交通工程学(第5讲)

第5讲道路通行能力

交通与物流工程系交通工程教研室纪英

10/10/20231第1页1、概述通行能力又称为交通容量，通行能力是伴随道路路线、等级、线型、交通管理和交通情况不一样而变化参数。假如某交叉口管理不善通行能力就也许大，路段通行能力再高也发挥不了作用（见图）。钉子户钉子户10/10/20232第2页2、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指标。服务水平—反应道路服务质量与满意度指标。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，单位时间内也许通过最大交通实体（车辆或行人）数，亦称道路通行能量，用辆/h或用辆/昼夜或辆/秒表达，车辆多指小汽车，当有其他车辆混入时，均采取等效通行能力当量标准车辆（小汽车）为单位（pcu）。10/10/20233第3页2、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：是指在抱负道路、交通、控制及环境条件下，道路一组成部分一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性均匀路段上或一端面上，无论服务水平如何，1h所能通过车辆最大车辆数。10/10/20234第4页2、道路通行能力与服务水平实际通行能力：是指在实际道路、交通、控制及环境条件下，道路一组成部分一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性均匀路段上或一端面上，无论服务水平如何，1h所能通过车辆最大车辆数。10/10/20235第5页2、道路通行能力与服务水平设计通行能力：是指在预测道路、交通、控制及环境条件下，一设计中道路一组成部分一车行道或一车行道对上述诸条件有代表性均匀路段上或一端面上，在所选用设计服务水平下，1h所能通过车辆最大车辆数。10/10/20236第6页2、道路通行能力与服务水平影响通行能力原因：道路条件：是指街道或马路几何条件，包括交通设施种类、性质及其形成环境，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。10/10/20237第7页管制条件：是指道路管制设施装备类型、管理体制层次，交通信号位置、种类、配时等影响通行能力关键性管制条件，其他尚有停车让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。其他条件：有气候、温度、地形、风力、心理等原因。但其中直接影响通行能力数值主要原因有：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。2、道路通行能力与服务水平10/10/20238第8页2、道路通行能力与服务水平道路通行能力作用：通过道路通行能力和设计交通量详细分析，能够正确地确定新建道路等级、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观测、分析、评定，并与现有交通量对比，能够确定现有道路系统或某一路段所存在问题，针对问题提出改善方案或措施，作为老路或旧街改建主要根据;道路通行能力能够作为铁路、马路、水运、空运等多种方式方案比选与采取根据;10/10/20239第9页2、道路通行能力与服务水平道路通行能力分类较长路段通畅无阻连续行驶车流通行能力，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;在有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流通行能力，如具有平面信号交叉口都市道路通行能力;在合流、分流或交叉运行状态下通行能力，如各类匝道收费口及其附近连接段通行能力;交错运行状态下通行能力，如立体交叉各类匝道、常规环道上车流通行能力。10/10/202310第10页2、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情况、交通与管制条件、道路环境等方面也许得到服务程度或服务质量。如能够提供行车速度、舒适、方便、驾驶员视野，以及经济安全等方面所能得到实际效果与服务程度。10/10/202311第11页2、道路通行能力与服务水平服务水平划分标准：行车速度和运行时间;车辆行驶时自由程度（通畅性）;交通受阻或受干扰程度，以及行车延误和每公里停车次数等;行车安全性（事故率和经济损失等）;行车舒适性和乘客满意程度;最大密度，每车道每公里范围内车辆最大密度;经济性（行驶费用）。10/10/202312第12页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

2、道路通行能力与服务水平10/10/202313第13页3、路段通行能力

（1）基本通行能力：或称抱负通行能力是指道路与交通处于抱负情况下，每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能够通过最大交通量。抱负条件：抱负道路条件：主要是车道宽度应大于3.65m（我国马路则定为3.75m），路旁侧向余宽大于1.75m，纵坡平缓，并有开阔视野、良好平面线形和路面状况。抱负交通条件：主要是车辆组成为单一标准型汽车，在一条车道上以相同速度连续不停地行驶，各车辆之间保持与车速相适应最小车头间隔，且无任何方向上干扰。10/10/202314第14页3、路段通行能力

（2）实际通行能力：实际通行能力指是在实际道路和交通条件下，单位时间内通过道路上某一点最大也许交通量。计算实际通行能力是以基本通行能力为基础，考虑到实际地形、道路和交通情况，确定其修正系数，再以此修正系数乘此前述基本通行能力，即得实际道路、交通在一定环境条件下通行能力。10/10/202315第15页3、路段通行能力（3）影响通行能力修正系数①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

