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1、双车道公路双车道公路-通行能力通行能力分析分析8基本内容基本内容n双车道公路n交通特征n理想条件n自由流速度影响因素n服务水平指标及分析n通行能力分析双车道公路双车道公路n双车道公路是供车辆分向、分车道行驶，行车道数量为2的公路。乡村双车道公路的铺砌和易达性，我国公路网中最普遍的一种公路形式。n双车道公路的每个行车方向有一条车道，车行道没分隔。当视距和对向车流中的间隙有可能时，借用对向车道超越慢速车。双车道公路横断面形式及几何数据各部分宽度（m）WBWSW二级公路80km/h12.01.59.040km/h8.50.757.0三级公路60km/h8.50.757.030km/h7.50.756
2、.0四级公路40或20km/h（双车道）7.00.56.040或20km/h（单车道）6.51.53.5双车道公路交通特性：双车道公路交通特性：1）双车道公路的每条车道用于一个方向的交通，只有在视距和对向交通流间隔允许的情况下，车辆才可占用对向车道，超越慢速车辆。具体过程见图,双车道公路中任一方向的车辆在行驶过程中，不仅受到同向车辆的制约，还受到对向车流的影响。公路等级公路等级二级二级三级三级四级四级设计速度806060304020超车速度/M5502003501502001002）超车需求随着交通量的增加而增加，而进入对向车道伺机超车的能力却因交通量的增加而减少。随着交通量的增大，驾驶员必须
3、调整自己的车速，减少超车。3）几何特征会对运行速度有较大影响4）混合交通，车型中会有畜力车等慢行车，受慢行车运行影响较大。5）速度是敏感参数，受流量的变化非常敏感，可以表征双车道公路营运质量的一个指标。双车道公路速度流量关系示意图双车道公路理想条件双车道公路理想条件n设计速度大于或等于80km/h；n车道宽度大于或等于4.50mn侧向净空宽大于或等于1.75米n在公路上无不准超车区n交通流中全部为小型车n两个方向交通量之比为50/50n对过境交通没有横向干扰且交通秩序良好n处于平原微丘区地形二级公路标准条件二级公路标准条件 项目标准条件路面宽度9m/14m设计速度80km/h路肩宽度每侧1.5
4、m会车视距250m地形平原横向干扰很低街道化程度无方向分布50/50使用功能干线公路平整度对速度无影响交通秩序与交通管理好三级公路标准条件项目标准条件路面宽度7m设计速度60km/h路肩宽度每侧0.75m会车视距150m地形平原横向干扰很低街道化程度无方向分布50/50使用功能干线公路平整度对速度无影响交通秩序与交通管理好自由流速度影响因素n（1）路面宽度的影响）路面宽度的影响（2）地形条件的影响n地形条件主要影响交通流的自由流速度，其不同等级的影响大约为5km/h，即平原区的自由流速度分别比丘陵和山岭区高5 km/h和10 km/h。n（3）交通组成的影响）交通组成的影响n在双车道公路，交通
5、组成与多车道公路一样复杂，分为小型车、中型车、大型车、拖挂车、拖拉机进行交通组成的分析。 n（4）横向干扰的影响）横向干扰的影响n影响一般公路通行能力的因素很多，尤其是混合交通条件下，影响因素远比国外的交通情况复杂。 服务水平指标体系n尽管都是双车道公路，由于二级公路和三级公路在担负的功能上有所区别，因此，在建立评价其服务质量的指标体系时也就有所不同。n二级公路是城市间的主要连接道路，或者是连接高速公路的主要道路，其使用者追求一定的机动性，因此，其服务水平评价指标是运行速度和延误率；n而三级公路主要连接小城镇，或作为农村道路，主要解决的是可达性的问题，因此，其使用者并不强调快速，服务水平指标也
6、就不采用运行速度，而仅采用延误率。延误率是指车头时距小于等于6s的车辆所占全部车辆的百分比，以此来衡量车辆运行的自由度。 n连接重要交通源或服务于州（国家）公路网的干线双车道公路，机动性是其主要功能。这种路线服务于长距离的商贸和旅游交通，很长的路段通过乡村，没有交通控制中断交通。这种设施，希望保持高速运行，超车延误少。n双车道公路也服务于风景区和旅游区，在这类地区，景致和环境对游玩很有意义，希望没有交通中断，没有延误。希望道路安全，对高速行车，没思想准备，也不期望。出于这种理由，用两个性能指标描述双车道公路服务质量，一个是跟驰时间百分比，一个是平均行程速度。n跟驰时间百分比表示衡量交通的自由、
7、舒适和方便的程度。跟驰时间百分比由于不能超车，车辆在慢速车后面，成队行驶时间的平均百分率。在野外测量跟驰时间百分比很困难。然而，可用在有代表性的路段以车头时距小于3s行进的时间百分比作为替代测量。n平均行程速度反映双车道公路的机动性。平均行程速度是在选定时间内，公路路段的长度除以路段上双向所有车辆的平均行程时间。n一般公路的可达行最重要，机动性次之，服务水平只用跟驰时间百分比定义，平均行程时间次之。服务水平标准采用这两种性能测度，干线双车道公路的机动性最为重要，用跟车时间百分比和车辆平均行程速度定义服务水平。计算行车速度计算行车速度80km/h的双车道公的双车道公路服务水平分级指标表路服务水平
