比作為換算依據(jù)，而環(huán)形交叉口是采用各類車輛交織或穿插所需的臨界間隔時間之比，即不同類型交叉口應(yīng)采用不同的換算系數(shù)。,一、概述,二、無信號管制的交叉口通行能力,不設(shè)信號管制的交叉口大致可分為：全無控制交叉口、優(yōu)先控制交叉口、環(huán)形交叉口。 全無控制交叉口 優(yōu)先控制交叉口：停車讓行交叉口、減速讓行交叉口 停車讓行交叉口 四面停車是用于同等重要的道路相交的路口，不分優(yōu)先與非優(yōu)先(即主干道與次干道)，所有車輛至交叉口均需停車而后通過。 兩路停車通常用于主干道(優(yōu)先方向)與次干道相

4、交(非優(yōu)先方向)，主干道可優(yōu)先通過，次干道上車輛一律停車待行，等待優(yōu)先通行方向交通流的間隙通過或合流。 減速讓行交叉口 環(huán)形交叉口,二、無信號管制的交叉口通行能力,十字形交叉口通行能力計算方法 根據(jù)可插間隙理論，直接計算優(yōu)先方向交通流中的可插間隙(車頭時間間隔)，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)先方向可以通過的最大交通量。 t-臨界間隙時間(s)，對于設(shè)停車標志指示的交叉口采用68s，對于設(shè)讓車標志的交叉口采用57s，這一時間數(shù)值系次干道橫穿主干道所需的安全時間，實際設(shè)計時，可以實測若干數(shù)據(jù)，然后取平均值； t次干道上車輛間的最小車頭時距，對于停車標志采用5s，對讓路標志可采用

5、3s。 根據(jù)上式算得的次干道的通行能力列表537。,三、環(huán)形交叉口的通行能力,(一)概述 環(huán)形交叉口是在幾條相交的交叉口中央，設(shè)置圓島或帶圓弧形狀的島，使進入交叉口的所有車輛均以同一方向繞島行駛，其運行過程一般為先在不同方向匯合(合流)，接著于同一車道先后通過(交織)，最后分向駛出(分流)。 這樣行駛可避免直接交叉、沖突和大角度碰撞，其實質(zhì)為自行調(diào)節(jié)的渠化交通形式。 優(yōu)點為車輛可以連續(xù)行駛、安全、無需管理措施，平均延誤時間短，很少剎車和停車，節(jié)約用油，隨之噪聲低、污染少。 缺點為占地大，繞行距離長，當(dāng)非機動車和行人交通過多及有直向行駛的電車時不宜采用。,三、環(huán)形交叉口的通行能力,(二)分類 環(huán)

6、交接其中心島直徑的大小分為以下三類： 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，交織段長度和交織角大小有一定要求，入口引道一般不擴大成喇叭形，現(xiàn)在我國各城市的主要環(huán)交均屬此類。,三、環(huán)形交叉口的通行能力,(二)分類 2小型環(huán)型交叉口 其中心島的直徑小于25m，引道入口處適當(dāng)加寬建成喇叭形，使車輛便于進入交叉口，此類環(huán)交為英國所常用，其優(yōu)點可以提高環(huán)交的通行能力，少占用地。我國有些舊城市也有這類小型環(huán)交，如福州的南門兜小環(huán)。,小型環(huán)交的特點有：,(1)在停車線上增加車道數(shù)； (2)d約為D/3，并小于8m； (3)x不小于25m(為停車線至右側(cè)沖突點距離)； (4)環(huán)道寬a

7、小于前一個入口寬b； (5)入口漸變段為1:6，出口則為1:12； (6)設(shè)偏向?qū)к噸u，不使進入車輛直穿。,入口,出口,3微型環(huán)交,多為二路或四路相交，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)形交叉、引道錯位環(huán)交、讓路原則設(shè)計的環(huán)交、多島式環(huán)交和雙向行車環(huán)交等。,我國不少城市，如長春、沈陽、哈爾濱、大連、南京、長沙、廣州等城市均有不少環(huán)交，擔(dān)負著繁重的交通運轉(zhuǎn)任務(wù)，使用效果一般均很好。特別是結(jié)合城市的規(guī)劃布局，作為小區(qū)中心、城鄉(xiāng)結(jié)合處以及解決復(fù)雜畸形交叉方面起了巨大作用，但是交通量過大就不適宜采用

8、。 在國外，特別是英國在這方面進行了長期認真的研究，自1966年起對環(huán)交實行了左側(cè)優(yōu)先通行法規(guī)，即規(guī)定行駛在環(huán)道上的車輛可以優(yōu)先通行，而進入環(huán)道的車輛必須讓路給環(huán)道上的車輛，要等環(huán)行車輛之間出現(xiàn)可插車間隙，才能駛?cè)氕h(huán)道。為使環(huán)道上的車輛能有更多的機會駛?cè)氕h(huán)道，常需要增加引道的車道數(shù)，這樣就發(fā)展成為帶擴大喇叭口的新型交叉。由于利用間隙插入，無需過長的交織段，故中心島直徑亦可減少，環(huán)道寬度可以加大，其通行能力可以增大20左右。,(三)常規(guī)環(huán)交的通行能力,常規(guī)環(huán)交的通行能力計算，各國均有獨特的公式，其中較著名的和使用較廣泛的公式有： 1沃爾卓普公式 此公式適用于下列條件： (1)引道上沒有因故暫停的

