道路工程-道路交通特征课件

1、道路工程Road Engineering中南大学土木工程学院道路工程系道路工程中南大学土木工程学院道路工程系第二章道路交通特性1道路交通的基本特性2道路车辆类型3道路设计的基本依据本章主要内容道路交通基本特性人的特性及其影响人是交通系统中的最活跃的因素； 人是交通需求之源； 人是影响交通安全之关键； 人是改善交通系统之主； 道路交通系统应以人为本车辆类型车辆的属性车辆的性能和运行特性车辆污染 噪音污染废气污染腐蚀性液体污染道路车辆的特性机动车非机动车尺寸质量性能道路等级道路功能与需求地形条件道路工程及其设施的规划与设计要考虑并满足这些设施的使用对象载运工具运行特性的要求。行驶在道路上的车辆种类

2、很多，有机动车和非机动车。摩托车、小汽车、公共汽车、载重汽车、拖挂车和大型集装箱车等。电动车、自行车、三轮车、板车、兽力车等。车辆的类型行驶在道路上的不同车辆对道路规划、设计以及附属设施都提出了不同的要求。车辆的类型： 客车和货车客车货车 包括卡车（轻型、中型、重型）、组合式货车（各种拖挂式货车） 包括轿车、面包车、公共汽车（小型、中型、铰接式）车辆的类型车辆的属性在确定交通工程的某些任务中起着重要作用。属性参数包括：尺寸参数、质量（重量）参数和性能参数。车辆的尺寸由车辆的总长度、宽度和高度组成，它会影响到道路的线形（转弯半径）、车道的宽度、交通结构物的净空、停车场等交通设施的设计。道路设计的

3、各种因素，如路幅组成、纵坡、视线、弯道加宽、交叉口设计等都与车辆的外部尺寸密切相关。影响道路几何设计和结构设计的其他尺寸参数还有：前悬距离、后悬距离、轴距、双轴中心距、三轴中心距、轮中心距等。 车辆的属性和性能车辆的重量影响到对道路和桥梁的结构承受荷载能力的要求。车辆的重量特性主要由车的总重、轴重、轴型和轮型来表征。车辆的总重或轴重越大，对道路和桥梁结构承载能力的要求就越高，同时，在使用过程中对道路和桥梁的损坏程度也越严重，因而，所道路工程的造价、运营和管理费用就越高。为了兼顾道路建设和运营部门级道路使用者各方的利益，对道路上行驶车辆的总重和轴重的最高值都进行了定量限制。 车辆的属性和性能公路

4、设计车辆外轮廓尺寸公路设计车辆注：前悬：指车体前面至前轮车轴中心的距离； 轴距：指前轮车轴中心至后轮车轴中心的距离； 后悬：指后车轴中心至车体后面的距离。 鞍式列车适用于大型集装箱运输，其作为有大型集装箱车通行的高等级道路的设计依据。 公路设计车辆城市道路非机动车包括：电动车、自行车、三轮车、板车和兽力车。其外部参考尺寸见下表：城市道路设计车辆 我国汽车行业强制性标准标准GB158989对汽车的外廓尺寸限界作了如下规定： 汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：总高4.0m；总宽（不包括后视

5、镜）2.5m；总长：载重汽车（包括越野载重汽车） 12.0m；客车 12.0m； 铰接式客车 18.0m；牵引车拖半挂车 16.5m； 汽车全挂汽车列车 20.0m。汽车的尺寸道路交通流特性及通行能力道路设计的基本依据设计车辆计算行车速度交通量通行能力与服务水平小客车载重汽车鞍式列车设计速度行车速度交通流分析设计交通量交通流的三个基本要素：速度、交通量、交通密度1、设计车辆规范对各种车辆进行分类，将其尺寸标准化，称为设计车辆。路上行驶的车辆类型繁多，各具不同的尺寸，对道路的几何和结构尺寸提出了不同的要求。所以在道路设计时，通常选择一些车辆作为设计车辆，这些车辆的尺寸和行驶特性要求将对道路设计起

6、控制作用。设计车辆 在公路设计过程中，“设计车辆”是一种设计所采用的有代表性的车型，其外廓尺寸、载重量和运行性能是用于确定公路几何设计、交叉几何设计和路基宽度的主要依据。因此将设计车辆作为道路设计的依据之一。 设计车辆的选择依据是道路的功能等级和使用该道路的车辆组成。轿车和卡车一般是道路设计需要考虑的最小车辆。大多数公路设计应考虑选择一种半挂式组合货车作为设计车辆，特别是在弯道处设计路缘石或分隔带时。设计车辆小客车 载重汽车 鞍式列车 我国公路工程技术标准和城市道路设计规范选用的设计车辆有三种类型：小客车、载重汽车和鞍式列车。并分别规定了它们的外廓尺寸，作为设计式的控制指标。设计车辆鞍式列车公

