第八&第九章章 高速公路、城市道路通行能力分析

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,Page,85,交通工程技术,第八章 高速公路通行能力分析,课程导入,正线,正线,正线,正线,匝道,匝道,匝道,匝道,匝道,匝道,匝道,匝道,匝道,正线,正线,正线,课程导入,课程导入,本章将重点学习高速公路基本路段、交织区、匝道的通行能力！,道路通行能力与服务水平概念,高速公路基本路段的通行能力,高速公路交织区的,通行能力,高速公路匝道的,通行,能力,本章的重点内容,道路通行能力与服务水平概念,为什么会发生交通阻塞？,通行能力,交通需求无交通拥挤,通行能力,交通需求交通拥挤发生,都市,中早晚交通拥挤,交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力,？,10,？、,20,？,30,倍以上,？,交通需求超过通行能力的 5,10,的,程度,交通拥挤发生,严重交通拥堵,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力与服务水平的概念,什么是道路通行能力？,道路通行能力也称道路容量，是指道路的某一断面在单位,时间（,1h,）内,所能通过的最大车辆数,。,道路通行能力是道路的一种性能，是度量道路疏导车辆能力的指标,。,当道路上的交通量接近道路的通行能力时，就会出现,交通拥挤现象,。,通行能力和交通量的关系什么？,两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。,通行能力反映了道路的容量，是道路容纳性能的一种量度。,交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力分析的主要目的？,确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量。,确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设施所能容纳的最大交通量。,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力的分类,基本通行能力（,Basic Capacity,）,可能通行能力（,Possible Capacity,）,设计通行能力（,Designing Capacity,）,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力的分类,基本通行能力（,Basic Capacity,）,是指在一定的时段，,在,理想的,道路、交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆（标准车辆）的,最大,数量。,也被称为,理想通行能力,。,所谓理想条件，原则上是指对条件进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。,（,1,）,道路条件是指公路的几何特征。,包括车道数、车道、路肩和中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等。,（,2,）,交通条件是指交通特征。,包括交通流中的交通组成，交通量以及在不同车道中的交通量分布和上、下行方向的交通量分布。,（,3,）,控制条件是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则。,其中交通信号的设置地点，形式和配时对通行能力的影响最大。其他重要的交通控制包括“停车”和“让路”标志，车道使用限制及转弯限制等。,（,4,）,交通环境主要是指横向干扰程度以及交通秩序等。,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力的分类,可能通行能力,（,Possible Capacity,）,是指在一定时段，在,具体的,道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆（标准车辆）的最大数量。,是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力的分类,设计通行能力,（,Designing Capacity,）,是,指在,设计道路时，为保持交通流处于良好的运行状态所采用的与特定设计服务水平对应的通行能力，该通行能力不是道路所能提供服务的极限。,是道路规划、设计的依据（设计通行能力）,理想条件下的通行能力,实际条件下的通行能力,预测条件下的通行能力,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,中央分隔带,隔离带,绿化带,道路,段面,三者关系,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,各种修正系数,指定服务水平下的,V/C,比,道路通行能力与服务水平的概念,道路通行能力与服务水平的概念,车辆换算系数与换算交通量（,PCU,）,是指在,通行能力方面，某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆,数，即,PCU(passenger car unit),。