目录目 录 I第四章 高速公路基本路段 14.1弓|言 14.1.1 名词术语 14.1.2 理想条件下的高速公路交通流特性 24.1.3 通行能力影响因素 34.2通行能力分析方法 64.2.1通行能力分析方法流程 64.2.2 计算公式与参数 74.3通行能力分析步骤 134.3.1 运行状况分析 134.3.2 设计和规划分析 154.3.3 特定纵坡路段分析方法 184.4 算例分析 204.4.1 算例一——基本路段的运行状况分析 204.4.2算例二一一基本路段的设计分析 224.4.3算例三一一基本路段的规划分析 244.4.4算例四一一特定纵坡路段的分析 26第四章高速公路基本路段4.1引言高速公路基本路段是指不受匝道连接点和合流、分流及交织流影响的高速公路路段，其 位置如图3-1所示本章的通行能力分析程序是在以下假设条件的基础上计算的：1） 良好的路面条件；2） 没有交通事故；3） 良好的气候条件使用本手册时，如果这些条件不具备，分析人员应该在考虑上述假设条件的基础上，对 计算结果进行分析、修正后，才能应用4.1.1 名词术语1. 高速公路基本路段通行能力一一在当前通常的道路和交通条件下， 高速公路某一断面或均匀路段所容许通过的最大持续交通流率，通常的统计间隔为 15分钟或5分钟,单位是辆/h/车道或小客车/h/车道。
2. 道路特性一一指高速公路路段的几何线形特性，包括车道宽度、车道数、左侧路缘带 宽度、右侧路肩宽度、计算行车速度、坡度、平曲线半径和车道功能划分等3. 交通条件一一指所有影响通行能力或运行情况的特性， 包括交通组成，车道分布比例、交通管理以及驾驶员总体特性（例如，职业驾驶员与业余驾驶员、各地驾驶员之间的差别等）应当注意的是，通行能力分析的某一路段，其道路特性和交通条件应保持一致如果道 路、交通条件发生了显著变化，则路段通行能力和运行条件也会随之发生变化，这时应该对 发生变化的路段进行新的通行能力分析另外，通行能力分析路段应该具有一致的计算行车 速度，如果由于地形条件所限，降低了计算速度，则应该将降低计算行车速度的路段作为独 立的路段进行通行能力分析 4.1.2理想条件下的高速公路交通流特性局速公路基本路段的理想条件包括理想道路条件和交通条件理想道路条件是指双向四车道高速公路，计算行车速度为 120km/h,车道宽度为3.75m,硬路肩宽度为3.5m,左侧路缘带宽度为0.75m，中央分隔带宽度为 3.0m，纵坡为0,具有良好的线形；理想交通条件是指交 通组成是100%的小客车，司机都是职业驾驶员。
在理想条件下，典型交通流特性如图 4-1和图4-2所示图4-1理想条件下高速公路基本路段的速度一一流量关系图50图4-2理想条件下局速公路基本路段的密度一一流量关系图图4-1和图4-2可以看到目前高速公路基本路段中交通流的两个特性：1） 在同样的流量水平下，速度分布在相当宽的一个范围内；在同样的流量水平下，密度 分布相对集中2） 在交通量小于通行能力阶段，随着流量的增大，速度呈单调递减趋势，一直到交通量达到通行能力 3）在非稳定流阶段，速度、流量和密度之间不存在必然的联系，交通流处于紊乱状态鉴于以上特性，在推荐各计算速度下的交通流特征曲线时，采用的是二次曲线的形式,具体的特征曲线如图4-3和图4-4所示120.000.00图4-3理想条件下速度一一流量关系图250010 15 20 25密度（小客车/km/车道）35图4-4理想条件下密度一一流量关系图4.1.3通行能力影响因素实际高速公路的道路、交通条件往往不是理想条件，其中对通行能力构成影响的主要因素包括：车道宽度及侧向净空、车道数量、计算行车速度、交通组成和驾驶员总体特性，这 些条件的变化都将引起速度一流率一密度关系发生变化1） 车道宽度及侧向净空影响一一当车道宽度不足 3.75米时，车辆行进时的横向间距比在理想条件下小。
为此，驾驶员将拉大与同向车辆间的行驶间距， 或者降低行驶速度，以保证安全，同时也减少该路段的通行能力 当左侧路缘带宽度和右侧路肩宽度受限时，也会导致类似的情况2） 车道数量影响——当单向车道数量从理想条件下的 2车道变为3车道或4车道之后，其通行能力是否按车道数成倍增加？由于车道增多， 使交通量在各车道上的分布发生了明显的变化，即使在拥挤的情况下，交通量分布也不均匀，见图 4-5因此，每增加一条车道，其通行能力增长不到一条车道的基本通行能力， 即2200小客车/h/车道,也就是说平均每车道的通行能力相对于理想条件有所下降图4-5车道数量的增加引起交通量在各车道的不均匀分布3） 计算行车速度影响一一当计算行车速度低于 120km/h时，高速公路的运行条件将产生变化因此，在任何特定的交通量条件下，车速观测值都低于 120km/h,其速度一流量一密度关系曲线和通行能力值也将发生相应的变化，参见图 4-3和图4-44） 交通组成影响一一由于中型车和大型车在外形尺寸和车辆行驶性能上与小客车存在显著差别，对交通流特性造成两方面的影响 a）中型车和大型车比小客车占用更多的道路行驶空间b）中型车和大型车的加速、减速和保持速度的能力低于小客车。
