一级公路基本路段通行能力.pdf

一级公路基本路段一级公路基本路段通行能力通行能力主要内容主要内容?概述概述?基本路段通行能力主要影响因素基本路段通行能力主要影响因素?基本路段通行能力与服务水平基本路段通行能力与服务水平?规划和设计通行能力分析规划和设计通行能力分析?算例分析算例分析?相应课题研究成果相应课题研究成果概概概概 述述述述?一级公路定义：一级公路定义：概述概述一级公路指供汽车分向、分车道行驶，并可以根据需要控制出入的多车道公路。(1)四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000-30000辆；(2)六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量25000-55000辆。一级公路设计采用的服务水平为二级，设计速度为100、80、60km/h。?(1)设计速度100km/h?(2)路基宽度24.5m?(3)路面宽度15m（27.5m）?(4)中间带宽度3m?(5)路肩宽度：?硬路肩2.5m?土路肩0.75m?(6)视距大于160m?(7)地形平原微丘?(8)交通流均为小客车?(9)街道化程度无标准化道路条件标准化道路条件概述概述一级公路的交通特性一级公路的交通特性概述概述交通组成特性交通组成特性小客车为主要车型，其次为轻型车、中型车、大型车及微型车，摩托车数量较多，尤以南方沿海经济发达区为甚。速度特性速度特性当交通量较小时，决定一级公路车辆运行速度的主要影响因素为道路线形、车辆性能及车道数，交通组成及交通流量居于次席；反之，交通组成及交通流量对车速影响较大。小时交通量变化明显，这一点与城市道路相似。车头时距特性车头时距特性外侧车道（靠路肩车道）与内侧车道的车头时距分布相比，离散的多，其常见值的频率一般仅为内侧车道的1/5。也就是说靠近路肩车道的流量较低，这是因为，除了性能较差的车辆或满载的重型车辆外，一般的驾驶员均愿意使用中间车道和靠近中央分隔带的内侧车道。交通量时间分布特性交通量时间分布特性一级公路的交通特性一级公路的交通特性概述概述PHF=高峰小时交通量/（4高峰15分钟流率）基本路段通行能力主要影响因素分析基本路段通行能力主要影响因素分析基本路段通行能力主要影响因素分析基本路段通行能力主要影响因素分析街道化程度街道化程度出入口数量出入口数量道路横断面形式道路横断面形式大型车及两轮摩托车大型车及两轮摩托车横向干扰因素横向干扰因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素支路进出主路的车辆数（EEV=1.0）路侧停靠的机动车辆数（PSV=0.8）路侧行人数及横穿公路行人数（PED=0.6）路侧非机动车数量（SMV=0.4）一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素?(1)当车辆从支路进出主路时，司机为了避免发生撞车事故而降低车速，致使交通流速度受到较大影响；?(2)所观测的路段多为郊区国道和省道，观测点在野外，路侧与横穿公路的行人较少，自行车及兽力车等非机动车也较少，故对交通流速度影响较小。?四个因素影响程度不同的原因分析：四个因素影响程度不同的原因分析：横向干扰因素横向干扰因素 实测统计，当路侧街道化程度从无到完全街道化时，内侧车道、中间车道、外侧车道上的小客车速度平均分别下降约18%、14%和20%。一级公路所遇到的横向干扰主要来自平面交叉口，尤其是穿越城镇时通过的各出入口对其影响甚大。在约2km的试验路段，随着出入口数量从0变化到7，其车辆运行速度从86km/h降至48km/h，降幅约40%。街道化程度对车速的影响街道化程度对车速的影响出入口数量对车速的影响出入口数量对车速的影响一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素横断面形式分类横断面形式分类中央分隔：有中央分隔带、无中央分隔带车道数：双向4车道、双向6车道横断面形式对车速的影响横断面形式对车速的影响有中央分隔带公路内侧车道车速明显高于无分隔带公路。横断面形式对速度的影响较横向干扰对车速的影响小。车道数对速度的影响不甚明显。道路横断面形式对车速的影响道路横断面形式对车速的影响一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路大型车对车流速度的影响较大。实测大型车混入率达到10%时，小客车速度平均下降约20%。一级公路摩托车对外侧车道车流速度的影响较大。实测摩托车比率达到30%时，小客车速度平均下降约35%。大型车及两轮摩托车对车速的影响大型车及两轮摩托车对车速的影响大型车对车速的影响大型车对车速的影响两轮摩托车对车速的影响两轮摩托车对车速的影响一级公路基本路段通行能力主要影响因素一级公路基本路段通行能力主要影响因素基本路段通行能力与服务水平基本路段通行能力与服务水平基本路段通行能力与服务水平基本路段通行能力与服务水平1.基本通行能力1.基本通行能力一级公路基本路段通行能力推荐值（一级公路基本路段通行能力推荐值（pcu/h/ln）一级公路基本路段通行能力一级公路基本路段通行能力?又称理论通行能力，是指在规定的道路交通条件下，一条车道的一个断面单位小时能够通过的最大车辆数。车道内侧车道中间车道外侧车道备注基本通行能力200020002000-150013001100有中间带设计通行能力1300-1000无中间带2.实际条件下通行能力2.