10/10/202316第16页3、路段通行能力

②交通条件修正交通条件修正主要是指车辆组成，尤其是混合交通情况下，车辆类型众多，大小不一，占用道路面积不一样，性能不一样，速度不一样，互相干扰大，严重影响了道路通行能力，因而需将不一样类型车辆换算成同一车型，即包括到车辆换算系数。10/10/202317第17页3、路段通行能力规划（设计）通行能力：设计通行能力或称规划通行能力，是指道路根据使用要求不一样，按不一样服务水平条件下所具有通行能力，也就是要求道路所承当服务交通量，一般作为道路规划和设计根据。计算：只要确定道路实际通行能力（Co），再乘以预先给定服务水平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/c10/10/202318第18页4、高速马路交错区通行能力

概述

由于交错区车流运行方向不完全相同，车流互相交错，操作复杂，因此交错区车辆运行速度一般较低，车头时距也较正常路段上稍大，通行能力减少而成为制约道路系统通行能力瓶颈。交错运行特性

所谓交错，系行驶方向大体相同而不完全一致两股或多股车流，沿着一定长度路段，不借助与交通控制与指挥设备，自主进行合流而后又实现分流运行方式。10/10/202319第19页4、高速马路交错区通行能力

交错区长度

根据国外研究，以为从入口段三角端部宽0.6m处至出口三角端宽度3.6处之间一段距离。经国内外研究以为交错区长度不应不大于50m也不应大于600m，太短则操作困难，速度减少太大，太长则费用太高，且进出口之间交错运行与操作过度分散，急迫性不显著，车流不具有交错特点。（见图）

10/10/202320第20页交错区类型（Ⅰ类交错区示意图）交错区长度50～600m3.6m6m4、高速马路交错区通行能力

10/10/202321第21页交错区类型（Ⅱ类交错区示意图）交错区长度50～600m3.6m6m4、高速马路交错区通行能力

10/10/202322第22页交错运行特性

交错区车流运行关键在于车辆运行交错操作，它影响到行驶车速，车头时距以及行车安全等问题，交错长度与交错断面车道数关系是交错运行效率两个主要参数，另一方面伴随交错流量增加，操作困难，速度大降，时距大增，会造成交错区运行效率下降。4、高速马路交错区通行能力

10/10/202323第23页交错流量比（VB）与交错比（r）概念，见图：

交错区流量之和为：Q总=Q01+Q02+Qw1+Qw2交错流量比：VB=(Qw1+Qw2)/Q总设：Qw1<Qw2，则：

交错比：r=Qw1/Qw2Qw1Q01Qw2Q014、高速马路交错区通行能力

10/10/202324第24页通行能力计算交错区通行能力和运行速度，同交错区长度、车道数、交错流量比，总交通量及交错区车道构造等原因有关，其计算公式为：式中：Cw—交错区通行能力（pcu/h）；

C0—单条车道基本通行能力（pcu/h）；

rs—交错区类型修正系数，其中：

Ⅰ类交错区rs=0.95，Ⅱ类交错区rs=0.95。4、高速马路交错区通行能力

10/10/202325第25页

rN

—交错区内车道数修正系数；对于2、3、4和5条车道交错区，rN分布取1.8、2.6、3.4和4；

rL

—交错区长度修正系数由下式计算：式中L为交错长度。

rVR—交错流量比修正系数，见P98表5-234、高速马路交错区通行能力

10/10/202326第26页服务水平

评价交错区运行质量原因有密度、流速和服务流率，但主要为行车密度和服务流率，按四级标准划分列于下表中：服务水平等级密度（辆/车道公里）服务交通量/通行能力（V/C）一级80.35二级180.75三级260.90四级421.004、高速马路交错区通行能力

10/10/202327第27页概述

匝道是联系不一样高程上两交叉线路、供两线路车辆实现转换方向连接道路，长度较短，一般有一种入口和一种出口，线形变化较大且常有纵坡和小半径转弯，通行能力较正常路段稍低。

4、高速马路交错区通行能力

10/10/202328第28页正线正线正线正线匝道匝道匝道匝道匝道10/10/202329第29页匝道匝道匝道匝道正线正线正线10/10/202330第30页5、高速马路匝道通行能力