7、路设计车辆（单位：m）小客车载重汽车设计车辆2、设计车速（计算行车速度）道路设计标准的高低取决于设计车速的高低，即计算行车速度的高低。设计车速（计算行车速度）是道路几何设计的一项主要控制指标。2、设计车速（计算行车速度） 定义：具有中等驾驶水平的驾驶员，在天气良好、低交通密度时，安全行驶所能维持的最大速度。 设计车速是决定公路几何形状的基本依据，曲线半径、超高、视距等技术指标都起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。 所选用的设计速度（计算行车速度）越高，道路几何设计的标准也越高，道路的修建费用也相应提高，特别是在地形复杂的地段。然而，依据过低的设计速度修建的道路

8、，如果需要日后再进行改善提高，往往会耗资巨大，甚至因不可能实施而被迫放弃。按设计速度所建立的几何设计标准是低限要求。条件许可时，应采用尽可能高的线形标准。由于地形或使用要求变化，整条道路的不同路段可能需要选择不同的设计速度，但路段的长度不宜过长，同时，不同设计速度的路段之间应有设计速度逐渐变化的过渡段。2、设计车速（计算行车速度）从工程的难易程度、工程量大小及技术经济的合理性考虑，我国各级公路按不同的使用要求分为不同的设计速度，二至四级公路分为两种，高速公路与一级公路由于设计的速度高、线形指标高、工程造价大，设计速度对其影响的程度相对较大，将高速公路与一级公路的设计速度分为三种，供设计时增加灵

9、活度、更好地配合地形和景观、合理优化设计用。2、设计车速（计算行车速度）项目类别级别设计车速(km/h)快速路80，60主干路I 60，50II50，40III40，30次干路I 50，40II40，30III30，20支路I 40，30II30，20III20各级城市道路设计车速 行车车速与设计车速的关系 行车速度是指在道路上的实际行驶速度，它受气候、地形、交通密度和道路本身条件的影响，同时与驾驶员的技术也有很大关系。行车速度与计算行车速度的区别在于前者是车辆的实际运行速度，后者为用来确定道路设计参数的一个规定车速。当行车条件比较好时，行车速度能够达到或超过设计速度；相反，如果公路上行车条件

10、较差则行车速度大多低于设计速度。 影响行车速度的主要因素：1）驾驶员因素；2）车辆因素；3）道路因素；4）交通因素；5）环境因素。设计速度较高时，平均实际行车速度约为设计速度的60%70%；设计速度较低时，实际行车速度约为设计速度的80%90%，甚至超过设计速度。超过设计速度的情况是危险的，所以在地形良好，线形顺适，视野开阔容易产生超速行驶（超过设计速度）的路段，要特别注意曲线半径、超高、纵坡等方面的合理配置。3、交通量交通量：是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。交通密度：是在一定时间内（一般以平均昼夜计算），在一定长度路段上的车辆数量，他反映了道路上

11、车辆的密集程度。以“K（辆 / km）”记。它是表征交通流特性的主要参数之一，用以度量交通流的拥挤程度。交通量（Q）、交通密度（K）和平均速度（V）之间的关系：3、交通量小时交通量(HV)：单位小时内通过的车辆数（辆/h）；年平均日交通量(AADT) ：指一年365天内观测交通量结果的平均值。 N一年内交通量总和/365平均日交通量(ADT) ：在少于一年的时段内的每日交通量的平均数（辆/d），即该时段内通过的车辆总数除以时段天数。 所谓的道路交通量，通常是指通过道路某断面的双向交通量。两个方向的交通量在某些时候是不平衡的，所以道路设计时，应考虑交通量的方向分布，按主要方向的交通量确定道路所需

12、提供的通行能力。3、交通量设计交通量 设计交通量为预期到设计年限末，用以作为道路设计依据而确定的交通量。道路设计交通量用于确定车道数、交叉口选型及设计，交通信号及其他交通设施的设计等。路面的设计交通量，则以年平均日交通量换算为使用年限内一条车道上标准车轴载的累计有效作用次数为准。 设计小时交通量是确定公路等级、评价公路运行状态和服务水平的重要参数。 道路规划设计时，通常依据运输需求估计年平均日交通量。但是按照平均日交通量确定道路实施所需的容量，由于交通量的月变化和日变化，年内有很多时间出现交通量超出平均日交通量的情况，所以设计时会出现很多时间因容量不足而产生的交通拥堵。因此，设计时应该按照小时

