交通工程学第5章道路通行能力.ppt

1第五章 道路通行能力2第五章 道路通行能力 内容介绍内容介绍一、主要内容一、主要内容二、基本要求二、基本要求掌握通行能力和服务水平的基本概念、道路路段、掌握通行能力和服务水平的基本概念、道路路段、平面交叉口和高速公路通行能力的计算以及提高平面交叉口和高速公路通行能力的计算以及提高道路通行能力的手段和途径。道路通行能力的手段和途径。三、重点与难点三、重点与难点通行能力与服务水平的基本概念、道路路段、平通行能力与服务水平的基本概念、道路路段、平面交叉口和高速公路通行能力的计算。面交叉口和高速公路通行能力的计算。5.1 概述概述5.2 高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力5.3 高速公路交织区段通行能力高速公路交织区段通行能力5.4 高速公路互通立体交叉匝道高速公路互通立体交叉匝道的通行能力的通行能力5.5 双车道一般公路路段通行能双车道一般公路路段通行能力力5.6 城市道路路段通行能力城市道路路段通行能力5.7 道路平面交叉口的通行能力道路平面交叉口的通行能力5.8 公共交通线路的通行能力公共交通线路的通行能力5.9 自行车道的通行能力自行车道的通行能力 3n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u1、通行能力的定、通行能力的定义：道路通行能力是指在一定的：道路通行能力是指在一定的时段和通常道路、交通、段和通常道路、交通、控制条件下，控制条件下，车辆（或行人）通（或行人）通过道路某一点或均匀断面上的道路某一点或均匀断面上的最大小最大小时流率流率。(The maximum hourly rate at which persons or vehicles can reasonably be expected to traverse a point or uniform segment of a lane or roadway during a given time period under prevailing traffic,roadway,and control conditions.)对定定义的几点的几点说明：明：通常的道路、交通和控制条件通常的道路、交通和控制条件：计算通行能力的算通行能力的时间单位、交通量和交通流率位、交通量和交通流率：通常是以小通常是以小时为单位来位来计算通行能力和算通行能力和设计交通量。交通量。美国美国是以交通流率而不是以小是以交通流率而不是以小时交通量来反映通行能力，交通量来反映通行能力，我国我国现阶段是用小段是用小时交通量而不用交通流率。交通量而不用交通流率。5.1 概 述与交通量与交通量的区别？的区别？4n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u2、通行能力的种、通行能力的种类 通行能力通行能力按作用性按作用性质分分为三种：三种：基本通行能力基本通行能力：指在理想的道路、交通、控制和：指在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条境条件下，一条车道或一道或一车行道的均匀段上或一横断面上，行道的均匀段上或一横断面上，不不论服服务水平如何水平如何，1h 所所能通能通过标准准车辆的最大的最大车辆数。数。可能通行能力可能通行能力：指在：指在实际或或预测的道路、交通、控制和的道路、交通、控制和环境条件下，境条件下，一条一条车道或一道或一车行道有代表性的均匀段上或一横断面上，行道有代表性的均匀段上或一横断面上，不不论服服务水平水平如何如何，1h所能通所能通过的的车辆（在混合交通公路上（在混合交通公路上为标准汽准汽车-passenger cars）的最大）的最大辆数。数。设计通行能力通行能力：指在：指在预测的道路、交通、控制和的道路、交通、控制和环境条件下，一条境条件下，一条车道或一道或一车行道有代表性的均匀段上或一横断面上，行道有代表性的均匀段上或一横断面上，在所在所选用的服用的服务水水平下平下，1h所能通所能通过的的车辆（在混合交通公路上（在混合交通公路上为标准汽准汽车）的最大）的最大辆数。数。5.1 概 述 5n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u2、通行能力的种、通行能力的种类 按公路的不同按公路的不同组成部分，需要成部分，需要进行行计算的通行能力：算的通行能力：高速公路（控制高速公路（控制进入）的基本路段；入）的基本路段；不控制不控制进入的汽入的汽车多多车道公路路段；道公路路段；不控制不控制进入的汽入的汽车双双车道公路路段；道公路路段；混合交通双混合交通双车道公路路段；道公路路段；匝道，包括匝道匝道，包括匝道主主线连接部分；接部分；交交织区；区；信号控制的平面交叉口；信号控制的平面交叉口；非信号控制的平面交叉口；非信号控制的平面交叉口；市区及近郊干市区及近郊干线道路。