匝道形式、类型与基本参数

匝道基本形式：右转匝道与左转匝道；匝道特殊形式：定向匝道和对角线匝道，单向单匝道和单向双匝道，亦有采取双向双匝道形式。基本参数：匝道车辆运行特性：有出入口车辆运行及在匝道上运行，包括分流运行、合流运行与交错运行，亦有加速运行与减速运行，上坡、下坡，小曲线甚至反向曲线运行，匝道上车辆行驶情况比较复杂。匝道通行能力计算主要参数有：自由流速度FV、按匝道转弯半径计算行车速度FV0、大车混入率修正值CH。10/10/202331第31页自由流速度

实际条件下，自由流速度FV可按下式计算：

FV0—按匝道转弯半径计算行车速度（km/h）；

FFVW—行车宽度修正系数（km/h）；FFVV—视距修正系数（km/h）；

FFVSL—纵坡修正系数（km/h）；

FFVS—分隔带修正系数（km/h）；

FFVUD—驶入道路修正系数（km/h）。5、高速马路匝道通行能力

10/10/202332第32页按匝道转弯半径计算行车速度FV0利用线性设计基本公式：

R—匝道最小曲率半径（m）；

i—匝道最大超高横坡度（%）；

μ—最大侧向力系数，一般采取0.12。5、高速马路匝道通行能力

10/10/202333第33页大车混入率修正值CH大车混入率修正值算式：

P2、P3—大中型车及特大型车所占比重（％）；

E2、E3—大中型车与特大型车换算系数，见P101，换算办法为：

Q—标准小汽车交通量；Q1—小汽车交通量；

Q2—大中型车交通量；Q1—特大型车交通量5、高速马路匝道通行能力

10/10/202334第34页匝道通行能力计算

匝道通行能力定义为在一定道路交通状态、环境和良好气候条件下，单位时间内，匝道一条行车道上能够通过最大车辆数以pcu/h计，一般影响通行能力原因很多，但就匝道而言，其长度较短绝大部分均为单向单车道，其影响主要原因为车道宽度和车辆组成，至于半径、纵坡影响已在速度方面考虑。5、高速马路匝道通行能力

10/10/202335第35页匝道通行能力计算：

式中：C—匝道一条车道实际通行能力（辆/h）；

C0—基本通行能力（辆/h）；

CW—匝道断面总宽度修正系数；

CH—大车混入率修正系数。各参数详细值可查阅有关表格。

5、高速马路匝道通行能力

10/10/202336第36页匝道服务水平

服务水平评价原因很多，一般均选用对本设施影响最大几项原因作为服务水平等级划分指标，对匝道通行能力服务水平国内均选用饱和度与车流密度作为基本根据，并划分为下列四个等级服务等级：服务水平等级饱和度DS(Q/C)通行能力C0（辆/h）一<0.20对于特定匝道可查“不一样速度、坡度下匝道基本通行能力C0值”并乘以饱和度即得二0.20－0.50三0.50－0.80四0.80－1.05、高速马路匝道通行能力

10/10/202337第37页6高速马路与匝道连接处通行能力

概述

由于高速马路与匝道连接处产生分流与合流运行，车辆进出匝道与高速马路需要互相间协调配合，必然要影响运行车速和交通安全。而连接处为匝道主要组成部分，它通行能力决定了匝道和高速马路进出口通行能力，是一种关键部位。一般称匝道与高速马路连接处通行能力，是高速马路分、合流点处导引与疏通交通流能力，它关系到高速马路外侧车道与进出口正常运行。10/10/202338第38页分、合流点车流运行特性

在分流点处，车辆分离运行，会影响到高速马路上车流正常运行。车辆分流过程中，首先是转移车道过程，在车辆分流区范围内，离开原车道车辆必须逐渐从内侧车道向外侧车道移动。据大量观测分析，随距离分流点接近而转换车道比重大大增加，由于分离运行对最右侧车道正常交通流产生很大影响，故分流点交通运行必须考虑上游单向总交通量，与最右侧车道交通流之间关系及互相影响。6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202339第39页分、合流点车流运行特性

合流车辆绝大部分汇合于主线右侧车道，故右侧车道受影响最大，通过右侧车道逐渐移换到速度较快中间或内侧车道，在合流区范围内，留在最右侧车道车辆逐渐减少。6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202340第40页分合流点通行能力有关原因分析：

根据国内外理论分析与实际观测主要有关原因为：匝道交通量Qr，驶入匝道上游主路单向交通量，主路单向最大交通量Qf，与相邻上、下游匝道距离Du、Dd，相邻上游、下游匝道交通量Qu、Qd，及匝道形式。一般分析计算连接处通行能力时，要分析三个关键交通量：汇合交通量Qm、分离交通量Qd、主线交通量Qf等原因。根据匝道形式，共有11种计算图式。6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202341第41页通行能力计算图式四车道高速马路单车道驶入图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202342第42页通行能力计算图式计算式：四车道高速马路单车道驶入匝道，有或无加减速车道。仅用于上游610m内无相邻驶入匝道。使用范围：=360~3100veh/h