,公路工程技术标准（,JTG B01-2003,）规定车辆折算系数,汽车代表车型,车辆折算系数,说,明,小客车,1.0,19,座的客车和载质量,2t,的货车,中型车,1.5,19,座的客车和载质量,2t,7t,的货车,大型车,2.0,载质量,7t,14t,的货车,拖挂车,3.0,载质量,14t,的货车,城市道路工程设计规范（,CJJ37 -2012,）规定车辆折算系数,车辆类型,小客车,大型客车,大型货车,铰接车,换算系数,1.0,2.0,2.5,3.0,道路通行能力与服务水平的概念,道路服务水平,是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的质量量度；,即公路在某种交通条件下所提供运行,服务的质量水平,。,通常根据交通量、速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适和方便等指标确定服务水平。,应该注意的是，安全性并不包括在服务水平的影响因素之列。,道路通行能力与服务水平的概念,美国的服务水平分级,中国的服务水平分级,服务水平,A,服务水平,一级,服务水平,B,服务水平,二级,服务水平,C,服务水平,三级,服务水平,D,服务水平,E,服务水平,四级,服务水平,F,道路,服务水平的分级描述,速度,高,、密度小,速度,低、密度大,舒适度高,舒适度低,A,级,F 级,E 级,D 级,C 级,B 级,一级,二级,三级,四级,速,度,自由流,稳 定 流,强制流,0,A,B,C,不稳定流,D,E,F,流量,道路通行能力与服务水平的概念,服务交通量,不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然,。,最大服务交通量,每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为最大服务交通量。,道路通行能力与服务水平的概念,V/C比,指最大服务交通量与基本通行能力之比。,V/C,越大，即说明交通量越接近通行能力，即道路的服务水平就越低；,V/C,越小，说明最大服务交通量与基本通行能力之间的差距就越大，即道路的服务水平就越高。,道路通行能力与服务水平的概念,通行能力和服务水平的关系,道路的通行能力和服务水平从不同的角度反映了道路的性质与功能,通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小,；,服务水平,主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。,道路通行能力与服务水平的概念,高速公路基本路段的通行能力,高速公路基本路段的通行能力,高速公路基本路段的定义,是指不受匝道附近的合流、分流以及交织流影响的高速公路,路段。,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,从理想条件下通行能力开始,，再按照实际道路、交通条件对理想通行能力,进行折减,来分析,可能通行能力。,高速公路基本路段的理想条件,：,3.75 m,车道宽度,4.5 m,；,侧向净空,1.75 m,；,交通组成全部为小客车；,驾驶人员均熟悉高速公路几何线形，且驾驶技术熟练、遵守交通法规,。,高速公路基本路段的通行能力,高速公路基本通行能力 C,B,理想条件下一车道所能通行的最大交通量（,pcu/(h,ln,),）,高速公路基本路段,设计车速,V=120km/h,，,C,B,=2000,pcu/(h,ln,),；,设计车速,V=100km/h,，,C,B,=2000,pcu/(h,ln,),；,设计车速,V=80km/h,，,C,B,=1900,pcu/(h,ln,),；,设计车速,V=60km/h,，,C,B,=1800,pcu/(h,ln,),；,高速公路基本路段的通行能力,高速公路基本路段的通行能力分析,最大服务交通量,M,SVi,最大服务交通量,=,基本通行能力,服务水平,M,SVi,第,i,级服务水平的最大服务交通量（,pcu/(h,ln,),）；,C,B,基本通行能力；,(V/,C),i,第,i,级服务水平最大服务交通量与基本通行能力比值。,高速公路基本路段的通行能力,高速公路基本路段的通行能力分析,单向车行道的可能通行能力,C,P,单向车行道的可能通行能力,=,基本通行能力,单向车道数,运行质量,C,P,单向车行道的可能通行能力,(,pcu/h,),；,N,单向车行道的车道数；,f,W,车道宽度和侧向净空对通行能力的修正系数；,f,HV,大型车对通行能力的修正系数；,f,P,驾驶员条件对通行能力的修正系数。,高速公路基本路段的通行能力,运行质量,高速公路基本路段的通行能力分析,单向车行道的设计通行能力,C,D,单向车行道的设计通行能力,=,最大服务交通量,单向车道数,运行质量,C,D,单向车行道的设计通行能力,(,pcu/h,),；,N,单向车行道的车道数；,f,W,车道宽度和侧向净空对通行能力的修正系数；,f,HW,大型车对通行能力的修正系数；,f,P,驾驶员条件对通行能力的修正系数。,高速公路基本路段的通行能力,运行质量,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：,1. 车道宽度及侧向宽度的修正系数,f,W,2. 大型车的修正系数f,HV,3. 驾驶员条件的修正系数f,P,高速公路基本路段的通行能力,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：,1. 