第四章第四章 匝道及匝道连接点通行能匝道及匝道连接点通行能力分析力分析（分、合流区通行能力）（分、合流区通行能力）北京工业大学交通研究中心邵长桥第一节第一节 概述概述匝道是连接两条道路的一段道路匝道是连接两条道路的一段道路通常由通常由3 3部分组成：部分组成：（1 1）匝道与高速公路连接处（分、合流区）；）匝道与高速公路连接处（分、合流区）；（2 2）匝道车行道（不作为重点）；）匝道车行道（不作为重点）；（）匝道与相连道路的连接处匝道与相连道路的连接处匝道车行道匝道与主线连接处匝道与相连匝道与相连道路的连接道路的连接处处（1 1）匝道类型（）匝道类型（在具体分析时，须明确匝道类型）在具体分析时，须明确匝道类型）按匝道与高速公路连接处交通流的汇合、分离情况，按匝道与高速公路连接处交通流的汇合、分离情况，将匝道分为将匝道分为进口匝道进口匝道和和出口匝道出口匝道（图（图1 1）按分析匝道与上、下游匝道的相互影响，可将匝道分按分析匝道与上、下游匝道的相互影响，可将匝道分为为孤立匝道孤立匝道和和非孤立匝道非孤立匝道所谓孤立匝道是指分析匝道与相邻匝道的间距足够远，所谓孤立匝道是指分析匝道与相邻匝道的间距足够远，其运行状况不受其他匝道的影响；其运行状况不受其他匝道的影响；非孤立匝道是指分析匝道与相邻匝道的间距较小，以非孤立匝道是指分析匝道与相邻匝道的间距较小，以至相邻匝道的交通影响到所研究匝道的交通运行。
至相邻匝道的交通影响到所研究匝道的交通运行 图（）出口匝道图（）出口匝道图（）进口匝道图（）进口匝道图非孤立匝道和孤立匝道示意图图非孤立匝道和孤立匝道示意图 （2）匝道运行特征）匝道运行特征匝道的三个组成部分，其运行特征也各不相同匝道的三个组成部分，其运行特征也各不相同匝道车行道中车流运行环境较简单，运行状态相对稳匝道车行道中车流运行环境较简单，运行状态相对稳定；定；匝道与主线连接处（分、合流区）车辆需要汇入或分匝道与主线连接处（分、合流区）车辆需要汇入或分离，且汇入或分离车辆将对主线中的离，且汇入或分离车辆将对主线中的“直行直行”交通造交通造成干扰；成干扰；匝道与相连道路的连接处，车辆希望在保证交通安全匝道与相连道路的连接处，车辆希望在保证交通安全的前提下，顺利汇入连接道路的前提下，顺利汇入连接道路值得注意的是，匝道这三部分的运行状态是一个有机值得注意的是，匝道这三部分的运行状态是一个有机的整体，只有这三部分的运行都处于良好的状态时，的整体，只有这三部分的运行都处于良好的状态时，匝道与匝道匝道与匝道主线连接处的运行状态才能有保证；主线连接处的运行状态才能有保证；只要其中一个环节出现问题，整个状态都将受到影响。
只要其中一个环节出现问题，整个状态都将受到影响匝道匝道主线连接处（分、合流区）的运行特征最为复主线连接处（分、合流区）的运行特征最为复杂，要求也高，因此，将该处的运行特征作为分析重杂，要求也高，因此，将该处的运行特征作为分析重点3 3）影响区）影响区按匝道功能的不同，分为合流区和分流区按匝道功能的不同，分为合流区和分流区1 1）合流区：从进口匝道来的车辆试着在相邻的主线车）合流区：从进口匝道来的车辆试着在相邻的主线车道上寻找主线交通流中可利用空隙，以便汇入道上寻找主线交通流中可利用空隙，以便汇入匝道连接基本上都在匝道连接基本上都在主线右边主线右边，主线上右边第，主线上右边第1 1车道车道（也叫路肩车道）受到最直接影响受合流车辆的影（也叫路肩车道）受到最直接影响受合流车辆的影响，主线中的车辆将在进口匝道上游重新考虑其行驶响，主线中的车辆将在进口匝道上游重新考虑其行驶车道，使交通量打破原来基本路段中的平衡状态，在车道，使交通量打破原来基本路段中的平衡状态，在主线中重新分布进口匝道的影响区见图主线中重新分布进口匝道的影响区见图3 3图进口匝道影响区示意图图进口匝道影响区示意图 2 2）分流区：）分流区： 希望驶出的车辆首先从希望驶出的车辆首先从“直行直行”交通中分离出来，进交通中分离出来，进入与匝道相邻的车道，整个车流也重新调整交通量的入与匝道相邻的车道，整个车流也重新调整交通量的车道分布。
