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1、交通工程交通工程(Traffic Engineering )授课人：王智超授课人：王智超土木工程与力学学院土木工程与力学学院第五章第五章第五章第五章道路通行能力分析道路通行能力分析9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程目 录 (contents)5-1 5-1 5-1 5-1 道路通行能力和服务水平道路通行能力和服务水平道路通行能力和服务水平道路通行能力和服务水平5-2 5-2 5-2 5-2 道路路段通行能力道路路段通行能力道路路段通行能力道路路段通行能力5-3 5-3 5-3 5-3 交织区与匝道的通行能力交织区与匝道的通行能力交织区与匝道的通行能力交织区与匝道的通行能力5-4
2、5-4 5-4 5-4 平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力-9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-1 道路通行能力和服务水平道路通行能力和服务水平n通行能力通行能力主要反映了道路服务的数量或负荷能力主要反映了道路服务的数量或负荷能力; ;n服务水平服务水平主要反映了道路服务的质量或满意程度主要反映了道路服务的质量或满意程度5-1-1 5-1-1 道路通行能力道路通行能力( (道路容量）道路容量）1.基本概念基本概念在在在在一一一一定定定定的的的的时时时时间间间间段段段段内内内内和和和和在在在在通通通通常常常常的的的的道道道道路路路路、
3、交交交交通通通通、管管管管制制制制条条条条件件件件下下下下，能能能能合合合合理理理理的的的的期期期期望望望望人人人人和和和和车车车车辆辆辆辆通通通通过过过过道道道道路路路路某某某某一一一一断断断断面面面面或地点的或地点的或地点的或地点的最大交通体数量最大交通体数量。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程2.通行能力和交通量通行能力和交通量两两两两者者者者都都都都是是是是单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内通通通通过过过过道道道道路路路路某某某某断断断断面面面面的的的的交交交交通通通通体体体体数数数数量。量。量。量。u通通行行能能力力反反映映了了道道路路的的容容量量,是是道道路路容
4、容纳纳性性能能的的一一种量度种量度；u交交通通量量反反映映了了道道路路实实际际负负荷荷交交通通的的数数量量大大小小，是是交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。3.道路通行能力分析的主要目的道路通行能力分析的主要目的l确确确确定定定定某某某某道道道道路路路路设设设设施施施施在在在在通通通通常常常常条条条条件件件件下下下下能能能能容容容容纳纳纳纳的的的的最最最最大大大大交交交交通通通通量量量量l确确定定在在保保持持与与规规定定运运行行特特性性相相适适应应的的条条件件下下，某某道路设施所能容纳的最大交通量道路设施所能容纳的最大交通量9/7/2024交通工
5、程交通工程交通工程交通工程4.道路通行能力分析的作用道路通行能力分析的作用确确定定新新建建道道路路的的等等级级、性性质质、主主要要技技术术指指标标和和线形几何要素线形几何要素确确定定现现有有道道路路系系统统或或某某一一路路段段所所存存在在的的问问题题，针针对对问问题题提提出出改改进进方方案案和和措措施施，为为道道路路改改建建和和改善提供依据改善提供依据作作为为交交通通枢枢纽纽的的规规划划、设设计计及及交交通通设设施施配配置置的的依据依据为为制制定定交交通通组组织织、交交通通疏疏导导、交交通通引引导导、交交通通量量均均衡衡、交交通通总总量量控控制制和和综综合合治治理理等等交交通通系系统统管理方案
6、提供依据管理方案提供依据为为制制定定交交通通管管理理、交交通通控控制制方方案案，以以及及交交通通渠渠化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5.影响因素影响因素道道路路条条件件:车车车车道道道道宽宽宽宽度度度度、车车车车道道道道数数数数、侧侧侧侧向向向向净净净净空空空空、附附附附加加加加车车车车道道道道、几几几几何何何何线线线线形形形形、视视视视距距距距、坡坡坡坡度度度度和和和和设设设设计计计计车车车车速速速速交交通通条条件件:车车车车流流流流中中中中的的的的车车车车辆辆辆辆组组组组成成成成、车车车车道道道
7、道分分分分布布布布、方向分布方向分布方向分布方向分布管制条件管制条件:交通法规、控制方式、管理措施交通法规、控制方式、管理措施交通法规、控制方式、管理措施交通法规、控制方式、管理措施环环境境条条件件:街街街街道道道道化化化化程程程程度度度度、商商商商业业业业化化化化程程程程度度度度、横横横横向向向向干扰、非交通占道干扰、非交通占道干扰、非交通占道干扰、非交通占道气候条件气候条件:风、雨、雪、雾等恶劣天气风、雨、雪、雾等恶劣天气风、雨、雪、雾等恶劣天气风、雨、雪、雾等恶劣天气规定运行条件规定运行条件:计算通行能力的限制条件计算通行能力的限制条件计算通行能力的限制条件计算通行能力的限制条件9/7/
8、2024交通工程交通工程交通工程交通工程通行能力的分类通行能力的分类根据道路设施和交通根据道路设施和交通体的不同体的不同机动车道通行能力、非机动车道通行能机动车道通行能力、非机动车道通行能力、人行道通行能力力、人行道通行能力根据车辆运行状态的根据车辆运行状态的特征不同特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力能力根据通行能力的性质根据通行能力的性质和使用要求的不同和使用要求的不同基本通行能力、实际通行能力、实用通基本通行能力、实际通行能力、实用通行能力（设计通行能力）行能力（设计通行能力）