8、分级指标表 服务水平等级延误率（%）速 度km/h饱和度（视距不足比例%）3030-7070一 30 760.150.130.12二 60 670.400.340.31三 80 580.640.600.57四 100 48 481.01.01.0计算行车速度计算行车速度60km/h的双车道公的双车道公路服务水平分级指标表路服务水平分级指标表 服务水平等级延误率（%）速 度km/h视距不足比例%3030-7070一 30 650.150.130.11二 60 560.380.320.28三 80 480.580.480.43四 100 40 401.01.01.0通行能力基本计算公式及参数n1、
9、理想通行能力、理想通行能力n下表给出了不同计算行车速度的理想通行能力值。计算行车速度（km/h）理想通行能力值（pcu/h）802500602300402100不同计算行车速度下的速度饱和度关系图2、延误率与饱和度的关系n延误率在实际应用过程中很难观测，为了方便使用，图给出了双车道公路中延误率与饱和度之间的关系图。这样可以根据双车道公路中饱和度的情况计算延误率。2、延误率与饱和度关系图、延误率与饱和度关系图 n双车道公路延误率与饱和度存在如下式表示的关系式。nn其中， 延误率，%；ns饱和度。3、实际通行能力计算公式n双车道公路的实际通行能力计算公式如式（6-2）所示：n路面宽度对通行能力的修
10、正系数，n方向分布对通行能力的修正系数，n横向干扰对通行能力的修正系数；n重车对通行能力的修正系数。n1）路面宽度对通行能力的修正系数）路面宽度对通行能力的修正系数表给出了不同路面宽度对通行能力的修正系数，需要注意的是，尽管给出了二、三级公路的标准路面宽度和相应的理想通行能力值，但是在具体计算时，仅以9m宽二级路作为理想条件来对待，这样更便于计算。另外，由于双车道公路的路面宽度及路肩宽度不仅影响计算行车速度，而且将严重影响道路的通行能力，在此，与其他各交通设施不同，专门提出了路面宽度对通行能力的修正，而不是对计算行车速度进行修正。路面宽度对通行能力的修正系数路面宽度对通行能力的修正系数 两侧硬
11、路肩宽度合计（m）00.51.01.52.53.54.5行车道宽度（m）3.03.253.53.75修正系数0.520.560.841.001.161.321.482）方向分布对通行能力的修正系数方向分布（%）50/5055/4560/4065/3570/301.000.970.940.910.883）横向干扰对通行能力的修正系数横向干扰对通行能力的修正系数 横向干扰等级123450.950.850.750.650.554）交通组成对通行能力的修正系数n交通组成对通行能力的修正系数按照式进行计算。n 双车道公路的车辆折算系数双车道公路的车辆折算系数 计算行车速度（km/h）交通量（辆/h）车辆
12、折算系数（小客车为1.0）中型车大型车拖挂车拖拉机8014001.52.03.03.028002.53.53.54.528001.53.03.04.06012002.03.04.04.024003.05.05.06.024002.54.04.05.04010002.54.56.0/20005.58.08.0/20004.07.07.0/ 通行能力分析n运行状态p确定服务水平n规划设计p验证服务水平运行状况分析n1、数据要求、数据要求n进行双车道公路运行状况分析所需资料如下：n1）高峰小时交通量，或者观测小时交通量及高峰小时系数；n2）交通特性，包括交通组成：大、中、小型车以及拖挂车、拖拉机所占
13、的百分比，横向干扰，街道化程度，方向分布情况等；n3）道路特性，包括分析路段长度，路面宽度及其它几何线形数据等。2、运行状况分析步骤 设计和规划分析n1、数据要求、数据要求n设计分析需要的资料包括预测的双方向设计小时交通量及其交通流特性描述方面的数据。同时，还需要事先假设计算行车速度和路面宽度等规划和设计数据。如果需要对设计方案进行详细的运行状况分析，则还需要假设道路平、纵线形的有关资料。n通常进行设计分析所需的数据如下 n1）预测设计年限的年平均日交通量AADT；n2）在考虑分析路段地形条件的基础上，假设道的道路特性，包括分析路段长度，计算行车速度、路面宽度及其它几何线形数据等。n3）假设的
14、交通特性，包括交通组成：大、中、小型车以及拖挂车、拖拉机所占的百分比，横向干扰，街道化程度，方向分布情况等；n相比之下，规划分析的数据要求相对较粗，通常需要如下数据：n预测设计年限的年平均日交通量AADT；n预测大、中型车和拖挂车在交通中所占百分比；n规划路段的横向干扰情况。2、规划和设计分析步骤n明确已知条件：设计年限的年平均日交通量AADT、规划路段地形条件，假设路面宽度、交通组成、横向干扰等；n2）计算规划、设计条件所需的最大服务交通量：nA）将设计年限的年平均日交通量按照下式换算成为设计小时交通量。n nB）将预测的双方向设计小时交通量，按照下式，利用15分钟高峰小时系数折算成为15分