道路。5.1 概 述 6n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u3、理想条件、理想条件在分析某种在分析某种类型交通型交通设施（道路路段或交叉口）的通行能力施（道路路段或交叉口）的通行能力时，通，通常要常要给定此种定此种类设施的施的标准条件，准条件，对于与于与标准条件不相符的通常的准条件不相符的通常的道路条件要道路条件要对照照标准条件准条件进行修正。我行修正。我们把把给定的定的标准条件称准条件称为“理理想条件想条件”。理想条件原理想条件原则上是上是对条件更条件更进一步提高也不能提高基本通一步提高也不能提高基本通行能力的条件。行能力的条件。如我国高速公路基本路段的理想条件是指：如我国高速公路基本路段的理想条件是指：3.75m 车道道宽度度 4.50m；侧向向净宽 1.75 m；车流中全部流中全部为小客小客车(passenger cars)；驾驶员均均为经常行常行驶高速公路且技高速公路且技术熟熟练遵守交通法遵守交通法规者。者。在大多数通行能力分析中，一般条件都不是理想的，通行能力、服在大多数通行能力分析中，一般条件都不是理想的，通行能力、服务水平的水平的计算，必算，必须包括包括对一般条件的修正。一般条件的修正。5.1 概 述 7n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u4、车辆换算系数和算系数和换算交通量算交通量 车辆换算系数算系数：在分析：在分析计算通行能力和服算通行能力和服务水平水平时，需要将，需要将实际或或预测的交通的交通组成中各成中各类车辆交通量与交通量与标准汽准汽车交通量交通量进行行换算，算，需要用到需要用到车辆换算系数，即在通行能力方面某算系数，即在通行能力方面某类车辆一一辆等于等于标准准车辆的的辆数。数。换算交通量（当量交通量）算交通量（当量交通量）：5.1 概 述 8n 一、通行能力一、通行能力（Capacity）u5、影响因素、影响因素道路条件道路条件：指街道或公路的几何条件，如交通指街道或公路的几何条件，如交通设施的种施的种类、性、性质及其形成及其形成的的环境，每个方向境，每个方向车道数、道数、车道和路肩道和路肩宽度、度、侧向向净空以及平面空以及平面纵面面线形等。形等。交通条件交通条件：指使用指使用车道路的交通流特性道路的交通流特性设计速度、客速度、客车、货车、大、大车、小、小车、长途短途等交通途短途等交通组成和分布，成和分布，车道中交通流量，流向及方向分布等。道中交通流量，流向及方向分布等。管制条件管制条件：指道路管制指道路管制设施装施装备的的类型、管理体制的型、管理体制的层次，交通信号的位次，交通信号的位置、种置、种类、配、配时等管制条件，其它等管制条件，其它还有停有停车让路路标志、志、车道使用限制，道使用限制，转弯弯禁限等措施。禁限等措施。其他条件其他条件：有气候、温度、地形、有气候、温度、地形、风力、心理等因素。力、心理等因素。直接影响通行能力数直接影响通行能力数值的主要因素有：的主要因素有：车行道行道宽度及度及侧向向净空，空，车行道数量、交通行道数量、交通组成、成、驾驶员特性、道路特性、道路纵坡、横向干坡、横向干扰与与视距等。距等。5.1 概 述 9n 二、道路服务水平二、道路服务水平（Level-of-Service）u1、道路服、道路服务水平的定水平的定义：道路服：道路服务水平是描述道路交通流中的运行条件水平是描述道路交通流中的运行条件以及以及驾驶员和乘客的感受的一种和乘客的感受的一种质量基准。量基准。(A level of service is a qualitative measure describing operational conditions within a traffic stream and their perception by motorists and/or passengers.)服服务水平一般用下列因素来描述：水平一般用下列因素来描述：速度和行速度和行驶时间，驾驶自由度，交通自由度，交通间断、断、舒适、方便和安全舒适、方便和安全。u2、服、服务水平的分水平的分级及各及各级服服务水平运行水平运行质量描述量描述如如图51和和52所示，在达到基本通行能力之前，交通量愈大，所示，在达到基本通行能力之前，交通量愈大，则车速愈低，速愈低，交通密度也愈大，运行交通密度也愈大，运行质量降低，服量降低，服务水平也低。