9、基基本本通通行行能能力力：其其含含义义是是“理理想想条条件件”下下，公公路路设设施施在在四四级级服服务务水水平平时时所所能能通通行行的的最最大大小小时时交交通通量量，即即理理论论上上所所能能通通行行的的最最大大小小时时交交通通量量。 通通常常以以高高速速公公路路上上观观测测到到的的最最大大交交通通量为基准量为基准( (理想、理论通行能力理想、理论通行能力) ) 实实际际通通行行能能力力：其其含含义义是是根根据据该该设设施施具具体体的的公公路路几几何何构构造造、交交通通条条件件以以及及交交通通管管理理水水平平，对对基基本本通通行行能能力力按按实实际际公公路路条条件件、交交通通条条件件等等进进行行
10、相相应应修修正正后后的的小小时时交交通通量量。 是是现现实实条条件件道道路上的最大交通量（可能通行能力）路上的最大交通量（可能通行能力） 设设计计通通行行能能力力：其其含含义义是是设设计计某某一一公公路路设设施施时时，根根据据对对交交通通运运行行质质量量的的要要求求，即即在在一一定定服服务务水水平平要要求求下下，公公路路设设施施所所能能通通行行的的最最大大小小时时交交通通量量。因因此此，设设计计通通行行能能力力与与选选取取的的服服务务水水平级别有关。平级别有关。 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）是道路规划、设计的依据（实用通行能力）9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程三者间的
11、关系三者间的关系各种修正系数各种修正系数指定服务水平指定服务水平下的下的V/C比比9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程高速公路（控制进入）的基本路段；高速公路（控制进入）的基本路段；不控制进入的多车道公路路段；不控制进入的多车道公路路段；不控制进入的双车道公路路段；不控制进入的双车道公路路段；混合交通双车道公路路段；混合交通双车道公路路段；匝道，包括匝道主线连接部分；匝道，包括匝道主线连接部分；交织区；交织区；无信号控制的平面交叉；无信号控制的平面交叉；信号控制的平面交叉；信号控制的平面交叉；市区及近郊干线道路。市区及近郊干线道路。需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分需分
12、别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-1-2 5-1-2 道路服务水平道路服务水平1.基本概念基本概念道道路路使使用用者者根根据据交交通通状状态态，从从速速度度、舒舒适适、方方便便、经经济济和和安安全全等等方方面面得得到到的的服服务务程程度度，即即在在某某种种交交通通条条件件下下所所提提供供运运行服务的服务质量。行服务的服务质量。2.服务流率与评价指标服务流率与评价指标服服务务流流率率: 在在通通常常的的道道路路条条件件、交交通通条条件件和和管管制制条条件件下下，在在给给定定时时间间周周期期内内保保持持规规定定的的服服务务水水平平，合合理
13、理地地期期望望人人或或车车辆辆通通过过一一条条车车道道或或道道路路的的一一点点或或均均匀匀断断面面，所所能能达达到到的的最最大大小时流量。小时流量。评评价价指指标标: 行行车车速速度度和和运运行行时时间间; 车车辆辆行行驶驶时时的的自自由由程程度度; 交交通通受受阻阻或或干干扰扰的的程程度度,以以及及行行车车延延误误和和每每公公里里停停车车次次数数等等; 行行车车安安全全性性; 行行车车的的舒舒适适性性和和乘乘客客满满意意的的程程度度; 经济性。经济性。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程各类公路设施评价服务水平的主要参数各类公路设施评价服务水平的主要参数公路设施类型公路设施类型评
14、价服务水平的主要参数评价服务水平的主要参数高速公路和一级公路的路段高速公路和一级公路的路段互通式立体交叉的匝道及其交织区互通式立体交叉的匝道及其交织区密度（密度（pcu/(kmln)）和和V/C密度密度和和交通量交通量（pcu/(hln)）80km/h、60km/h的二级公路路段的二级公路路段延误率（延误率（%）和和平均速度平均速度（km/h）40km/h的三级公路路段的三级公路路段(含含40km/h的山区二级公路路段的山区二级公路路段)延误率（延误率（%）平面交叉（无信号控制）平面交叉（无信号控制）延误（延误（s）收费站收费站延误（延误（s）和和车辆排队数（辆）车辆排队数（辆）pcu当量小汽
15、车（当量小汽车（passenger car unit）ln 车道数车道数9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程3.服务水平分级服务水平分级美美国国分分为为六六级级：A A级级级级 自自自自由由由由流流流流；B B级级级级 低低低低密密密密稳稳稳稳定定定定流流流流；C C级级级级 中中中中密密密密稳稳稳稳定定定定流流流流；D D级级级级 高高高高密密密密稳稳稳稳定定定定流流流流；E E级级级级 接接接接近近近近饱饱饱饱和和和和状状状状态；态；态；态；F F级级级级 过饱和状态。过饱和状态。过饱和状态。过饱和状态。服务服务水平水平双车道公路（平原地形）双车道公路（平原地形）市区干线道路市