15、钟高峰小时交通量 nC）假定路面宽度；根据假定的横向干扰资料，nD）确定路面宽度修正系数；查表，确定横向干扰修正系数；按照式，根据上一步骤确定的交通组成和各车型的车辆折算系数，计算交通组成修正系数； 算例算例1n设一条双车道乡村公路具有每小时180辆的高峰小时流率，并且具有以下特征：设计速度60公里/小时,车道宽度8米，路肩宽度1.5米，山岭地形，不准超车区80%，横向干扰等级为2等，长度10公里；方向分布60/40，货车5%n问：运行状态如何？n解：fHV=1/(1+5%*(3.0-1)=0.91nfw=1.00，fd=0.94,fL=0.85nVP=180/(0.91*1.00*0.94*
16、0.85)=248n60km/h C=2300nVP/C=248/2300=0.11nP=0.30n一级服务水平上限算例算例2n具有年平均日交通量6600辆/日，设计系数k=0.2,位于平原区的双车道，交通增长率为10%，PHF=0.90;若高峰期内服务水平达到四级，就扩宽成四车道公路。问：扩建在多少年内完成？n解：6600*0.2/0.90=1468n80KM/H:ln(2500/1468)/ln1.1=7年n60KM/H:ln(2300/1468)/ln1.1=5年HCM2000l理想条件理想条件n基本条件包括：n车道宽度3.6m，n路肩净宽1.8m，n没有不准超车区段，n全为小客车，n不
17、妨碍直行交通，如交通控制或车辆转弯，n平原地形n交通流双向分配为50/50，也列为基本条件。 输入：几何数据需求交通量现场测量的速度（SFM）或基本自由流速度（BFFS）BFFS校正： 车道宽 路肩宽 进出口密度现场测量速度校正： 流率 重车需求交通量对平均速度的校正： 高峰小时系数 重车 坡度需求交通量对跟驰时间%的校正： 高峰小时系数 重车 坡度确定LOS和其他性能平均运行速度如 果 是BFFS如 果 是SFM计算自由流速度计算流率计算平均行程速度跟驰时间%计算流率计算跟驰时间%I类双双车道公路服道公路服务水平水平标准准服务水平跟驰时间百分数平均行程速度（km/时）ABCDE3535-50
18、50-6565-80809080-9070-8060-7060注：流率超过路段通行能力时是F级服务水平。II类双双车道公路服道公路服务水平水平标准准服务水平跟驰时间百分数ABCDE4040-5555-7070-8585注：流率超过路段通行能力时，是F级服务水平。自由流速度自由流速度nFFS 估计自由流速度（km/h）；nBFFS 基本自由流速度（km/h）；nfLS 车道宽度和路肩宽度的修正，参见图表20-5；nfA 出入口数量修正，参见图表20-6。表表车道道宽度和路肩度和路肩宽度修正度修正值（fLS）车道宽度车道宽度（m）自由流速度的减少值自由流速度的减少值路肩宽度（路肩宽度（m）0.00
19、.60.61.1.2 21.21.1.21.8 81.82.73.03.03.33.33.33.66001200120003003006006001.001.001.000.710.930.99双向、定向路段双向、定向路段纵坡坡对跟跟驰时间百分数的修正系数百分数的修正系数双向交通流流率双向交通流流率范范围（辆小客小客车/小小时）定向交通流流率范定向交通流流率范围（辆小客小客车/小小时）地形地形平原平原丘陵丘陵06006001200120003003006006001.001.001.000.770.941.00双向、定向路段用于确定跟双向、定向路段用于确定跟驰时间百分数的百分数的货车和旅游和旅
20、游车的小客的小客车当量当量值车型型双向交通流双向交通流率范率范围（辆小客小客车/小小时）定向交通流定向交通流率范率范围（辆小客小客车/小小时）地形地形平原平原 丘陵丘陵货车ET06006001200120003003006006001.11.11.01.81.51.0旅游旅游车ER06006001200120003003006006001.01.01.01.01.01.0双向、定向路段用于确定速度的双向、定向路段用于确定速度的货车和旅和旅游游车的小客的小客车当量当量值车型双向交通流率范围（辆小客车/小时）定向交通流率范围（辆小客车/小时）地形平原丘陵货车ET060060012001200030
21、03006006001.71.21.12.51.91.5旅游车ER06006001200120003003006006001.01.01.01.11.11.1跟驰百分率跟驰百分率n式中：nPTSF 跟驰时间百分数，nBPTSF 双向合计交通流的基本跟驰时间百分数，nfd/np 交通流方向分布和禁止超车区比例对跟驰时间百分数的综合影响修正。n双向路段上，交通方向分布和禁止超双向路段上，交通方向分布和禁止超车区百分比区百分比对跟跟驰时间百分数影响的修正系数百分数影响的修正系数fd/np双向交通流率vp (辆小客车/时)跟驰时间百分数增加值(%)禁止超车区（）020406080100方向分布（50/