到达通行能力之后，交通水平也低。到达通行能力之后，交通量不可能再增加，而运行量不可能再增加，而运行质量愈低，交通量也愈低；交通密度仍量愈低，交通量也愈低；交通密度仍继续愈大，愈大，直至直至车速及交通量均下降至零速及交通量均下降至零为止。止。5.1 概 述 10n 二、道路服务水平二、道路服务水平5.1 概 述 11n 二、道路服务水平二、道路服务水平（Level-of-Service）美国将服美国将服务水平分水平分为A至至F六六级，其中，其中A级服服务水平代表最佳运行条水平代表最佳运行条件，而件，而F级服服务水平水平则是最差的。各是最差的。各级服服务水平的一般描述水平的一般描述为：服服务水平水平A：交通量很小，交通：交通量很小，交通为自由流。自由流。服服务水平水平B：交通量：交通量较前增加，交通在前增加，交通在稳定流范定流范围内的内的较好部分。好部分。服服务水平水平C：交通量大于服：交通量大于服务水平水平B，交通在，交通在稳定流范定流范围内的中内的中间部分。部分。服服务水平水平D：交通量又增大，交通在：交通量又增大，交通在稳定流范定流范围内的内的较差部分。差部分。服服务水平水平E：此服：此服务水平的交通通常水平的交通通常处于不于不稳定流范定流范围。服服务水平水平F：交通：交通处于于强制流或制流或间断阻塞流状断阻塞流状态。以上六以上六级服服务水平的描述主要水平的描述主要应用于用于连续交通流交通流。我国我国道路服道路服务水平水平现分分为四四级，一一级相当于美国的相当于美国的A、B级，二、三二、三级分分别相当于美国的相当于美国的C级及及D级，四四级相当于美国的相当于美国的E、F两两级。5.1 概 述 12n 二、道路服务水平二、道路服务水平（Level-of-Service）5.1 概 述 13n 5.1 概 述一级服务水平下交通流状况一级服务水平下交通流状况（连续流）（连续流）二级服务水平下交通流状况二级服务水平下交通流状况（连续流）（连续流）145.1 概 述三级服务水平下交通流状况三级服务水平下交通流状况（连续流）（连续流）四级服务水平上半部分交通流状况四级服务水平上半部分交通流状况（连续流）（连续流）155.1 概 述四级服务水平下半部分交通流状况四级服务水平下半部分交通流状况（阻塞流）（阻塞流）16n 二、道路服务水平二、道路服务水平（Level-of-Service）u3、最大服、最大服务交通量交通量：指各：指各级（即一、二、三、四（即一、二、三、四级上半段）服上半段）服务水平最水平最差差时的服的服务交通量。交通量。该服服务交通量在交通量在该级服服务水平中是最大的。水平中是最大的。u4、公路、公路设计采用的服采用的服务水平等水平等级 高速公路基本段，匝道高速公路基本段，匝道主主线连接接处，交，交织区均采用二区均采用二级服服务水平。但水平。但在不得已的情况下，匝道在不得已的情况下，匝道主主线连接接处和交和交织区可降低要求采用三区可降低要求采用三级。不控制不控制进入的汽入的汽车多多车道公路段在平原微丘地区采用二道公路段在平原微丘地区采用二级，在重丘山岭，在重丘山岭地形及在近郊采用三地形及在近郊采用三级。不控制不控制进入的汽入的汽车双双车道公路段采用三道公路段采用三级，混合交通双，混合交通双车道路段采用三道路段采用三级。n三、道路通行能力和服务水平的作用三、道路通行能力和服务水平的作用u1、用于道路、用于道路设计u2、用于道路、用于道路规划划u3、用于道路交通管理、用于道路交通管理5.1 概 述 17n 二、道路服务水平二、道路服务水平（Level-of-Service）n三、道路通行能力和服务水平的作用三、道路通行能力和服务水平的作用5.1 概 述通过道路通行能力和设计交通量的具体分析，可以正确地通过道路通行能力和设计交通量的具体分析，可以正确地确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素;通过对现有道路通行能力的观测、分析、评定，并与现有通过对现有道路通行能力的观测、分析、评定，并与现有交通量对比，可以确定现有道路系统或某一路段所存在的问交通量对比，可以确定现有道路系统或某一路段所存在的问题，针对问题提出改进的方案或措施，作为老路或旧街改建题，针对问题提出改进的方案或措施，作为老路或旧街改建的主要依据的主要依据;道路通行能力可以作为铁路、公路、水运、空运等各种方道路通行能力可以作为铁路、公路、水运、空运等各种方式的方案比选与采用的依据式的方案比选与采用的依据 18n 第第一一节小结节小结u1、道路通行能力、道路通行能力1）定）定义2）类型和作用型和作用u2、道路服、道路服务水平水平1）定）定义2）服）服务水平的分水平的分级5.1 概 述 19n 一、一、引言引言u1、高速公路的定、高速公路的定义及其及其组成成：高速公路的定高速公路的定义高速公路是指有中央分隔高速公路是指有中央分隔带，上下行每个方向至少有两，上下行每个方向至少有两车道，全部立体道，全部立体交叉，完全控制出入的公路。