道路通行能力交通工程学导论.pptx
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1、2023/3/301二、道路通行能力与服务水平 通行能力反应道路服务数量与能力的指标。服务水平反应道路服务质量与满意度的指标。l通行能力基本概念:道路通行能力是指道路上某一点某一车道或某一断面处,单位时间内可能通过的最大交通实体(车辆或行人)数,亦称道路通行能量,用辆/h或用辆/昼夜或辆/秒表示,车辆多指小汽车,当有其它车辆混入时,均采用等效通行能力的当量标准车辆(小汽车)为单位(pcu)。第1页/共91页2023/3/302二、道路通行能力与服务水平道路通行能力分类:基本通行能力:是指在理想的道路、交通、控制及环境条件下,道路的一组成部分的一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀路段上或
2、一端面上,不论服务水平如何,1h所能通过的车辆的最大车辆数。第2页/共91页2023/3/303二、道路通行能力与服务水平实际通行能力:是指在实际的道路、交通、控制及环境条件下,道路的一组成部分的一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀路段上或一端面上,不论服务水平如何,1h所能通过的车辆的最大车辆数。第3页/共91页2023/3/304二、道路通行能力与服务水平设计通行能力:是指在预测的道路、交通、控制及环境条件下,一设计中的道路的一组成部分的一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀路段上或一端面上,在所选用的设计服务水平下,1h所能通过的车辆的最大车辆数。第4页/共91页2023/
3、3/305二、道路通行能力与服务水平影响通行能力的因素:道路条件:是指街道或公路的几何条件,包括交通设施的种类、性质及其形成的环境,每个方向车道数、车道和路肩宽度、侧向净空以及平面纵面线形等。交通条件:是指使用车道路的交通流特性设计速度、客车、货车、大车、小车、长途短途等交通组成和分布,车道中交通流量,流向及方向分布等。第5页/共91页2023/3/306管制条件:是指道路管制设施装备的类型、管理体制的层次,交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件,其它还有停车让路标志、车道使用限制,转弯禁限等措施。其它条件:有气候、温度、地形、风力、心理等因素。但其中直接影响通行能力数值的主
4、要因素有:车行道宽度及侧向净空,车行道数量、交通组成、驾驶员特性、道路纵坡、横向干扰与视距等。第6页/共91页2023/3/307二、道路通行能力与服务水平道路通行能力的作用: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;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;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;第7页/共91页2023/3/308二、道路通行能力与服务水平道路通行能力的分
5、类较长路段畅通无阻的连续行驶车流的通行能力,一般称为路段通行能力,它是所有道路交通系统都必须考虑的;在有横向干扰条件下,时通时断、不连续车流的通行能力,如具有平面信号交叉口的城市道路的通行能力;在合流、分流或交叉运行状态下的通行能力,如各类匝道收费口及其附近连接段的通行能力;交织运行状态下的通行能力,如立体交叉的各类匝道、常规环道上车流的通行能力。第8页/共91页2023/3/309二、道路通行能力与服务水平服务水平概念:服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。如可以提供的行车速度、舒适、方便、驾驶员的视野,以及经济安全等方面所能得到的实际
6、效果与服务程度。第9页/共91页2023/3/3010二、道路通行能力与服务水平服务水平的划分标准:行车速度和运行时间;车辆行驶时的自由程度(通畅性);交通受阻或受干扰的程度,以及行车延误和每公里停车次数等;行车的安全性(事故率和经济损失等);行车的舒适性和乘客满意的程度;最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;经济性(行驶费用)。第10页/共91页2023/3/3011道路服务水平分级 我国分为四个等级:一、二、三、四级美国定为6个等级:A、B、C、D、E、F 二二、道路通行能力与服务水平第11页/共91页2023/3/3012第二节 路段通行能力第12页/共91页2023/3/3013