22、50）20040060080014002000260032000.00.00.00.00.00.00.00.010.112.411.29.03.61.81.10.717.219.016.012.35.52.91.60.920.222.718.714.16.73.72.01.121.023.819.714.57.34.12.31.221.824.820.515.47.94.42.41.4方向分布（60/40）2004006008001400200026001.60.50.00.00.00.00.011.811.711.57.63.72.30.917.216.215.210.35.43.41.42
23、2.520.718.913.07.13.61.923.121.519.813.77.64.02.123.722.220.714.48.14.32.2方向分布（70/30）200400600800140020002.81.10.00.00.00.013.412.511.67.73.81.419.117.315.410.55.64.924.822.019.113.37.43.525.222.620.014.07.93.925.523.220.914.68.34.2方向分布（80/20）200400600800140020005.12.50.00.00.00.017.515.814.09.34.62
24、.424.321.518.612.76.73.431.027.123.216.08.74.531.327.623.916.59.14.731.628.024.517.09.54.9方向分布（90/10）20040060080014005.62.40.00.00.021.619.016.310.95.529.425.621.814.87.837.232.227.218.610.037.432.527.619.010.437.632.828.019.410.7平均行程车速平均行程车速ATS 双向合并交通流的平均行程速度（km/h），f n p 禁 止 超 车 区 比 例 修 正vp 高峰15分钟小
25、客车当量流率禁止超禁止超车区比例区比例对双向路段的平均行程速度影响的修正双向路段的平均行程速度影响的修正值fnp双向需求交通流率vp（辆小客车/时）平均行程速度减少值（km/h）禁止超车区百分比（）02040608010002004006008001000120014001600180020002200240026002800300032000.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.01.02.72.52.21.81.30.90.90.80.80.80.80.80.80.80.80.02.34.33.83.12.52.01.41.
26、31.11.01.01.01.01.00.90.90.03.85.74.93.93.22.61.91.71.61.41.41.31.31.21.11.00.04.26.35.54.33.63.02.32.11.81.61.51.51.41.31.11.00.05.67.36.24.94.23.42.72.42.11.81.71.71.61.41.31.1算例算例3n公路公路 I类双车道公路路段类双车道公路路段n问题问题 双向路段在高峰小时的服务水平是多少双向路段在高峰小时的服务水平是多少？n实际情况实际情况 n1600辆辆/小时（双向交通量）货车和公共汽车占小时（双向交通量）货车和公共汽车占1
27、4%n高峰小时系数高峰小时系数 PHF0.95 丘陵地形丘陵地形 n路肩宽路肩宽 1.2米禁止米禁止 超车区百分比超车区百分比 50n方向分布方向分布 50/50 旅游车辆比例旅游车辆比例 4n基本自由流速度基本自由流速度 100km/h车道宽车道宽 3.4米米n路段长度路段长度 10km 出入口密度出入口密度 20个个/km算例算例4n公路公路 景点和旅游线路上的II类双车道公路路段n问题问题 双向路段的服务水平是多少？n实际情况实际情况n1050辆/小时（双向交通量），5的货车和公共汽车，n高峰小时系数 PHF0.85，丘陵地区，n路肩宽0.6米，禁止超车区百分比为 60n方向分布 70/30，旅游车比例 7n基本自由流速度 90km/h，车道宽 3.0米n路段长度 10km，出入口密度 6个/km算例算例5n公路公路 I类双车道公路路段n问题问题 重型车方向的服务水平是多少？n实际情况实际情况 n1,200辆/时（分析方向交通量），14的货车和公共汽车，n4%的旅游车，基本自由流速度 100km/hn车道宽 3.3米，路段长度 10kmn出入口个数 12个/km，对向交通量400辆/小时n高峰小时系数 PHF0.95，丘陵地区n路肩宽1.2米，禁止超车区百分比 50重点重点n交通特征n服务水平指标n速度和通行能力影响因素n服务水平计算