交叉，完全控制出入的公路。高速公路是高速公路是彻底的底的连续性交通流性交通流设施。即在正常情况下，高速公路上的施。即在正常情况下，高速公路上的车辆可以不停可以不停顿地地连续行行驶。高速公路的高速公路的组成成 高速公路基本路段高速公路基本路段(Basic Freeway Sections)；交交织区区(Weaving Areas)；匝道匝道(Ramp)，其中包括匝道，其中包括匝道主主线连接接处及匝道及匝道横交公路横交公路连接接处。5.2 高速公路基本路段通行能力 20n 一、一、引言引言u2、高速公路基本路段的定、高速公路基本路段的定义：高速公路基本路段是指主高速公路基本路段是指主线上不受匝上不受匝道附近道附近车辆汇合、分离以及交合、分离以及交织运行运行影响的路段部分。影响的路段部分。具体具体讲，在，在汇合合处上游上游150m至下游至下游760m以外主以外主线路段，在分离路段，在分离处上游上游760 m 至下游至下游150 m以外主以外主线路段。路段。如如图53。高速公路基本路段的理想条件高速公路基本路段的理想条件：3.75 m 车道道宽度度 4.50 m；侧向向净宽 1.75 m；车流中全部流中全部为小客小客车(passenger cars)；驾驶员均均为经常行常行驶高速公路且高速公路且技技术熟熟练遵守交通法遵守交通法规者。者。5.2 高速公路基本路段通行能力 21n 二、高速公路基本路段服务水平二、高速公路基本路段服务水平u高速公路基本路段服高速公路基本路段服务水平分水平分级是根据交通密度大小将服是根据交通密度大小将服务水平分成四水平分成四级，见表表51。5.2 高速公路基本路段通行能力 22n 三、高速公路基本路段通行能力三、高速公路基本路段通行能力u1、最大服、最大服务交通量交通量u2、单向向车行道的行道的设计通行能力通行能力5.2 高速公路基本路段通行能力 23n 四、影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法四、影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法u1、车道道宽度和度和侧向向宽度的修正系数度的修正系数fW5.2 高速公路基本路段通行能力 24n 四、影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法四、影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法u2、大型、大型车的修正系数的修正系数fHVu3、驾驶员条件的修正系数条件的修正系数fP根据根据驾驶员的技的技术熟熟练程度和遵守交通法程度和遵守交通法规的程度，的程度，fP的取的取值范范围为1.0 0.9。5.2 高速公路基本路段通行能力 25n 五、特定纵坡路段五、特定纵坡路段u1、概述、概述凡在凡在单一坡路段的坡度一坡路段的坡度坡坡长，以及几个上（或下）坡段的，以及几个上（或下）坡段的组合坡段的等效合坡段的等效坡度坡度坡坡长值符合表符合表54 及表及表55 中的一中的一项时，称，称为特定特定纵坡路段坡路段。在特定在特定纵坡上坡路段，一般大型坡上坡路段，一般大型车的的车辆换算系数算系数较大，即大，即单向向车行道上的行道上的当量小客当量小客车交通量亦随之增大。交通量亦随之增大。u2、特定、特定纵坡段的上坡段大型坡段的上坡段大型车换算系数算系数EHV见表表54及表及表55。u3、特定、特定纵坡段的下坡段坡段的下坡段EHV的确定的确定5.2 高速公路基本路段通行能力 26n 五、特定纵坡路段五、特定纵坡路段u1、概述、概述5.2 高速公路基本路段通行能力 27n 五、特定纵坡路段五、特定纵坡路段u1、概述、概述5.2 高速公路基本路段通行能力 28n 六、高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算六、高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算u例例51 有一四有一四车道高速公路，道高速公路，设计速度速度为100km/h，单向高峰小向高峰小时交通交通量量VP=1800veh/h，大型，大型车占占40%，车道道宽3.50m，紧挨行挨行车道两道两边均有均有障碍物，重丘地形。