车道宽度及侧向宽度的修正系数,f,W,高速公路基本路段的通行能力,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：,2. 大型车的修正系数f,HV,式中：,P,HV,大型车交通量占总交通量的百分比；,E,HV,大型车换算成小客车的车辆换算系数。,高速公路基本路段的通行能力,大交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移,小交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移,大型车导致交通流中出现大间隙,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法：,3. 驾驶员条件的修正系数f,P,在1.000.90范围内取,f,P,值,高速公路基本路段的通行能力,例题：,一双向四车道高速公路，设计速度为,100km/h,，单向高峰小时交通量,V,P,=1800pcu/h,，大型车占,40%,，车道宽,3.50m,，侧向净空为,1.75m,，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。,高速公路基本路段的通行能力,解,:,（,1,）求服务水平,为求服务水平，应首先计算,V/C,，然后查表,8-3,确定其服务水平。,基本通行能力,C,B,因为道路为高速公路，且设计车速为,100km/h,，所以,C,B,=2000,pcu/(hln,),单向车行道车道数,N,因为是双向四车道高速公路，所以,N =2,车道宽度与侧向净空修正系数,f,W,因为双向四车道高速公路，车道宽,3.50m,，紧挨行车道两边都有障碍物，所以查表,8-4,得,f,W,=0.97,大型车修正系数,f,HV,因为道路为高速公路，且为重丘地区，所以查表,5-3,得到大型车换算成小客车的车辆换算系数,E,HV,=2.5,。,已知大型车占,40%,，所以,P,HV,=0.4,。,根据公式,8-5,得：,驾驶员条件的修正,系数,f,p,假设驾驶员技术熟练、遵守交通法规，行驶经验丰富且身体健康，取,f,p,=1,。,查表,8-3,，可知该道路服务水平为三级服务水平。,（,2,）求达到可能通行能力之前可增加的交通量,高速公路交织区的,通行能力,高速公路交织区的定义,高速公路交织区的定义,两股或多股交通流在没有交通控制设施的情况下，沿相同的大方向在相当长的公路路段中运行，其中相交而过的交通流称为,交织,。,交织区长度,从汇合三角区上一点，即从车道,1,右边缘至入口（汇合）车道左边缘的距离为,0.6m,的那一点，至分离三角区车道,1,右边缘至出口（分离）车道走边缘距离,3.7m,的点的距离。,交织区长度示意图,交织区构造形式及宽度,交织区构造形式及宽度,我国由于高速公路的设计标准比较高，且目前的高速公路网密度比较低，所以，我国高速公路中几乎不存在交织区，,交织区多存在于城市快速路系统,。,交织区,构造型式,A,型交织构造：两股交织车流都至少变道,1,次,B,型交织构造：,1,股无须变道，,1,股至少变道,1,次,C,型交织构造：存在,1,股车流至少变道,2,次,交织区构造形式及宽度,交织区构造型式,A,型交织构造,交织区构造形式及宽度,交织区构造型式,B,型交织构造,交织区构造形式及宽度,交织区构造型式,C,型交织构造,交织区构造形式及宽度,交织区构造形式及宽度,交织区宽度,交织宽度是以交织区的车道数来计量。,交织区构造形式及宽度,交织区服务水平分析法,分析方法（,HCM2000,）,交织区通行能力分析,交织区通行能力分析法,影响交织区通行能力的因素有很多，包括,交织区构造形式、车道数、高速公路或多车道公路的自由流速度、交织段长度以及流量比,等。,可能通行能力值，,pcu/h,；,理想条件的通行能力值，,pcu/h,；,大型车修正系数,；,驾驶人员修正系数,。,具体计算案例见教材。,高速公路匝道的,通行能力,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组成：,匝道与高速公路连接处,（或称匝道与主线连接处）；,匝道车行道,；,匝道与相连道路的连接处,。,匝道的服务水平及标准,匝道服务水平及其标准,服务水平标准：匝道与主线连接处对主线过境交通及总的运行影响最大，因此，匝道服务水平主要,取决于驶入或驶出匝道与主线连接处的服务水平,。,服务水平等级,汇合交通量,(,pcu,/h),分离交通量,(,pcu,/h),下列计算行车速度（,km/h,）的主线单向交通量,a,(pcu/h),120km/h,100km/h,80km/h,60km/h,四车道,六车道,四车道,六车道,四车道,六车道,四车道,六车道,一,1000,1050,2200,3300,2000,3000,b,b,b,b,二,1450,1500,3200,4600,2600,4200,2600,3900,2300,3450,三,1750,1800,3800,5700,3400,5100,3200,4800,2900,4350,四,2000,c,2000,c,4000,c,6000,c,4000,c,6000,c,3800,c,5700,c,3600,c,5400,c,匝道的服务水平及标准,匝道与主线连接处服务水平运行分析,具体计算案例见教材。