16、区干线道路信号交叉口信号交叉口时间延误率时间延误率(%)平均行驶速度平均行驶速度(km/h)平均行驶速度平均行驶速度(km/h)每辆车停车延误每辆车停车延误(s)A3093565.0B4588455.115.0C60833515.125.0D75802725.140.0E75722140.160.0F1007260.0美国道路设施服务水平标准美国道路设施服务水平标准9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程LOS ALOS BLOS CLOS DLOS ELOS F美国道路设施服务水平标准美国道路设施服务水平标准9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程流量流量速速度度自由流自由流
17、稳稳 定定 流流强制流强制流0ABC不稳定流不稳定流DEF9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程我国分为四级：我国分为四级：一级、二级、三级、四级。一级、二级、三级、四级。一级、二级、三级、四级。一级、二级、三级、四级。LOS ILOS IIILOS IILOS IV9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-2 道路路段通行能力道路路段通行能力5-2-1 5-2-1 基本通行能力基本通行能力l基基本本通通行行能能力力：道道路路与与交交通通处处于于理理想想条条件件下下，每每一一条条车道（或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。车道（或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。
18、l理理想想道道路路条条件件：车车道道宽宽度度不不小小于于3.75米米，侧侧向向余余宽宽不不小小于于1.75米米，纵纵坡坡平平缓缓并并有有足足够够的的行行车车视视距距、良良好好的的平平面面线形和路面状况。线形和路面状况。l理理想想交交通通条条件件：车车流流组组成成为为单单一一的的标标准准型型汽汽车车，在在一一条条车车道道上上，比比相相同同的的速速度度连连续续行行驶驶，车车辆辆之之间间均均保保持持与与车车速速相相适适应应的的最最小小安安全全车车头头间间隔隔，且且流流向向分分配配均均衡衡，无任何方向干扰。无任何方向干扰。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程t0t0l0l0l反反l制制l安
19、安l车车计算的最大交通量为计算的最大交通量为: : 行驶车辆之间的最小安全间距为：行驶车辆之间的最小安全间距为：l安安一一般般取取用用2m,t可可取取1s, 附附着着系系数数与与轮轮胎胎花花纹纹、路路面面粗粗糙糙度度、平平整整度度、表表面面湿湿度度、行行车车速速度度等等因因素素有有关关(如如表表5-9)。车车辆辆长度对于小汽车采用长度对于小汽车采用6m,对于解放牌汽车采用对于解放牌汽车采用12m: 9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-2
20、-2 5-2-2 实际通行能力实际通行能力实实际际通通行行能能力力是是在在实实际际的的道道路路和和交交通通条条件件下下,单单位位时间内通过道路上某一点的时间内通过道路上某一点的最大可能交通量最大可能交通量。式中：式中：CP可能通行能力可能通行能力 CB基本通行能力基本通行能力 fi各项修正系数各项修正系数(道路道路和和交通交通条件的修正系数条件的修正系数)道道路路条条件件:1)车车道道数数修修正正系系数数fN；2)车车道道宽宽度度修修正正系系数数fw；3)侧侧向向净净空空受受限限修修正正系系数数fcw；4)车车道道硬硬路路肩肩宽宽度度修修正正fsw；5)交交通通组组成成修修正正系系数数fHV；
21、6)方方向向分分布布修修正正系系数数fd；7)路路侧侧干干扰扰修修正正系系数数ff；8)平平面面交交叉叉修正系数修正系数fj ；9)驾驶员条件对通行能力的修正系数驾驶员条件对通行能力的修正系数fp 。交通条件交通条件: :使不同类型的车辆换算为同一车型。使不同类型的车辆换算为同一车型。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程1 1）高速公路：）高速公路：fN：六车道及其以上取：六车道及其以上取0.98一一0.99； fp：通常在：通常在0.95一一1.00之间。之间。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程2 2）一级公路路段：）一级公路路段：fN：取：取0.95一一0.97；
22、 fp：通常在：通常在0.95一一1.00之间。之间。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程3 3）二级公路、三级公路：）二级公路、三级公路：9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-2-3 5-2-3 设计（或规划）通行能力设计（或规划）通行能力设设计计通通行行能能力力是是由由不不同同服服务务水水平平规规定定条条件件下下的的通通行行能能力力，也也就就是是要要求求道道路路所所承承担担的的服服务务交交通通量量，通通常常作为道路规划和设计的依据：作为道路规划和设计的依据：在公路设计中，原则上：在公路设计中，原则上：高速公路和一级公路高速公路和一级公路采用二级服务水平进行设计；采
23、用二级服务水平进行设计；二级公路、三级公路和平面交叉二级公路、三级公路和平面交叉采用三级服务水平设计；采用三级服务水平设计；四四级级公公路路为为支支线线公公路路和和地地方方公公路路，主主要要提提供供短短途途的的可可达达性性运运输输服服务务，因因此此，四四级级公公路路服服务务水水平平不不作作规规定定，可可视视其其用用途、作用、目的等需求而确定。途、作用、目的等需求而确定。 9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程例例5-1 某某微微丘丘地地区区四四个个道道高高速速公公路路设设计计车车速速100km/h,路路基基宽宽26m，其其中中两两侧侧路路肩肩与与路路绿绿带带均均为为0.75m,硬硬路