分析其服障碍物，重丘地形。分析其服务水平，水平，问其达到可能通行能力之前其达到可能通行能力之前还可可增加多少交通量。增加多少交通量。实地地观测的平均速度的平均速度为56km/h。5.2 高速公路基本路段通行能力 29n 六、高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算六、高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算u例例51 有一四有一四车道高速公路，道高速公路，设计速度速度为100km/h，单向高峰小向高峰小时交通交通量量VP=1800veh/h，大型，大型车占占40%，车道道宽3.50m，紧挨行挨行车道两道两边均有均有障碍物，重丘地形。分析其服障碍物，重丘地形。分析其服务水平，水平，问其达到可能通行能力之前其达到可能通行能力之前还可可增加多少交通量。增加多少交通量。实地地观测的平均速度的平均速度为56km/h。5.2 高速公路基本路段通行能力 30n 第二节小结第二节小结u1、高速公路基本路段的概念、高速公路基本路段的概念1）定）定义2）服）服务水平水平3）通行能力的影响因素及修正方法）通行能力的影响因素及修正方法u2、高速公路基本路段通行能力分析、高速公路基本路段通行能力分析计算算5.2 高速公路基本路段通行能力 31n 一、一、概述概述u1、交、交织运行的定运行的定义及分及分类：交交织运行的定运行的定义交交织运行是指两个或更多交通流沿公路相当运行是指两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的路段运行的总方向相同且方向相同且在没有交通控制在没有交通控制设施的情况下，相交而施的情况下，相交而过的运行。的运行。交交织运行的分运行的分类 简单交交织区区(Simple Weaving Areas):由一由一单个个汇合点接着有一合点接着有一单个个分离点形成。分离点形成。多重交多重交织区区(Multiple Weaving Areas):由一个由一个汇合点接着有两个分合点接着有两个分离点，或由两个离点，或由两个汇合点接着有一个分离点形成。合点接着有一个分离点形成。u2、交、交织区区长度度(Length of Weaving Area)交交织区区长度如度如图54所示。即从所示。即从车道道1右右边缘至入口至入口车道左道左边缘的距离的距离为0.6m的那一点，至分离三角区的那一点，至分离三角区车道道1右右边缘至出口至出口车道左道左边缘距离距离为3.7m的的点之点之间的距离。的距离。5.3 高速公路交织区段通行能力 32n 一、一、概述概述u3、简单交交织区构造型式区构造型式交交织区构造形式由交区构造形式由交织车辆在通在通过交交织区段区段时所必所必须进行的行的最少最少车道道变换数数来区分。来区分。图55、图56及及图57分分别为构造形式构造形式A、B、C一般示意一般示意图。5.3 高速公路交织区段通行能力 33n 一、一、概述概述u3、简单交交织区构造型式区构造型式5.3 高速公路交织区段通行能力 34n 一、一、概述概述u3、简单交交织区构造型式区构造型式5.3 高速公路交织区段通行能力 35n 一、一、概述概述u3、简单交交织区构造型式区构造型式5.3 高速公路交织区段通行能力 36n 一、一、概述概述u4、交、交织宽度和交度和交织运行形式运行形式交交织宽度度由交由交织区段的区段的车道数来量度。一般交道数来量度。一般交织车辆比非交比非交织车辆需要占用需要占用车行行道中更多的空道中更多的空间。车辆交交织时的的车道道变换数决定于交数决定于交织构造型式。构造型式。交交织运行形式运行形式 约束运行束运行(Constrained Operation)：交：交织车辆只利用可供使用的只利用可供使用的车道中比所期望使用的道中比所期望使用的为少的一部分的运行。少的一部分的运行。非非约束运行束运行(Unconstrained Operation):：当交：当交织构造不限制交构造不限制交织车辆去利用所期望使用的那部分去利用所期望使用的那部分时的运行。的运行。5.3 高速公路交织区段通行能力 37n 一、一、概述概述5.3 高速公路交织区段通行能力表表56 影响交织区段交织运行的参数表影响交织区段交织运行的参数表 38n 二、交织运行形式的确定二、交织运行形式的确定5.3 高速公路交织区段通行能力 39n 二、交织运行形式的确定二、交织运行形式的确定5.3 高速公路交织区段通行能力 40n 二、交织运行形式的确定二、交织运行形式的确定u2、交、交织运行的确定运行的确定：三种型式的特点三种型式的特点 型式型式A路段路段：能被交：能被交织车辆使用的最大使用的最大车道数是最受限制的。