7、一、基本通行能力 概念:基本通行能力或称理想通行能力是指道路与交通处于理想情况下,每一条车道(或每一条道路)在单位时间内能够通过的最大交通量。u 理想条件:理想的道路条件:主要是车道宽度应不小于3.65m(我国公路则定为3.75m),路旁的侧向余宽不小于1.75m,纵坡平缓,并有开阔的视野、良好的平面线形和路面状况。理想的交通条件:主要是车辆组成为单一的标准型汽车,在一条车道上以相同的速度连续不断地行驶,各车辆之间保持与车速相适应的最小车头间隔,且无任何方向上的干扰。第13页/共91页2023/3/3014二、实际通行能力概念 实际通行能力指的是在实际的道路和交通条件下,单位时间内通过道路上某
8、一点的最大可能交通量。计算实际通行能力是以基本通行能力为基础,考虑到实际的地形、道路和交通状况,确定其修正系数,再以此修正系数乘以前述的基本通行能力,即得实际道路、交通在一定环境条件下的通行能力。第14页/共91页2023/3/3015二、实际通行能力影响通行能力的修正系数道路条件修正车道宽度修正系数fw侧向净空受限修正系数fcw 纵坡度修正系数fHV视距不足修正系数S1 沿途条件修正系数S2 第15页/共91页2023/3/3016二、实际通行能力交通条件修正 交通条件的修正主要是指车辆的组成,特别是混合交通情况下,车辆类型众多,大小不一,占用道路面积不同,性能不同,速度不同,相互干扰大,严
9、重影响了道路的通行能力,因而需将不同类型的车辆换算成同一车型,即涉及到车辆换算系数。第16页/共91页2023/3/3017三、规划(设计)通行能力概念:设计通行能力或称规划通行能力,是指道路根据使用要求的不同,按不同服务水平条件下所具有的通行能力,也就是要求道路所承担的服务交通量,通常作为道路规划和设计的依据。计算:只要确定道路的实际通行能力(Co),再乘以预先给定服务水平的服务交通量与通行能力之比(v/c),就得到规划(设计)通行能力,即:C规划(设计)=Co v/c第17页/共91页2023/3/3018第三节 交叉口通行能力 第18页/共91页2023/3/3019一、概述l定义 两条
10、或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉,在平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是交叉口的通行能力。分类:无控制交叉口 环行交叉口 信号控制交叉口第19页/共91页2023/3/3020二、无信号控制的交叉口通行能力 不设信号管制的交叉口大致可分为两类,一是暂时停车方式,一是环行方式。而暂时停车方式的交叉口又可分为四路停车和两路停车两种。四路停车用于同等重要的道路相交的路口,不分优先与非优先(即主干道与次干道),所有车辆至交叉口均需停车而后通过。两路停车通常用于主干道(优先方向)与次干道相交(非优先方向),主干道可优先通过,次干
11、道上车辆一律停车等待,等待优先通行方向交通流的间隙通过或转弯。第20页/共91页2023/3/3021二、无信号控制的交叉口通行能力十字形无信号控制交叉口通行能力计算方法:根据可插间隙理论,直接计算优先方向交通流中的可插间隙(车头时间间隔),即非优先方向交通可以横穿或插入的间隙数,作为非优先方向可以通过的最大交通量。计算原理:将主干道(优先方向)上的车流视为连续行驶的交通流,并假定车辆到达的概率分布符合泊松分布,则车辆之间出现的时间间隔分布为负指数分布,但不是所有间隔均可供次干道车辆通过或插入,只有当此间隙大于临界间隙(即50的驾驶员可以接受)时才有可能。第21页/共91页2023/3/302
12、2二、无信号控制的交叉口通行能力十字形交叉口通行能力计算方法:当出现可插间隙时间时,次要方向的车流可以相继通过的随车时距为,推导出下列计算公式:式中:Q非非优先通行次干道上可以通过的交通量(辆/h);Q优主干道优先通行的双向交通量(辆/h);=Q优/3600(辆/s);临界间隙时间(s)(68s或57s);次干道上车辆间的最小车头时距(3s或5s)。第22页/共91页2023/3/3023二、无信号控制的交叉口通行能力例:一无信号控制交叉口,主要道路双向流量为1200辆/h,车辆到达符合泊松分布,车流允许次要道路穿越或左右转弯并线的车头时距为6s,如次要道路采用让路控制,平均车头时距为3s,求