因此，中型车和大型车会在交通流中占用更大的动态空间，见图 4-6、图4-7和图4-8所示在长距离的持续上坡路段，中型车和大型车由于动力特性比小客车差，不得不明显减速，导致交通流中出现很大空隙图4-6大交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移图4-7小交通量条件下大型车导致周围车辆行驶路线偏移图4-8大型车导致交通流中出现大间隙5）驾驶员总体特征影响一一理想条件之一是驾驶员都是职业驾驶员， 当驾驶员由职业和业余驾驶员组成，或者驾驶员的技术熟练程度、遵守交通法规的程度、高速公路驾驶 经验、对所在高速公路的熟悉程度以及驾驶员健康状况与理想条件存在差别时， 都将使驾驶员降低车速，导致速度一流量一密度关系曲线和通行能力发生变化本手册给出了以上通行能力影响因素对通行能力造成的一般影响，各地区在没有进行本地的通行能力研究时，可采用本手册的推荐值考虑各影响因素的影响但是，由于我国幅员 辽阔，各地区经济发展水平不一致，所以各影响因素的影响可能因地而异，所以，在通行能 力分析过程中最好对本手册的推荐值进行验证，然后再应用4.2通行能力分析方法4.2.1通行能力分析方法流程本节介绍高速公路基本路段通行能力分析方法的流程见图 4-9。
如何应用这些步骤进行具体的交通规划、设计和运行状况分析，将在 4.3节中详细讨论 图4-9高速公路基本路段通行能力分析方法流程从图4-9可以看到，高速公路基本路段通行能力分析都是从理想条件下的通行能力（这 里通行能力是指最大通行能力或对应着特定服务水平等级下的最大服务交通量）开始的，然 后根据规划、设计或运营高速公路的实际条件，对理想通行能力进行修正，得到实际条件下 的通行能力值利用该值用于高速公路基本路段的规划、设计和运行状况分析4.2.2计算公式与参数（一） 理想条件的通行能力本手册中理想条件下的通行能力值列于表 4-14-2~表利用高速公路基本路段交通流变化的敏感参数一一密度，将高速公路服务水平划分为四 级，即自由流、稳定流上限、稳定流和饱和流，以及处于拥挤状态的强制流理想条件下的 服务水平分级情况见图 4-10和图4-11,各计算行车速度对应的交通流参数分别见表4-5 表4-1理想条件下的通行能力参数图 4-10理想条件下速度一一流量图的服务水平分级计算行车速度（km/h）通行能力（小客车/h/车道）临界密度（小客车/km）临界速度（km/h）120220037601002200445080200050406018004540120.00100.00h 80.00IT、 60.00（度速 40.0020.000.00C■ 一——J ■J—.—级— -f<、* _i二级r ~7，SrKIJIJfJ * r".尸1r ■,fJ aL200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200神（小客车/h/车道）图4-11理想条件下密度一一流量图的服务水平分级表4-2计算行车速度120km/h的高速公路服务水平分级服务水平等级密度（小客车/km/车道）速度(km/h)V/C最大服务交通量（小客车/h/车道）一级（自由流）< 7> 1090.34750二级【（稳定流上限）< 18> 910.741600三级【（稳定流）< 25> 790.982000四级（饱和流）< 37> 601.002200（强制流）> 37v 60表4-3计算行车速度100km/h的高速公路服务水平分级服务水平等级密度（小客车/km/车道）速度(km/h)V/C最大服务交通量（小客车/h/车道）一级（自由流）< 7> 920.30650二级【（稳定流上限）< 18> 790.641400三级【（稳定流）< 25> 710.821800四级（饱和流）< 44> 501.002200（强制流）> 44V 50表4-4计算行车速度80km/h的高速公路服务水平分级服务水平等级密度（小客车/km/车道）速度(km/h)V/C最大服务交通量（小客车/h/车道）一级（自由流）< 7> 740.25500二级【（稳定流上限）< 18> 660.581150三级【（稳定流）< 25> 600.751500四级（饱和流）< 50> 401.002000（强制流）> 50V 40表4-5计算行车速度60km/h的高速公路服务水平分级服务水平等级密度（小客车/km/车道）速度(km/h )V/C最大服务交通量（小客车/h/车道）一级（自由流）< 7法560.22400二级（稳定流上限）< 18> 510.50900三级（稳定流）< 25> 470.671200四级（饱和流）< 45> 401.0。