一般交道数是最受限制的。一般交织车辆将它将它们限制在限制在邻接路拱接路拱线两两车道之中来道之中来进行交行交织运行，交运行，交织车辆一般最多用到一般最多用到1.4车道。道。型式型式B路段路段：对交交织车辆使用使用车道方面没有大的道方面没有大的约束。交束。交织车辆使用使用“惯行行”交交织车道以及道以及紧挨其的两个挨其的两个车道，故交道，故交织车辆可以占据多至可以占据多至3.5车道。当交道。当交织交通量占交通量占总交通量的大部分交通量的大部分时，这种型式最种型式最为有效。有效。型式型式C路段路段：有一：有一“惯行行”的交的交织车道。由于有一交道。由于有一交织流需要两条或两流需要两条或两条以上的条以上的车道道变换，因此交，因此交织车辆能用的能用的车道数不大于道数不大于3.0。有一例外。有一例外就是双就是双侧构造，可使用全部构造，可使用全部车道而不受限制。道而不受限制。当路段当路段长度增加度增加时，型式，型式A路段更易路段更易发生生约束运行，型式束运行，型式B和型式和型式C 路段与此相反。路段与此相反。5.3 高速公路交织区段通行能力 41n 5.3 高速公路交织区段通行能力 42n 三、交织区段运行参数三、交织区段运行参数5.3 高速公路交织区段通行能力交织区段运行参数的限制值交织区段运行参数的限制值 43n 四、交织区段服务水平四、交织区段服务水平u交交织区衡量服区衡量服务水平及划分服水平及划分服务水平水平级别的关的关键性参数是交性参数是交织车辆的平的平均行均行驶速度和非交速度和非交织车辆的行的行驶速度。其服速度。其服务水平水平标准准见表表510。u通常通常设计时采用二采用二级服服务水平。当需要采取改水平。当需要采取改进措施而不得已措施而不得已时可降低可降低一一级采用三采用三级服服务水平。水平。5.3 高速公路交织区段通行能力 44n 五、交织区段设计通行能力五、交织区段设计通行能力5.3 高速公路交织区段通行能力 45n 五、交织区段设计通行能力五、交织区段设计通行能力5.3 高速公路交织区段通行能力 46n 五、交织区段设计通行能力五、交织区段设计通行能力5.3 高速公路交织区段通行能力 47n 五、交织区段设计通行能力五、交织区段设计通行能力5.3 高速公路交织区段通行能力 485.3 高速公路交织区段通行能力 第第三三节小小结1、交、交织区基本概念区基本概念1）定）定义和分和分类2）构造型式）构造型式2、交、交织区运行分析区运行分析1）形式的确定）形式的确定2）服）服务水平水平3）设计通行能力通行能力 49n 一、一、概述概述u1、高速公路互通立体交叉匝道的、高速公路互通立体交叉匝道的组成成 匝道与高速公路匝道与高速公路连接接处(The ramp-freeway junction)(匝道与主匝道与主线连接接处)；匝道匝道车行道行道(The ramp roadway)；匝道与横交公路匝道与横交公路连接接处(The ramp-street junction)。u2、设计要求及运行特征要求及运行特征 设计要求要求 要将匝道与高速公路要将匝道与高速公路连接接处设计成成为车辆能以高速能以高速汇入或分离，并入或分离，并对相相邻接的高速公路接的高速公路过境交通流的干境交通流的干扰降至最小程度的几何构造。降至最小程度的几何构造。对于匝道与高速公路于匝道与高速公路连接接处的的设计要要强调交通安全。交通安全。对 匝道的所有部分即匝道与高速公路匝道的所有部分即匝道与高速公路连接接处、匝道、匝道车行道及匝道与行道及匝道与横交公路横交公路连接接处的的设计都要达到所要求的服都要达到所要求的服务水平或水平或设计通行能力。通行能力。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 50n 一、一、概述概述运行特征运行特征在在汇入区中，从入区中，从驶入匝道来的入匝道来的车辆试着去找到着去找到邻接的主接的主线车道上交通流道上交通流中可用的空隙以便中可用的空隙以便汇入，入，汇入的入的车流与流与过境境车流之流之间有相互影响。在有相互影响。在驶出匝道上，基本是出匝道上，基本是车辆从从过境交通中分离出来的境交通中分离出来的车辆必必须先到与匝道相先到与匝道相邻的的车道道1上来。上来。u3、孤立匝道和非孤立匝道、孤立匝道和非孤立匝道 孤立匝道孤立匝道当匝道与相当匝道与相邻匝道的匝道的间距大于距大于对匝道交通匝道交通产生影响的生影响的间距距时，此匝道就，此匝道就称称为孤立匝道。孤立匝道。对孤立匝道孤立匝道单独独进行通行能力和服行通行能力和服务水平的分析水平的分析计算。算。