24、路肩肩均均为为3m中中央央分分隔隔带带2m，纵纵坡坡为为1，设设计计小小时时交交通通量量为为小小汽汽车车2400辆辆，大大中中型型汽汽车车480辆辆，特特大大型型汽汽车车70辆辆.试试求求该该路路有有无无超超过过其其通通行行能能力力,如无其服务水平如何如无其服务水平如何?解：先进行交通员换算解：先进行交通员换算, ,按表按表5-19,5-19,经内插计算分别为经内插计算分别为再求算实际条件下通行能力，由表再求算实际条件下通行能力，由表5-15-1得知得知查修正系数查修正系数: :9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程计算实际通行能力计算实际通行能力: :近似取为近似取为: :再计算负
25、荷度再计算负荷度: :查表，得知二级查表，得知二级V VC C0.68,0.68,故其服务水平为二级。故其服务水平为二级。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程例例5-2 一一四四车车道道高高速速公公路路，设设计计速速度度为为100km/h，单单向向高高峰峰小小时时交交通通量量=1800veh/h，大大型型车车占占40%，车车道道宽宽 3.50m，侧侧向向净净空空为为1.75m，紧紧挨挨行行车车道道两两边边均均有有障障碍碍物物，重重丘丘地地形形。分分析析其其服服务务水水平平，问问其其达达到到可可能能通通行行能能力力之之前前还还可可增增加加多多少少交交通通量量。实地观测的平均速度为实地
26、观测的平均速度为56km/h。解：为求服务水平要计算解：为求服务水平要计算VC：（l）查表）查表5-1220，得诸修正系数，得诸修正系数 （2）计算）计算VC（3）该公路服务水平属三级）该公路服务水平属三级9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程4 4）求求算算达达到到可可能能通通行行能能力力前前可可增增加加的的交交通通量量行行车车道道的的可可能能通行能力通行能力: :达到可能通行能力前可增加的交通量达到可能通行能力前可增加的交通量V V：9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-3 交织区与匝道的通行能力交织区与匝道的通行能力5-3-1 5-3-1 交织区基本概念交织区基本
27、概念1.定定义义：交交交交织织织织路路路路段段段段是是是是指指两两股股或或两两股股以以上上交交通通流流运运行行总总方方向向基基本本相相同同的的车车流流，先先实实现现合合流流而而后后分分流流的的整整个个运运行过程所需的路段行过程所需的路段。交织路段图示交织路段图示(50m(50m交织区长度交织区长度600m)600m)9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程2.2.交织区分类：交织区分类：简单交织区和多重交织区两类。简单交织区和多重交织区两类。u简简单单交交织织区区：由由单单一一汇汇合合点点连连着着单单一一分分离离点点形形成；成；u多多重重交交织织区区：由由1 1个个汇汇合合点点连连着着
28、2 2个个分分离离点点，或或2 2个汇合点连着个汇合点连着1 1个分离点。个分离点。通常也可简单分通常也可简单分类和类和类：类：类交织区示意图类交织区示意图类交织区示意图类交织区示意图9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程3.3.交织运行特性交织运行特性交交织织区区的的车车流流运运行行关关键键在在于于车车辆辆运运行行的的交交织织操操作作，它它影影响响到行驶车速、车头时距以及行车安全。到行驶车速、车头时距以及行车安全。交交织织长长度度和和交交织织断断面面车车道道数数是是交交织织运运行行效效率率的的2 2个个主主要要参参数。数。随交织流量的增加，交织区的运行效率会下降。随交织流量的增加，
29、交织区的运行效率会下降。交织区交织区流量之和为流量之和为：Q总总=Q01+Q02+Qw1+Qw2交织流量比：交织流量比：VR =(Qw1+Qw2)/Q总总设：设：Qw1Qw2，则，则交织比：交织比：r= Qw1/Qw29/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-3-2 5-3-2 交织区通行能力和速度计算交织区通行能力和速度计算1.1.通行能力的计算通行能力的计算 交交织织区区的的通通行行能能力力和和运运行行速速度度同同交交织织区区长长度度、车车道道数数、交交织织流流量量比比、总总交交通通量量及及交交织织区区车车道道构构造造等因素有关。等因素有关。式中：式中：rs 交交织织区区类类型型
30、修修正正系系数数，其其中中：类类交交织织区区rs =0.95，类交织区类交织区rs =1.0。rN 交织区内车道数修正系数；交织区内车道数修正系数；rL 交织区长度修正系数。交织区长度修正系数。0.128ln(L)+0.181rVR 交织流量比修正系数交织流量比修正系数9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程2.2.速度的计算速度的计算 公公式式表表明明：交交织织区区运运行行速速度度同同交交织织区区长长度度、车车道数正相关，与交织流量比、总交通量负相关。道数正相关，与交织流量比、总交通量负相关。式中：式中： SW 交织车辆的平均行驶速度交织车辆的平均行驶速度 SnW 非交织车辆的平均行