出口匝道的影响区见图车道分布出口匝道的影响区见图4 4图图4 4 出口匝道影响区示意图出口匝道影响区示意图 （4）通行能力主要影响因素）通行能力主要影响因素合流区和分流区的运行特征存在根本差别，其主要的合流区和分流区的运行特征存在根本差别，其主要的影响因素也各不相同影响因素也各不相同通行能力分析过程中，应分别对合流区与分流区通行通行能力分析过程中，应分别对合流区与分流区通行能力进行分析能力进行分析主要影响因素：主要影响因素：道路条件道路条件交通条件交通条件（1 1）合流区交通运行特性）合流区交通运行特性（2 2）合流区通行能力的主要影响因素）合流区通行能力的主要影响因素图图5 5 进口匝道进口匝道主线连接处通行能力的主要影响因素主线连接处通行能力的主要影响因素 （2 2）分流区通行能力的主要影响因素）分流区通行能力的主要影响因素图图6 6 出口匝道出口匝道主线连接处通行能力的主要影响因素主线连接处通行能力的主要影响因素第二节匝道车行道通行能力第二节匝道车行道通行能力匝道车行道通常不会发生运行问题，且设计要素相对稳定匝道车行道通常不会发生运行问题，且设计要素相对稳定( (如匝道车数、匝道长度、设计速度、平、纵线形参数等）如匝道车数、匝道长度、设计速度、平、纵线形参数等），往往不作为分析重点。
往往不作为分析重点匝道通行能力影响因素：匝道通行能力影响因素：匝道自由流速度匝道自由流速度行车道宽度行车道宽度坡度坡度交通组成（大车混入率）交通组成（大车混入率）匝道车行道通行能力（匝道自身通行能力值）匝道车行道通行能力（匝道自身通行能力值） 表表1 1 匝道车行道通行能力值匝道车行道通行能力值匝道设计速度匝道设计速度 （km/hkm/h）通行能力（通行能力（pcu/hpcu/h）单车道匝道单车道匝道双车道匝道双车道匝道8080200020003800380060-7060-70180018003200320050-6050-60160016002800280040-5040-501500150026002600 30301400140022002200第三节匝道与主线连接处通行能力第三节匝道与主线连接处通行能力（分、合流影响区通行能力）（分、合流影响区通行能力）匝道匝道主线连接处车辆需要汇入或分离：主线连接处车辆需要汇入或分离：合流匝道（汇入）合流匝道（汇入）分流匝道（分离）分流匝道（分离）匝道与相连道路的连接处，其车辆希望在保证交匝道与相连道路的连接处，其车辆希望在保证交通安全的前提下，顺利汇入该连接处。
通安全的前提下，顺利汇入该连接处匝道匝道主线连接处（分、合流区）的运行特征最主线连接处（分、合流区）的运行特征最为复杂，要求也高将该处的运行特征作为分析为复杂，要求也高将该处的运行特征作为分析重点合流区通行能力（）合流区通行能力合流区通行能力主要由下游高速公路路段交通流率合流区通行能力主要由下游高速公路路段交通流率QFOQFO决决定，包括高速公路上游的交通流率定，包括高速公路上游的交通流率QF QF 和匝道车行道的交和匝道车行道的交通流率通流率QRQR，其计算公式如式（，其计算公式如式（1 1）所示：）所示： (1)(1)合流区通行能力还受到进入合流影响区的总交通流量的合流区通行能力还受到进入合流影响区的总交通流量的约束进入合流影响区的总交通量可用式（约束进入合流影响区的总交通量可用式（2 2）计算：）计算： (2)(2) 当驶出合流影响区的总流率当驶出合流影响区的总流率QFOQFO超过下游高速公路路段的通超过下游高速公路路段的通行能力行能力CFOCFO时，交通流将出现阻塞，并且从合流点开始将会时，交通流将出现阻塞，并且从合流点开始将会向上游形成排队；向上游形成排队；当进入匝道影响区的总流率当进入匝道影响区的总流率QR12QR12超过了其通行能力超过了其通行能力CR12CR12，但，但总流率总流率QFOQFO没有超过下游高速公路路段的通行能力没有超过下游高速公路路段的通行能力CFOCFO时，将时，将出现局部高密度的交通流，但高速公路上不会有排队出现局部高密度的交通流，但高速公路上不会有排队 