非孤立匝道非孤立匝道当匝道与相当匝道与相邻匝道之匝道之间的的间距小至足以影响其交通运行者距小至足以影响其交通运行者时的匝道就称的匝道就称为非孤立匝道。非孤立匝道。对非孤立匝道非孤立匝道进行通行能力和服行通行能力和服务水平的分析水平的分析计算算时要要考考虑到其他匝道的影响。具体到其他匝道的影响。具体间距距值见图5-10至至图5-14中有关的中有关的“使用使用条件条件”。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 51n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u1、导言言在匝道的三部分在匝道的三部分组成中，由于匝道与主成中，由于匝道与主线连接接处对主主线过境交通及境交通及总的运行的运行影响最大，因此本影响最大，因此本节的重点在于的重点在于对匝道与主匝道与主线连接接处的分析的分析计算。一般分析算。一般分析计算所得到的是服算所得到的是服务水平，所以称水平，所以称为运行分析。运行分析。车辆汇入和分离入和分离发生在匝道生在匝道邻接的接的车道道1上，上，车道道1上的交通量和其特性就成上的交通量和其特性就成为分析分析计算中主要关心的因素。一般算中主要关心的因素。一般车道道1的交通量根据下列因素而的交通量根据下列因素而变化：化：匝道交通量匝道交通量Vr；匝道上游高速公路匝道上游高速公路单向交通量向交通量Vf；与相与相邻上游和下游匝道的距离上游和下游匝道的距离Du，Dd；相相邻上游和下游匝道的交通量上游和下游匝道的交通量Vu，Vd；匝道型式（即匝道型式（即驶入匝道入匝道还是是驶出匝道，在出匝道，在连接接处的匝道的匝道车道数等）。道数等）。在决定在决定车道道1交通量交通量时，相，相邻匝道的位置及交通量是重要因素，因匝道的位置及交通量是重要因素，因为它它们很很大程度上影响着主大程度上影响着主线交通量的交通量的车道分布。道分布。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 52n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u2、在匝道与主、在匝道与主线连接接处需要分析需要分析计算的三个关算的三个关键交通量交通量 汇合交通量合交通量Vm：用于用于驶入匝道入匝道,它是相互它是相互汇合的合的车流交通量之和流交通量之和(veh/h);分离交通量分离交通量Vd：用于用于驶出匝道出匝道,它是即将它是即将进行分岔的交通流的交通量行分岔的交通流的交通量(veh/h);主主线交通量交通量Vf：用于任何用于任何汇合或分离点合或分离点,它是匝道与主它是匝道与主线连接接处最大的主最大的主线交通交通量，即量，即驶入匝道下游或入匝道下游或驶出匝道上游主出匝道上游主线单向行向行车道的交通量道的交通量(veh/h)。以上三个交通量是匝道与主以上三个交通量是匝道与主线连接接处的三个的三个检验点交通量，点交通量，见图59。u3、服、服务水平水平标准（准（Level-of-Service Criteria）Vm、Vd、Vf三个三个检验点交通量的服点交通量的服务水平水平标准准见表表511。一一级服服务水平：相当于美国水平：相当于美国道路通行能力手册道路通行能力手册（Highway Capacity Manual,HCM）的服）的服务水平水平A和和B。二二级服服务水平：相当于水平：相当于HCM中的服中的服务水平水平C。三三级服服务水平：相当于水平：相当于HCM中的服中的服务水平水平D。四四级服服务水平：相当于水平：相当于HCM中的服中的服务水平水平E和和F。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 53n 5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 54n 5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 55n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算u5、汇合交通量合交通量Vm 和分离交通量和分离交通量Vd的的计算式算式5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 56n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 57n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 58n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 