13、交通量，特别是年内的高峰小时交通量来确定设计的容量。什么是设计小时交通量(DHV)？设计交通量 设计小时交通量为拟订道路（主要是城市道路和交通量大的公路）、交通设施的设计指标而定的交通量，一般采用设计年限最后一年的预期第30位小时交通量。 设计小时交通量越小，公路的建设规模就越小，建设费用也就越低。但是，不恰当地降低设计小时交通量会使公路的交通条件恶化、交通阻塞和交通事故增多，公路的综合经济效益降低。设计交通量 设计小时交通量DHV设计交通量 设计小时交通量DHV设计交通量 第二章 道路交通特性与特征4）交通密度3、交通量第二章 道路交通特性与特征车头间距与车间时距3、交通量4、通行能力和服务

14、水平道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。单位时间通常以小时计（辆/小时）。基本通行能力是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条车道某一路段可以通过的小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。通常按照四级服务水平时所能通过的最大小时交通量，即理论上所能通行的最大小时交通量确定。可能通行能力是由于通常现实的道路和交通条件与理想条件有较大差距，考虑了影响通行能力的诸多因素（如车道宽度、侧向净宽和大型车混入后）对基本通行能力进行修正后的通行能力。1. 通行能力4、通行能力和服务水平设计通行能力 是指公路交通的运行状态保持在某一设计的服

15、务水平时，单位时间内公路上某一路段可以通过的最大车辆数。因此，设计通行能力与选取的服务水平级别有关； 设计通行能力是实际道路可能接受的通过能力，考虑了人为主观对道路的要求，按照道路运行质量要求及经济、安全、出入口交通条件等因素而确定作为设计依据的。1. 通行能力4、通行能力和服务水平类别条件 服务水平 基本通行能力在理想的道路、交通管制条件下不论服务水平如何可能通行能力在实际或预测的道路、交通管制条件下 不论服务水平如何设计行能力在预测的道路、交通管制条件下 在所选用的设计服务水平下1. 通行能力4、通行能力和服务水平基本通行能力可能通行能力设计通行能力三者间的关系各种修正系数指定服务水平下的

16、V/C比1. 通行能力4、通行能力和服务水平 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 510 的程度 交通拥挤发生 严重交通拥堵为什么会发生交通阻塞？1. 通行能力4、通行能力和服务水平为什么要分析通行能力？交通需求交通供给交通拥堵问题交通事故问题环境污染问题能源消耗问题1. 通行能力4、通行能力和服务水平为什么要重视通行能力？1. 通行能力4、通行能力和服务水平1辆拖拉机？辆3吨货车1辆摩托车？辆轿车？ 车辆换算系数和换算交通量4、通行能力和服务水平车辆数量

17、的表现 交通量1换算系数1交通量2换算系数2 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit，标准车当量数：是将实际的各种机动车和非机动车交通量按一定的折算系数换算成某种标准车型的当量交通量）【例】标准辆数 2,000 pcu / h 实际辆数 1,800 辆 / h 车辆换算系数和换算交通量4、通行能力和服务水平设计速度120km/h100km/h80km/h基本通行能力220022002000设计通行能力160014001150注：H=Hour 小时；LN=Lane 车道；PCU=Passenger Car Unit 标准车当量数高速公路基本通行能力与设计通行能力 （pcu/

18、h/ln）设计速度100km/h80km/h60km/h作为干线公路的一级公为集散公路的一级公路8501000700900550700一级公路基本通行能力与设计通行能力 （pcu/h/ln）各级公路适应的通行能力双车道二、三和四级公路基本通行能力与设计通行能力 （pcu/h/ln）公 路 等 级设 计 速 度（km/h）基 本 通 行 能 力(pcu/h)不 准 超 车 区（%）V/C 比折 减 后 的设 计 通 行 能力(pcu/h)二级公路608014002500(79m)30% 、30%70%0.640.487001600三级公路304012001300(6.57m)30% 、30%70%0.540.35400700 四级公路20 小于1200( 70% 0.35小于 400注：V/C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基本通行能力，即道路的服务水平就越低。各级公路适应的通行能力 道路的服务水平是指用户在使用道路时所感到的交通流的运行状况，它反映了道路的使用质量。 按照运行状况随交通密度和交通量的变化情况，美国将道路的服务水平分为6级。我国则分为4个等级(新版规范分为6个等级)。服务水平1234评定服务水平的各项因素： 行车速度