31、驶速度非交织车辆的平均行驶速度 VR 交通量比值，交通量比值， V 交织区内总流量交织区内总流量 N 交织区内车道总数交织区内车道总数 L 交织区段长度交织区段长度 9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程3.3.交织区段服务水平交织区段服务水平 评价交织区运行质量的因素有密度、流速和流率，但最重要的是行车密度和V/C。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-3-3 5-3-3 匝道的通行能力匝道的通行能力1. 1. 匝匝道道的的定定义义：是是联联系系不不同同高高程程上上两两条条交交叉叉线线路路、供供两两线线路路车车辆辆实实现现方方向向转转换换的的连连接接道道路路。一一般般
32、有有一一个个入入口口和和一一个个出出口口，由由于于线线形形变变化化较较大大且且常常有有纵纵坡坡和小半径的转弯，故通行能力较正常路段要低。和小半径的转弯，故通行能力较正常路段要低。2 2匝道的形式、类型匝道的形式、类型基本形式：基本形式：右转、左转右转、左转特殊形式：特殊形式：定向定向 对角线对角线 单向单车道单向单车道 单向双车道单向双车道3.3.运运行行特特征征：有有出出入入口口车车辆辆的的运运行行及及其其在在匝匝道道上上的的运运行行，包包括括分分流流、合合流流、交交织织运运行行，亦亦有有加加速速、减减速速运运行行，上上坡坡、下下坡坡，小小曲曲线线甚甚至至反反向向曲曲线线的的运运行行。单单向
33、向单车道匝道不允许超车。单车道匝道不允许超车。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程4.4.匝道的通行能力计算匝道的通行能力计算1) 实际条件下，自由流速度FV的可按下式计算：FV0按匝道转弯半径计算的行车速度（按匝道转弯半径计算的行车速度（km/h）；）；FFVW行车宽度修正系数（行车宽度修正系数（ km/h ）；）；FFVV视距修正系数（视距修正系数（ km/h ）；）；FFVSL纵坡修正系数（纵坡修正系数（ km/h ）；）；FFVS分隔带修正系数（分隔带修正系数（ km/h ）；）；FFVUD驶入道路修正系数（驶入道路修正系数（ km/h ）。）。式中：式中：9/7/2024
34、交通工程交通工程交通工程交通工程2) 2) 按匝道转弯半径计算的行车速度按匝道转弯半径计算的行车速度FVFV0 0利用线性设计的基本公式：R 匝道最小曲率半径（匝道最小曲率半径（m）；）； i 匝道最大超高横坡度（匝道最大超高横坡度（% ）；）；最大侧向力系数，一般采用最大侧向力系数，一般采用0.12。式中：式中：3）匝道通行能力计算）匝道通行能力计算9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程l合合流流 两两两两股股股股分分分分开开开开的的的的车车车车流流流流运运运运行行行行于于于于同同同同一一一一方方方方向向向向，合合合合并并并并成成成成一一一一股车流的过程；股车流的过程；股车流的过程
35、；股车流的过程；l分流分流 一股单独的交通流分成两股或多股车流；一股单独的交通流分成两股或多股车流；一股单独的交通流分成两股或多股车流；一股单独的交通流分成两股或多股车流；l合合合合流流流流、分分分分流流流流部部部部分分分分的的的的通通通通行行行行能能能能力力力力是是是是指指高高速速公公路路与与匝匝道道连接部分的通行能力连接部分的通行能力。5-3-4 5-3-4 匝道与主线连接处的通行能力匝道与主线连接处的通行能力合流、分流、交织示意图合流、分流、交织示意图9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程高速公路组成和影响范围高速公路组成和影响范围9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工
36、程匝道交通量匝道交通量Vr驶入匝道上游主路单向交通量驶入匝道上游主路单向交通量Vf主路单向最大交通量主路单向最大交通量Vf与相邻上游和（或）下游匝道的距离与相邻上游和（或）下游匝道的距离Du、Dd相邻上游和（或）下游匝道的交通量相邻上游和（或）下游匝道的交通量Vu、Vd匝道型式（驶入还是驶出、在连接处的匝道车道数等）匝道型式（驶入还是驶出、在连接处的匝道车道数等）分合流点通行能力的相关因素分析：分合流点通行能力的相关因素分析： 一一般般分分析析计计算算连连接接处处通通行行能能力力时时，要要分分析析三三个个关键交通量：关键交通量：汇合交通量汇合交通量Vm：用于驶入匝道用于驶入匝道分离交通量分离交
37、通量Vd：用于驶出匝道用于驶出匝道主线交通量主线交通量Vf：用于任何汇合或分离点用于任何汇合或分离点9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程合流部分的通行能力：合流部分的通行能力：V1=136+0.345Vf-0.115Vr式中：式中：式中：式中：V V1高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量 V Vf高速公路总交通量高速公路总交通量高速公路总交通量高速公路总交通量 V Vr匝道交通量匝道交通量匝道交通量匝道交通量适用条件：适用条件：l4 4车车车车道道道道高高高高速速速速公公公公路路路路上上上上单单单单车车车车道道道道驶驶驶驶入入入入