59n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 60n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 61n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 62n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u4、车道道1交通量交通量V1 的的计算算5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 63n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u5、汇合交通量合交通量Vm 和分离交通量和分离交通量Vd的的计算式算式5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 64n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u6、车道道1中大型中大型车交通量交通量大型大型车在在车道道1中的交通量占中的交通量占单向行向行车道上大型道上大型车总交通量的百分比交通量的百分比与主与主线单向交通量的关系曲向交通量的关系曲线见图5 15。该曲曲线图是据美国加利福是据美国加利福尼尼亚的的资料作成，我国一般大型料作成，我国一般大型车在在总交通量中的百分比比美国的交通量中的百分比比美国的要大，所以此要大，所以此图只作参考。只作参考。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 65n 二、匝道与主线连接处的运行分析二、匝道与主线连接处的运行分析u7、检验点的服点的服务水平水平计算及服算及服务水平水平级别的采用的采用应用用车辆换算系数（表算系数（表53），将三个），将三个检验点交通量均点交通量均换算成当量算成当量小客小客车交通量（交通量（pcu/h），再与），再与检验点交通量服点交通量服务水平水平标准表准表511中中的有关数据的有关数据进行比行比较即可得到三个即可得到三个检验点点Vm、Vd及及Vf的服的服务水平。水平。检验点一般与主点一般与主线基本路段一基本路段一样采用二采用二级服服务水平。水平。n三、匝道与主线连接处服务水平三、匝道与主线连接处服务水平 匝道与主匝道与主线连接接处服服务水平分析水平分析计算步算步骤：建立匝道几何构造及交通量建立匝道几何构造及交通量几何构造的建立（包括匝道的型式和位置）是几何构造的建立（包括匝道的型式和位置）是计算交通量的基算交通量的基础。交通量是指匝。交通量是指匝道上及匝道附近的交通量。道上及匝道附近的交通量。计算算车道道1交通量交通量车道道1交通量可用相交通量可用相应计算算图式的式的计算式算式计算或用近似法估算。算或用近似法估算。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 66n 三、匝道与主线连接处服务水平三、匝道与主线连接处服务水平 交通量换算交通量换算将所有交通量将所有交通量(veh/h)换算成当量小客车交通量换算成当量小客车交通量(pcu/h)，并在车道，并在车道1交通交通量换算成当量小客车交通量之前，确定车道量换算成当量小客车交通量之前，确定车道1中的大型车百分比。中的大型车百分比。计算检验点交通量计算检验点交通量Vm、Vd及及Vf确定各检验点的服务水平确定各检验点的服务水平将检验点交通量将检验点交通量Vm、Vd及及Vf 分别与服务水平标准表中相应的数字相比分别与服务水平标准表中相应的数字相比较得到三个检验点处的服务水平等级。较得到三个检验点处的服务水平等级。在许多情况下，汇合交通流、分离交通流和主线单向交通流在运行质量在许多情况下，汇合交通流、分离交通流和主线单向交通流在运行质量上是不平衡的，即三个检验点没有相同的服务水平。在这种情况下，三上是不平衡的，即三个检验点没有相同的服务水平。在这种情况下，三者中服务水平最差者是控制因素。者中服务水平最差者是控制因素。5.4 高速公路互通立体交叉匝道通行能力 67n 四、匝道与主线连接处匝道设计通行能力四、匝道与主线连接处匝道设计通行能力u一般是将几何构造初步设计出来后，只作匝道与主线连接处三个检验点的服务水一般是将几何构造初步设计出来后，只作匝道与主线连接处三个检验点的服务水平分析计算，而不再进行匝道与主线连接处匝道设计通行能力的分析计算。平分析计算，而不再进行匝道与主线连接处匝道设计通行能力的分析计算