13、次干道上可以通过的交通量。解:Q优=1200辆/h,=1200/3600=0.333辆/s,=6s,=3s第23页/共91页2023/3/3024三、环行交叉口的通行能力概述:环行交叉口是指在几条道路相交的交叉口中央,设置圆岛或带圆弧形状的岛,使进入交叉口的所有车辆均以同一方向绕岛行驶,其运行过程一般为先在不同方向汇合(合流),接着于同一车道先后通过,最后分向驶出,可以避免直接交叉、冲突和大角度碰撞,其实质为自行调节的渠化交通形式。优点:车辆可以连续行驶,安全,无需管理设施,平均延误时间短,很少刹车、停车,节约用油,减少噪声、污染。缺点:占地面积大,绕行距离长。分类:常规环交、小型环交、微型环
14、交。第24页/共91页2023/3/3025三、环行交叉口的通行能力常规环 形交叉 口通行 能力计 算方法第25页/共91页2023/3/3026三、环行交叉口的通行能力 沃尔卓普公式 式中:QM交织段上最大通行能力(辆/h);l交织段长度(m);W交织段宽度(m);e环交入口引道平均宽度:e=(e1+e2)/2(m);P交织段内交织车辆与全部车辆之比(%)。第26页/共91页2023/3/3027三、环行交叉口的通行能力根据经验检验,一般设计通行能力应为沃尔卓普公式计算最大值的80%,因此沃尔卓普公式应修改为:计算时,应将车型换算成小汽车,换算系数为:小汽车为1,中型车尾1.5,大型车为3.
15、0,特大型车为3.5。第27页/共91页2023/3/3028三、环行交叉口的通行能力英国环境部暂行公式 该公式适用于采取位于环形交叉口上的车辆优先通行的常规环交,其具体形式如下:Q交织段通行能力,其中载货车占全部车辆数的15,如重车超过15时要进行修正,用于设计目的应采用Q值的85第28页/共91页2023/3/3029三、环行交叉口的通行能力 小型环交通行能力计算 所谓小型环交系指中心岛直径小于25m,环道较宽,而出入口均形成喇叭形,车流运行已不存在交织形式,各入口车流可按同意方向相互插穿运行,各类车辆运行时可较好地相互调剂,整个环交的流量变化要比个别路口的车流量变化为小。在所有引道入口均
16、呈饱和状态情况下进行多次试验,得出了整个环交通行能力的简化公式。第29页/共91页2023/3/3030三、环行交叉口的通行能力 英国运输与道路研究所公式 Q进入环交的实用的总通行能力(pcu/h)W所有引道基本宽度的总和(m);A 引道拓宽所增加的面积(m2),A=a;K1 系数:3路交叉K1=80(70)(pcu/h/m);4路交叉K1=60(50)(pcu/h/m);5路交叉K1=55(45)(pcu/h/m)。第30页/共91页2023/3/3031三、环行交叉口的通行能力 设计通行能力Qp应采用上述公式计算Q的80,计算图式如下图 第31页/共91页2023/3/3032三、环行交叉
17、口的通行能力 纽卡塞公式 纽卡塞根据英国运输研究所的公式作进一步简化,将A、W两参数均归纳为内接圆直径D,然后根据道路条数取用K2来进行调整,即 Q K2D Q实用总通行能力(pcu/h);D内接圆直径(m),如交叉口为椭圆型中心岛,则取长轴与短轴的平均值;K2 系数:三路交叉口K2150(pcu/h),四路交叉口K2140(pcu/h)。第32页/共91页2023/3/3033四、信号交叉口的通行能力 l概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成的,用以指挥车辆的通行、停止和左右转弯,随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方向转移给另一个方向,根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长短,可以计
18、算出交叉口的通行能力。第33页/共91页2023/3/3034四、信号交叉口的通行能力l信号交叉口的运行特征:交叉口是两条或两条以上道路相交的区域,车辆由此通过,并转换方向,其运行路线必须相互交织或交叉,由色灯信号控制指挥车辆前进、停止或转向,这就不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、转向,同时还由于红灯周期性地定时出现,所以必然要导致停车等候和时间损失。在交叉口范围内各种车辆混合行驶,转弯时相互穿插,当自行车高峰时,机动车差不多处于非机动车的包围之中,要实现方向转换是困难的。第34页/共91页2023/3/3035四、信号交叉口的通行能力信号灯交叉口通行能力计算模式 一条专用直行车道的通
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