9、車輛； (2)環(huán)交位于平坦地區(qū)，縱坡4； (3)各參數(shù)應(yīng)在下列范圍內(nèi)： W6.118m，e/W=0.41，W/l=0.12 0.4，e1/e2=0.341.41，P=0.41.0。 一般駛?cè)虢且舜笥?0。，駛出角一 般應(yīng)小于60。，兩交織路段內(nèi)角A 不應(yīng)大于95。 。,如交叉口四周進出口處過街行人眾多，影響車流進出，應(yīng)對通過能力適當(dāng)折減。 在混合交通情況下。應(yīng)將各類車輛換算成小汽車，對環(huán)交的換算系數(shù)可采用小汽車為1，中型車為1.5，大型車為3.0，特大型(拖掛車)為3.5進行換算。 根據(jù)使用經(jīng)驗和實際觀察資料的檢驗，一般設(shè)計通行能力采用上述公式計算最大值的80，故可將上式修改為,2英國環(huán)境部暫

10、行公式,由于實行“左側(cè)先行”法規(guī)，沃爾卓普公式不能適應(yīng)，英國為適應(yīng)新的法規(guī)，又重新制定此暫行公式，它適用于采取優(yōu)先通行的常規(guī)環(huán)交，其具體形式如下： 式中：Q交織段通行能力，其中載貨車占全部車輛數(shù)的15，如重車超過15時要進行修正，用于設(shè)計目的應(yīng)采用Q值的85。 其它各參數(shù)意義與數(shù)值同前。,例：某常規(guī)環(huán)交為四路交匯，其幾何圖形與車流量、流向示于圖，主要參數(shù)W=15m，l =40m，e =10m，求其交織段的通行能力，并驗算現(xiàn)有車流量是否已超過其通行能力。 解：由2節(jié)中公式，有 設(shè)計通行能力采用最大值的85， 故 可繪出流向流量網(wǎng)狀圖如圖所示， 然后計算各交織段車流量，列于表。,由上表可知各交織路

11、段的車流量均小于設(shè)計通行能力2472pcu/h，其中東南交織段的車流量較接近，但未超過。,用沃爾卓普公式計算，設(shè)P0.9 設(shè)計通行能力按規(guī)定應(yīng)采用最大值的80， 故 各交織路段車流量均末超過此值，故可以通過。 通過大量的實測資料和理論分析，在科學(xué)管理的條件下，建議常規(guī)環(huán)交的通行能力，采用下表所列數(shù)值。,(四)小型環(huán)交通行能力的計算,所謂小型環(huán)交系指中心島直徑小于25m，環(huán)道較寬，而出入口均形成喇叭形，車流運行已不存在交織方式，各入口車流可按同一方向相互插穿運行，各類車輛運行時可較好地相互調(diào)劑，整個環(huán)交的流量變化要比個別路口的車流量變化為小。在所有引道人口均呈飽和狀態(tài)情況下進行多次試驗，得出了整

12、個環(huán)交通行能力的簡化公式。 1英國運輸與道路研究所公式 式中：Q進入環(huán)交的實用的總通行能力(小汽車輛h)； 所有引道基本寬度的總和(m)； A引道拓寬所增加的面積(m2) ； K1系數(shù)，3路交叉為80(70)(小汽車輛hm，下同)；4路交叉為60(50)；5路交叉為55(45)。 設(shè)計通行能力Qp應(yīng)采用上述公式計算值的80。,2紐卡塞(New Castle)公式,紐卡塞根據(jù)英國運輸研究所的公式作進一步簡化，將A、W兩參數(shù)均歸納為內(nèi)接圓直徑D，然后根據(jù)道路條數(shù)取用K2來進行調(diào)整，即： 式中：Q實用總通行能力(小汽車輛h)； D內(nèi)接圓直徑(m)，如交叉口為橢圓中心島，則取長軸與短軸的平均值； K2

13、系數(shù)：三路交叉口取150(小汽車輛h)，四路交叉口取140(小汽車輛h)。 實際設(shè)計時，車流量應(yīng)保持在此公式計算值交通量的85以下。此式由于僅歸結(jié)為K、D兩參數(shù)、忽略了交通情況，使用時不易掌握。,四、信號交叉口機動車的通行能力,(一)概述 (二)信號交叉口的運行特征 車輛轉(zhuǎn)換方向，交織或交叉 紅燈周期性地定時出現(xiàn) 車輛減速、制動、停車或啟動、加速、轉(zhuǎn)向 導(dǎo)致停車等候和時間損失 據(jù)北京和南京以前的實際觀察，直行車過交叉口的時間損失，平均約為2040s/輛，其中50車輛無損失，30車輛損失50s；左轉(zhuǎn)車3050s /輛，平均為38s，其中30的車輛損失時間超過50s以上；右轉(zhuǎn)車輛時間損失為1020