图图7 7 高速公高速公路自由路自由流速度，流速度，km/hkm/h下游下游高速公路的基本通行能力，高速公路的基本通行能力，C CFOFO（pcu/hpcu/h）合流影响区内合流影响区内的最大交通流的最大交通流率率C CR12R12（pcu/hpcu/h）单方向车道数单方向车道数2 23 34 44 4车道以上车道以上1201204000400060006000800080002000/2000/车道车道360036001001003800380057005700760076001900/1900/车道车道3600360080803600360054005400720072001800/1800/车道车道3600360060603200320048004800640064001600/1600/车道车道36003600表表2 2 合流区通行能力值合流区通行能力值（2 2）分流区通行能力）分流区通行能力分流区通行能力取决于上、下游高速公路路段的交分流区通行能力取决于上、下游高速公路路段的交通流率通流率QFQF、QFOQFO。
同时，分流区通行能力还受到进入同时，分流区通行能力还受到进入分流影响区的总交通流率分流影响区的总交通流率Q12Q12的限制的限制 表表3 3 分流区通行能力值分流区通行能力值高速公高速公路自由路自由流速度，流速度，km/hkm/h上、下游高速公路基本通行能力，上、下游高速公路基本通行能力，C CF F 或或C CFOFO（pcu/hpcu/h）进入分流影进入分流影响区的最大响区的最大交通流率，交通流率，C C1212（pcu/hpcu/h）单方向车道数单方向车道数2 23 34 44 4车道以上车道以上1201204000400060006000800080002000/2000/车道车道340034001001003800380057005700760076001900/1900/车道车道3400340080803600360054005400720072001800/1800/车道车道3400340060603200320048004800640064001600/1600/车道车道34003400当驶向分流当驶向分流影响区影响区的总流率的总流率QFQF或驶出分流或驶出分流影响区影响区的总流率的总流率QFOQFO超过高速公路路段的最大交通流率超过高速公路路段的最大交通流率CFCF、CFOCFO时，或者需时，或者需要进入出口匝道的交通流率要进入出口匝道的交通流率Q12Q12超过出口匝道本身通行能超过出口匝道本身通行能力时，交通流将出现阻塞；力时，交通流将出现阻塞；当进入匝道当进入匝道影响区影响区的总流率的总流率Q12Q12超过其最大交通流率超过其最大交通流率C12C12，但总流率但总流率QFQF或或QFOQFO没有超过高速公路路段的最大交通流率没有超过高速公路路段的最大交通流率CFCF、CFOCFO时，将出现局部高密度的交通流，但是高速公路时，将出现局部高密度的交通流，但是高速公路上不会有排队。
上不会有排队3 3）合）合/ /分流区的服务水平标准分流区的服务水平标准表表4 4 合流和分流区的服务水平划分标准合流和分流区的服务水平划分标准服务水平服务水平密度（密度（pcupcu/km/km/车道）车道）一级一级7718718三级三级18251825四级四级上半部（饱和流）上半部（饱和流） 4040下半部（强制流）下半部（强制流） 40 40合合/ /分流区服务水平的划分标准是在合分流区服务水平的划分标准是在合/ /分流影响区内车流分流影响区内车流稳。