38、匝匝匝匝道道道道( (不不不不是是是是环环环环形形形形) )，有有有有或没有加速车道；或没有加速车道；或没有加速车道；或没有加速车道；l在在在在610610米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时；米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时；米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时；米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时；l使使使使 用用用用 交交交交 通通通通 量量量量 范范范范 围围围围 ： V Vf=4003400pcu/h, =4003400pcu/h, V Vr=50 =50 1500pcu/h1500pcu/h。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程分流部分通行能力：分流部分通行能力：V1=16
39、5+0.345Vf+0.52Vr式中：式中：式中：式中：V V1高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量高速公路外侧车道交通量 V Vf高速公路总交通量高速公路总交通量高速公路总交通量高速公路总交通量 V Vr匝道交通量匝道交通量匝道交通量匝道交通量适用条件：适用条件：l4 4车车车车道道道道高高高高速速速速公公公公路路路路上上上上单单单单车车车车道道道道驶驶驶驶出出出出匝匝匝匝道道道道，有有有有或或或或没没没没有有有有减减减减速速速速车道车道车道车道l在在在在975975米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时米范围内没有相邻上游驶入匝道
40、存在时米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时l使使使使 用用用用 交交交交 通通通通 量量量量 范范范范 围围围围 ： V Vf=4004200pcu/h, =4004200pcu/h, V Vr=50 =50 1500pcu/h9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-4 平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力5-4-1 5-4-1 概述概述1.基本概念基本概念两两条条不不同同方方向向的的车车流流通通过过平平交交路路口口时时会会产产生生车车流流的的交交叉叉,平交路口可能通过的最大交通量就是平交路口可能通过的最大交通量就是平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力.它它不不仅仅与与交交叉
41、叉口口所所占占面面积积、形形状状、入入口口引引道道车车道道条条数数、车车道道宽宽度度、几几何何线线形形及及环环境境条条件件有有关关，而而且且受受相相交交车车流流通通过过交交叉口的叉口的运行方式交通管理措施运行方式交通管理措施等方面的影响。等方面的影响。2.分类分类根根据据车车流流的的运运行行方方式式,平平交交路路口口分分为为不不加加任任何何交交通通管管制制的的交叉口交叉口、中央设圆形岛的环形交立口中央设圆形岛的环形交立口和和设置色灯信号设置色灯信号叉口叉口。 9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-4-2 5-4-2 无信号管制的交叉口通行无信号管制的交叉口通行能力能力无无无无信信
42、信信号号号号交交交交叉叉叉叉口口口口的的的的交交交交通通通通控控控控制制制制方方方方式式式式多多多多运运运运用用用用优优优优先先先先规规规规则则则则控控控控制制制制，因因因因此此此此，可可可可以以以以根根根根据据据据可可插插间间隙隙理理论论计计算算此此此此类类类类交交交交叉叉叉叉口口口口的通行能力。的通行能力。十字形交叉路口通行能力计算方法：十字形交叉路口通行能力计算方法：式中：式中：式中：式中：QQ非非非优先的次干道上可以通过的交通量非优先的次干道上可以通过的交通量非优先的次干道上可以通过的交通量非优先的次干道上可以通过的交通量 QQ优优主干道优先通行的双向交通量主干道优先通行的双向交通量主
43、干道优先通行的双向交通量主干道优先通行的双向交通量 主干道车辆到达率主干道车辆到达率 可供次干道车辆穿越主干道车流的临界车头时距可供次干道车辆穿越主干道车流的临界车头时距 次干道上车辆间的最小车头时距次干道上车辆间的最小车头时距9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程次干道通行能力次干道通行能力*（pcu/h）*次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的采用时间间隔采用时间间隔(s)主干道双向交通量主干道双向交通量(pcu/h)值值值值8001000120014001600停车停车标志标志852001401007545752
44、501901401108065316250200160125让路让路标志标志733502501851359563*33525520015053*440360290230美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值路别路别主干道为双车道主干道为双车道主干道为四车道主干道为四车道主干道主干道400500650100015002500支路支路25020010010050259/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程T行交叉路口交通流向图行交叉路口交通流向图式中：式中：式中：式中：次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头时距次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头