14、s，平均為15s。時間損失隨各交叉口的交通量飽和度而變，交通量大損失多，反之損失就少。 非機動車的干擾,(三)信號燈交叉口通行能力計算模式,交叉口的通行能力是指各相交道路進口處通行能力之和，而每個進口處通行能力又為各車道通行能力之和。國內(nèi)常用的計算方法是以進口處車道的停車線作為基準面，凡是通過該斷面的車輛就被認為已通過交叉口，所以稱為停車線斷面法。 1一條專用直行車道的通行能力,對于混合行駛的車輛可歸結(jié)為小型車和大型車兩類，而將通道車歸為大型車(因為一般所占比例不大，如通道車所占比例很大，則可單獨計算)，由于不同混合比的情況，可按表541確定。,2一條右轉(zhuǎn)專用車道的通行能力,原則上可按直行方法

15、計算，將直行的通過時間換成右轉(zhuǎn)的通過時間，一般采用下式： 式中 t右為前后兩右轉(zhuǎn)車輛連續(xù)駛過停車線斷面的間隔時間，根據(jù)觀測大、小車各占一半時平均值約為4.5s，單純?yōu)樾≤嚂r其平均值為33.6s，在沒有過街行人和自行車阻滯情況下一條右轉(zhuǎn)車道的通行能力達10001200輛h，實際上由于過街行人、自行車的影響變化很大，一般視具體情況進行分析。多采用減去行人、自行車占用時間，余下為可供右轉(zhuǎn)車通行時間。,3一條左轉(zhuǎn)專用車道的通行能力,式中：n在一個周期內(nèi)允許左轉(zhuǎn)彎的車輛數(shù)； t黃綠一個周期內(nèi)專門用于通過左轉(zhuǎn)車黃綠燈的時間(s)； v左左轉(zhuǎn)車輛的行駛速度(m/s)； a左轉(zhuǎn)車的平均加速度(ms)； t左左

16、轉(zhuǎn)車通過停車線的車頭時距(s)。,4不設(shè)專用左轉(zhuǎn)信號時一條左轉(zhuǎn)車道的通行能力 根據(jù)我國交通規(guī)則，綠燈時允許車輛直行或右轉(zhuǎn)，在不妨礙直行車行駛的條件下準許車輛左轉(zhuǎn)。黃燈亮?xí)r就不準許車輛左轉(zhuǎn)、調(diào)頭或右轉(zhuǎn)，但已越過停車線的車輛可以繼續(xù)前進，因此，實現(xiàn)左轉(zhuǎn)有以下三種可能： (1)利用初綠時間通過 左轉(zhuǎn)車超前駛過與對向直行車沖突的地點，其條件為左轉(zhuǎn)車至沖突點處應(yīng)較對向直行車到?jīng)_突點處為近，使左轉(zhuǎn)車有可能超前通過該點而不致碰撞，如每周期內(nèi)利用此時間通過n1輛車，則每小時可通過左轉(zhuǎn)車為3600n1T輛。,(2)利用對向直行車的可插車間間隙通過,在對向直行車交通量不大的情況下，左轉(zhuǎn)車利用其可插車間隙通過，其允

17、許通過的車輛數(shù)視對向直行車可能提供的可插車間隙數(shù)。如每周期可通過n2輛、n2按下列方法確定，根據(jù)實測左轉(zhuǎn)車穿越直行車所需的可插車間隙為8s左右。直行車頭時距約為3.54s，故可插車的間隙約為直行車車頭時距的2倍，則每個周期可能通過的左轉(zhuǎn)車輛n2最多等于一條直行車道一個周期的直行通行能力N直減去每個周期實際到達的直行車N實并除以2，即,(3)利用黃燈時間通過,左轉(zhuǎn)車輛至沖突點前排隊等候，待黃燈出現(xiàn)，左轉(zhuǎn)車迅速啟動，則每周期可能通過的左轉(zhuǎn)車由下式?jīng)Q定： t損由于加速而損失的黃燈損失時間； 則總共可通過的左轉(zhuǎn)車流量為,5直、左混合行駛時一條車道的通行能力（N直左）,對于同一條車道上有直、左混行時，因去向各異相互干擾，甚至引起停車，因此應(yīng)乘以適當(dāng)?shù)恼蹨p系數(shù)K，由于左轉(zhuǎn)車通過時間往往大于直行車通過時間，一般約為直行車通過時間的1.75倍，故應(yīng)將左轉(zhuǎn)車的所占比例乘以1.75倍，設(shè)n左為左轉(zhuǎn)車輛所占百分率，則 系數(shù)K可用0.70.9，一般可通過實測確定。,6.直右混行一條車道的通行能力,原理同上