,第九章 城市道路通行能力分析,城市道路路段通行能力,城市道路平面交叉口的通行能力,公共交通线路的通行,能力（自学）,自行车道与人行道的通行能力（自学）,本章的重点内容,城市道路路段通行能力,对城市道路路段通行能力的分析将从,理论通行能力,的分析开始。,城市道路路段通行能力,城市道路路段通行能力,一条车道的,基本通行能力,基于车头时距的,基本通行能力计算,车,型,小客车,（含三轮卡车）,大客车,卡车,通道车,车头时距,（,s,）,2.671,3.696,3.371,4.804,基本通行能力（,pcu,/h,）,1348,974,1068,749,按车头时距计算的基本通行能力,城市道路路段通行能力,一条车道的,基本通行能力,基于,车头间距,的,基本通行能力计算,按车头,间,距计算的基本通行能力,（km/h）,20,30,35,40,50,60,（m）,14.32,19.08,21.82,24.78,31.31,38.67,（,pcu,/h）,1406,1572,1604,1614,1597,1552,城市道路路段通行能力,城市道路路段的,设计通行能力,城市道路路段设计通行能力可根据一条车道的,基本通行能力,进行修正得到。对基本通行能力的修正应包括,自行车,、,车道宽度,、,交叉口,、,车道数,影响。,修正参数的具体计算公式见教材。,城市道路路段通行能力,我国现行规范中对城市道路通行能力的规定,快速路基本路段一条车道的通行能力,设计速度(km/h),100,80,60,基本通行能力（pcu/h）,2200,2100,1800,设计通行能力（pcu/h）,2000,1750,1400,我国现行城市道路工程设计规范（,CJJ37 -2012,）中，对城市道路基本通行能力、设计通行能力、最大服务交通量及服务水平给予了规范要求。,城市道路路段通行能力,快速路基本路段服务水平分级指标,设计,速度,（km/h）,服务水平等级,密度,pcu/(km.ln),平均速度,（km/h）,饱和度,（V/C）,最大服务交通量pcu/(km.ln),100,一级（自由流）,10,88,0.40,880,二级（稳定流上段）,20,76,0.69,1520,三级（稳定流）,32,62,0.91,2000,四级,（饱和流）,42,53,1.00,2200,（强制流）,42,1.00,80,一级（自由流）,10,72,0.34,720,二级（稳定流上段）,20,64,0.61,1280,三级（稳定流）,32,55,0.83,1750,四级,（饱和流）,50,40,1.00,2100,（强制流）,50,1.00,60,一级（自由流）,10,55,0.30,590,二级（稳定流上段）,20,50,0.55,990,三级（稳定流）,32,44,0.77,1400,四级,（饱和流）,57,30,1.00,1800,（强制流）,57,1.00,城市道路路段通行能力,快速路设计时采用的,最大服务交通量,快速路设计时采用的最大服务交通量应符合下列规定：,（,1,）双向四车道快速路折合成当量小客车的年平均日交通量为,40000,pcu,80000,pcu,。,（,2,）双向六车道快速路折合成当量小客车的年平均日交通量为,60000pcu,120000pcu,。,（,3,）双向八车道快速路折合成当量小客车的年平均日交通量为,100000pcu,160000pcu,。,城市道路平面交叉口的通行能力,平面交叉口的通行能力,无信号灯交叉口的通行能力,无信号灯交叉口,的两种通行方式,一、,暂时停车方式,二、环行,方式,平面交叉口的通行能力,无信号灯,交叉口次要道路的,通行能力,次要道路上能够通过多少车辆，受到下列因素的影响：,（,1,）主要道路上车流的车头间隔分布。,（,2,）主要道路上车流的流向分布。,（,3,）次要道路上车辆穿越主要道路车流所需时间。,（,4,）次要道路上车辆跟驰的车头时距大小。,平面交叉口的通行能力,无信号灯,交叉口次要道路的,通行能力,这种路口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档能通过的车辆数。,若主要道路上的车流已经饱和，则次要道路上的车辆一辆也通不过。可见，无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力,。,如果主要道路的交通量过大，无法保证提供可穿插间隙，则必须,加设,信号灯,。,平面交叉口的通行能力,无信号灯,交叉口次要道路的,通行,能力,无信号交叉口设置交通信号灯的临界通行能力（美国）,主要道路为两车道,主要道路交通量,400,500,600,次要道路交通量,250,200,100,主要道路为四车道,主要道路交通量,1000,1500,2500,次要道路交通量,100,50,25,平面交叉口的通行能力,信号灯交叉口的,通行,能力,十字信号交叉口通行能力分析,方法,十字信号交叉口通行能力分析应首先了解其车道功能，并按照不同车道功能分别计算单条车道的通行能力，然后求和得之,。,十字交叉口的车道功能区分,平面交叉口的通行能力,信号灯交叉口的,通行,能力,（,1,）一条直行车道的,设计通行能力,（,2,）直右车道设计通行能力计算,平面交叉口的通行能力,信号灯交叉口的,通行,能力,（,3,）直左车道设计通行能力计算,（,4,）直左右车道设计通行能力计算,平面交叉口的通行能力,信号灯交叉口的,通行,能力,（,5,）左转与右转专用车道设计通行能力计算,（,6,）通行能力计算折减,具体计算案例见教材。,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,服务水平,未完待续！,