45、时距 1优先车流的最小车头时距优先车流的最小车头时距优先车流的最小车头时距优先车流的最小车头时距 2非优先车流的最小车头时距非优先车流的最小车头时距非优先车流的最小车头时距非优先车流的最小车头时距9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-4-3 5-4-3 环形交叉口通行能环形交叉口通行能力力l常常规规环环形形交交叉叉口口 中中中中心心心心岛岛岛岛为为为为圆圆圆圆形形形形或或或或椭椭椭椭圆圆圆圆形形形形，直直直直径径径径一一一一般般般般在在在在25米米以以上上，交交交交织织织织段段段段长长长长度度度度和和和和交交交交织织织织角角角角大大大大小小小小有有有有一一一一定定定定要要要要求，
46、入口引道一般不扩大成喇叭形求，入口引道一般不扩大成喇叭形求，入口引道一般不扩大成喇叭形求，入口引道一般不扩大成喇叭形; ;l小小型型环环形形交交叉叉口口 中中中中心心心心岛岛岛岛的的的的直直直直径径径径小小于于25米米，引引引引道道道道入入入入口处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口口处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口口处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口口处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口; ;l微微型型环环形形交交叉叉口口 中中中中心心心心岛岛岛岛直直直直径径径径一一一一般般般般小小于于4米米，不不不不一一一一定定定定作作成成圆圆形形或或高高出出路路面面，可可以以在在路路面面上上
47、施施划划各各种种标标志志和设置交通岛，主要起引导与分隔作用。和设置交通岛，主要起引导与分隔作用。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程常规环形交叉口计算图示常规环形交叉口计算图示常常规规环环形形交交叉叉口口通通行能力计算行能力计算式中：式中：Qm交交织织段段最最大大通通行行能能力力，pcu/h l 交织段长度，交织段长度，m W交织段宽度，交织段宽度，m P交交织织段段内内参参与与交交织织车车辆辆占全部车辆的比例占全部车辆的比例 e入入口口引引道道平平均均宽宽度度，m，e=(e1+e2)/2沃尔卓普公式：沃尔卓普公式：9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程英国环境部暂行公式
48、：适当折减公式：适当折减公式：9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程小型环形交叉口通行能力小型环形交叉口通行能力计算用图计算用图 (1)英英国国运运输输与与道道路路研研究究所所(TRRL)在在所所有有进进口口引引道道交交通通量量均均呈呈饱饱和和状状态态情情况况下下，经经多多次次实实验验后后得得出出小小型型环环形形交交叉叉口口总总通通行行能能力力的的简简化计算公式化计算公式:小型环形交叉口通行能力计算小型环形交叉口通行能力计算式中：式中： Q环形交叉口总通行能力环形交叉口总通行能力W所有引道基本宽度总和所有引道基本宽度总和 A引道拓宽所增加的总面积，引道拓宽所增加的总面积，A=a K1
49、计算系数计算系数9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程 (2) (2) 纽纽纽纽卡卡卡卡塞塞塞塞(New (New Castle)Castle)根根根根据据据据TRRLTRRL公公公公式式式式作作作作进进进进一一一一步步步步简简简简化化化化，将将将将A A、WW两两两两参参参参数数数数均均均均归归归归纳纳纳纳为为为为内内内内接接接接圆圆圆圆直直直直径径径径D D，然然然然后后后后根据交叉道路条数选取根据交叉道路条数选取根据交叉道路条数选取根据交叉道路条数选取KK2值来进行调整，即值来进行调整，即值来进行调整，即值来进行调整，即式中：Q交叉口实用总通行能力 D内接圆直径(m) K2计算
50、参数Q=K2D9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-4-4 5-4-4 信号交叉口机动车信号交叉口机动车的通行能力的通行能力1.停车线法停车线法原原理理：计计计计算算算算信信信信号号号号控控控控制制制制交交交交叉叉叉叉口口口口通通通通行行行行能能能能力力力力时时时时应应应应以以以以停停停停车车车车线线线线为为控控制制断断面面，即即认认为为无无论论左左转转、直直行行还还是是右右转转，只只要要在在有有效效绿绿灯灯时时间间内内通通过过停停车车线线，就就视视为为通通过过了了交交叉口。叉口。9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程一条直行车道的通行能力一条直行车道的通行能力式中：式
51、中：式中：式中： TT信号灯周期，一般取用信号灯周期，一般取用信号灯周期，一般取用信号灯周期，一般取用606090s90s，亦有用到，亦有用到，亦有用到，亦有用到120s120sC Cs一条直行车道的设计通行能力，一条直行车道的设计通行能力，一条直行车道的设计通行能力，一条直行车道的设计通行能力，veh/hveh/h tG周期内绿灯时间，周期内绿灯时间，周期内绿灯时间，周期内绿灯时间，s s t0绿绿绿绿灯灯灯灯亮亮亮亮后后后后，第第第第一一一一辆辆辆辆车车车车启启启启动动动动、通通通通过过过过停停停停车车车车线线线线的的的的时时时时间间间间，s s，平平平平均取均取均取均取t0=2.3s=2