=50~1300veh/h

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202343第43页四车道高速马路单车道驶出图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202344第44页四车道高速马路单车道驶出图式计算式：四车道高速马路单车道驶出匝道，有或无加减速车道。仅用于上游980m内无相邻驶入匝道。使用范围：=360~3800veh/h=50~1400veh/h

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202345第45页四车道高速马路上游有相邻单车道驶入匝道驶入单车道图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202346第46页四车道高速马路上游有相邻单车道驶入匝道驶入单车道图式

计算式：当Du≤120m或Vu≥900veh/h，计算成果不精确使用范围：＝720~3300veh/h，＝90~1400veh/h＝90~900veh/h，＝120~610m6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202347第47页四车道高速马路上游有相邻单车道驶入匝道驶出单车道图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202348第48页四车道高速马路上游有相邻单车道驶入匝道驶入单车道图式四车道高速马路单车道驶出匝道其上游980m内有相邻驶入匝道，该驶出匝道有或无减速车道。使用范围：＝65~3800veh/h，＝50~1450veh/h＝50~810veh/h，＝210~980m6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202349第49页六车道高速马路单车道驶入图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202350第50页六车道高速马路单车道驶入图式计算式：上游有相邻驶入匝道六车道高速马路上单车道驶入匝道，有或无加速车道。使用范围：＝1620~4900veh/h，＝90~1350veh/h＝90~1260veh/h，＝150~300m6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202351第51页六车道高速马路单车道驶出图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202352第52页六车道高速马路单车道驶出图式计算式：六车道高速马路单车道驶出匝道，上游有或无驶入匝道，该驶出匝道有或无减速车道。假如上游1700m内无相邻驶入匝道使用65.5Vu/Du＝2。使用范围：＝1000~5600veh/h，＝20~1620veh/h＝45~1100veh/h，＝280~1700m6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202353第53页六车道高速马路双车道驶出匝道图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202354第54页六车道高速马路双车道驶出匝道图式计算式：六车道高速马路最少具有210m长减速车道双车道驶入匝道。使用范围：＝1900~5400veh/h，＝1000~2700veh/h汇合交通量Vm和分离交通量Vd计算式：

Vm＝V1+VrVd＝V1

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202355第55页六车道高速马路双车道驶入匝道图式

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202356第56页六车道高速马路双车道驶入匝道图式计算式：六车道高速马路最少具有240m长减速车道双车道驶入匝道。使用范围：＝540~2700veh/h，＝1000~2700veh/h

6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202357第57页车道分布、车辆换算与服务水平分析车道分布与车辆换算大型车在最右侧车道上交通量占单向车行道上总交通量百分率与主线单向交通量关系是计算最右侧车道小客车当量交通量主要关系之一。公关组得出关系如图所示。大中型与特大型车换算为小型车，大中型车折算系数为1.5，特大型车为3.0。由于特大型车比重较小，有时均以大中型车进行换算，换算系数仍为1.5。6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202358第58页大型车在最右侧车道上分布与主线单向交通总量关系如图：6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202359第59页服务水平分析分合流点服务水平主要根据Qm、Qd与Qf三个检查点交通量大小来确定分、合流点服务水平。三个检测点服务水平划分标准见表5-34。6高速马路与匝道连接处通行能力

10/10/202360第60页7信号交叉口通行能力主要介绍《都市道路设计规范》推荐办法：在交叉口信号灯控制采取如下规则时，采取该办法进行通行能力计算：绿灯亮时，允许各流向车辆驶入交叉口。红灯亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道驶入，但不得影响横向道路上直行车辆正常行驶。黄灯亮时，已越过停车线车辆继续通过交叉口，没越过停车线车辆应在停车线背面等候绿灯。10/10/202361第61页此办法是指已知交叉口处车道使用要求、信号相位、周期及配时等情况下，以交叉口进口道处停车线作为基准面，凡是通过了停车线断面车辆就被以为已通过了交叉口，据此计算每小时通过停车线断面不一样行驶方向车道上最大车辆数，以此作为该进口道通行能力。各车道设计通行能力之和即为进口道设计通行能力，各进口道设计通行能力之和即为交叉口设计通行能力。

7信号交叉口通行能力10/10/202362第62页下面以十字形交叉口为例，介绍此计算办法。①停车线断面一条直行车道设计通行能力