52、.3s ti直行车通过停车线的车头时距，直行车通过停车线的车头时距，直行车通过停车线的车头时距，直行车通过停车线的车头时距，s s折减系数，建议采用折减系数，建议采用0.9 混合车与车辆组成有关：混合车与车辆组成有关：9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程混合行驶车道的通行能力混合行驶车道的通行能力 混混混混行行行行车车车车道道道道有有有有3 3种种种种组组组组合合合合方方方方式式式式，即即即即直直左左车车道道、直直右右车车道道和和和和左左直直右右车车道道，其其其其通通通通行行行行能能能能力力力力分分分分别别别别用用用用C CSL、C CSR、C CLSR来表示，计算公式为：来表示，
53、计算公式为：来表示，计算公式为：来表示，计算公式为：式中：式中：KL左转车影响系数左转车影响系数 PL左转车占进口交通量比例左转车占进口交通量比例CSR=CSCLSR=CSLCSL=CSKL=CS(1-0.5PL)9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程专用左转和专用右转车道的通行能力专用左转和专用右转车道的通行能力CE=CS/(1-PL-PR)CL=CEPLCR=CEPR式中：CE进口通行能力CL专用左转车道通行能力CR专用右转车道通行能力CS 进口左右直行车道通行能力PL 左转车占进口交通量比例PR 右转车占进口交通量比例9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程交叉口设计通
54、行能力交叉口设计通行能力式中：式中：C交叉口设计通行能力交叉口设计通行能力 Cei某进口设计通行能力某进口设计通行能力 n交叉口进口道数交叉口进口道数9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程l冲冲突突点点法法认认认认为为为为计计计计算算算算信信信信号号号号交交交交叉叉叉叉口口口口通通通通行行行行能能能能力力力力应应应应以以以以直直直直行行行行和和和和左左左左转转转转冲冲冲冲突突突突点点点点为为为为控控控控制制制制断断断断面面面面，即即即即认认认认为为为为车车车车辆辆辆辆只只只只有有有有通通通通过过过过冲突点之后才视为通过交叉口冲突点之后才视为通过交叉口冲突点之后才视为通过交叉口冲突点之
55、后才视为通过交叉口; ;l冲冲突突点点法法提提提提出出出出以以以以直直直直行行行行和和和和左左左左转转转转车车车车辆辆辆辆通通通通过过过过冲冲冲冲突突突突点点点点的的的的通通通通行行行行能能能能力力力力与与与与右右右右转转转转通通通通行行行行能能能能力力力力之之之之和和和和作作作作为为为为通通通通过过过过交交交交叉叉叉叉口口口口的的的的通通通通行能力行能力行能力行能力. .2.冲突点法冲突点法9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程式中：式中：式中：式中： C Ci通过第通过第通过第通过第i i冲突点的（直行冲突点的（直行冲突点的（直行冲突点的（直行+ +左转）的周期通行能力左转）的周
56、期通行能力左转）的周期通行能力左转）的周期通行能力 CC交叉口设计小时通行能力交叉口设计小时通行能力交叉口设计小时通行能力交叉口设计小时通行能力 GG周期内绿灯时间周期内绿灯时间周期内绿灯时间周期内绿灯时间 mm该进口道的直行车道数该进口道的直行车道数该进口道的直行车道数该进口道的直行车道数 h hmmm条直行车道时车辆通过冲突点的车头时距条直行车道时车辆通过冲突点的车头时距条直行车道时车辆通过冲突点的车头时距条直行车道时车辆通过冲突点的车头时距m穿越空当所引起的损失时间穿越空当所引起的损失时间穿越空当所引起的损失时间穿越空当所引起的损失时间 gg直直直直行行行行车车车车流流流流中中中中一一一
57、一次次次次绿绿绿绿灯灯灯灯时时时时长长长长内内内内出出出出行行行行可可可可让让让让左左左左转转转转车车车车穿穿穿穿越越越越空空空空当的次数当的次数 冲突点法计算公式冲突点法计算公式: :9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程5-4-5 5-4-5 信号交叉口的服务水平信号交叉口的服务水平l信信信信号号号号交交交交叉叉叉叉口口口口的的的的服服服服务务务务水水水水平平平平通通通通常常常常是是是是以以以以平平平平均均均均延延延延误误误误时时时时间间间间作作作作为为为为评评评评价价价价标标标标准准准准的的的的，国国国国际际际际上上上上一一一一般般般般将将将将信信信信号号号号交交交交叉叉叉叉口
58、口口口的的的的服服服服务务务务水平分为水平分为水平分为水平分为3 3级级级级l我我我我国国国国目目目目前前前前没没没没有有有有统统统统一一一一的的的的评评评评价价价价标标标标准准准准，北北北北京京京京市市市市城城城城市市市市规规规规划划划划设计院建议采用设计院建议采用设计院建议采用设计院建议采用4 4级服务水平级服务水平级服务水平级服务水平交叉路口交叉路口服务水平服务水平相当于美国相当于美国路口服务水平路口服务水平平峰期间平峰期间服务水平服务水平高峰小时高峰小时服务水平服务水平信号周期长度信号周期长度(s)1AC3030180360100车辆的平均延误时间车辆的平均延误时间(s)(s)9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程北京市市政规划设计院建议的服务水平北京市市政规划设计院建议的服务水平服务水平服务水平路口交通负荷系数路口交通负荷系数0.60.60.90.81.01通过路口平均延误通过路口平均延误303040405050红灯时平均排队长度红灯时平均排队长度50100150150乘客与驾驶员感受乘客与驾驶员感受舒适通畅舒适通畅接近饱和接近饱和混乱状态混乱状态阻塞阻塞9/7/2024交通工程交通工程交通工程交通工程