实际条件下通行能力peHVwbffffCC=一级公路基本路段通行能力一级公路基本路段通行能力受限车道宽度和侧向净空影响修正系数；(一般当车道宽度为3.75m时，取1.00，为3.50m时，取0.96)；重型车辆修正系数；横向干扰影响修正系数；驾驶员总体特征影响因素修正系数(通常取1.0)。wfHVfPfPfef 一级公路通行能力影响因素修正系数（一级公路通行能力影响因素修正系数（fc）wf横向干扰内侧车道中间车道外侧车道备注一级0.9-1.0-干扰较小二级0.8-0.90.8-0.9-干扰中等三级-0.6-0.70.6-0.7干扰较大四级-0.5-0.6干扰严重cwHVepfffff=注：通行能力综合影响系数一级公路基本路段通行能力一级公路基本路段通行能力一级公路基本路段服务水平一级公路基本路段服务水平?服务水平影响因素分析服务水平影响因素分析服务水平影响因素分析服务水平影响因素分析?(1)驾驶员选择行驶速度的自由度、驾驶员的疲劳程度和心理紧张程度；?(2)交通流密度与车辆平均运行速度；?(3)汽车运行速度等经济因素；?(4)交通事故率。?车流密度?平均运行速度?交通流状态(V/C比)?最大服务流率一级公路基本路段服务水平一级公路基本路段服务水平?服务水平评价指标服务水平评价指标服务水平评价指标服务水平评价指标HCM2000服务水平分级标准服务水平分级标准113km/h设计车速97km/h设计车速80km/h设计车速服务水平密度运行车速（km/h）V/CMSV运行车速（km/h）V/CMSV运行车速（km/h）V/CMSVA891.70.3670080.50.33650-B1285.30.54110077.20.50100067.60.45850C1980.50.71140070.80.65130062.80.601150D2664.40.87175064.40.80160056.30.761450E4248.31.00230045.11.00200048.31.001900F4248.3CC45.1CCCCMSV为理想条件下每一车道的最大服务流量（）；C为变量不定值。pcu/h/ln pcu/h/ln pcu/h/ln pcu/km/ln pcu/h/ln 一级公路基本路段服务水平一级公路基本路段服务水平黑龙江工程学院黑龙江工程学院 汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院计算行车速度（100km/h）计算行车速度（80km/h）计算行车速度（60km/h）服务水平等级密度速度km/hV/C最大服务流率速度km/hV/C最大服务流率速度km/hV/C最大服务流率一7960.33700780.31550600.27400二15870.621300700.551050570.57850三20800.761500650.681300520.701050四404052521.00210047471.018003840不稳定 40不稳定 40不稳定 35不稳定 30%混入率 50%混入率 70%混入率 服务水平等级密度 速度 SFL 密度 速度 SFL 密度 速度 SFL 一 10 80 1800 9 74 650 8 70 550 二 16 78 1200 14 68 950 13 63 800 三 22 65 1400 19 60 1150 18 57 1050 35 48 1700 32 46 1500 29 44 1300 四 35 不稳定 32 不稳定 29 不稳定 注：密度单位为 pcu/km/ln，速度单位为 km/h，SFL 表示每车道服务流率(pcu/h)。混合车流服务水平分级指标表混合车流服务水平分级指标表一级公路基本路段服务水平一级公路基本路段服务水平规划和设计阶段通行能力分析规划和设计阶段通行能力分析规划和设计阶段通行能力分析规划和设计阶段通行能力分析分析方法分析方法 单向设计小时交通量DDHV单向设计小时交通量DDHVDDHV=AADTKDK：设计小时交通量系数，是指设计高峰小时交通量占年平均日交通量的百分率;D：方向分布系数。计算每一方向所需车道数计算每一方向所需车道数 通行能力验算通行能力验算 评估规划设计效果，寻求最优设计方案评估规划设计效果，寻求最优设计方案 N=DDHV/(V/C)iC0wHVepffff规划和设计阶段通行能力分析规划和设计阶段通行能力分析算算算算 例例例例 分分分分 析析析析例：郊区多车道一级公路设计例：郊区多车道一级公路设计设计标准：设计标准：平原地形，全长10公里，有中央分隔带，无不准超车路段，设计车速100km/h，标准车道宽，足够的路肩净空，预期运送单向设计小时交通量为1800pcu/h/ln，高峰小时系数采用0.9，交通组成：微型车10%，中型货车比例30%，大型货车比例5%，小客车55%，方向分布均匀，驾驶员经常往返两地，横向干扰二级。各种车型的车辆换算系数各种车型的车辆换算系数算例分析算例分析汽车代表车型小客车微型车中型车大型车车辆折算系数1.01.21.52.0题解题解:计算综合影响系数fHV =1/1+pi（Ei-1）=1/1+0.1(1.2-1)+0.3(1.5-1)+0.05(2-1)=0.8197=1.0 0.8197 0.91.0=0.7377计算单向所需车道数 所以，N=DDHV/(V/C)i=1800/2000 0.65 0.7377=1.882由于一级公路设计服务水平取二级，又知其设计速度为100km/h，查表表2.15可知，V/C为0.65。由题意，fw=1.0，fP=1.0，fe=0.9(表2.9)，E微型=1.2，E中型=1.5，E大型=2.0，=1800/0.9=2000pcu/h/ln，C0C0fCfC确定该一级公路应修建成双向4车道。cwHVepfffff=算例分析算例分析相应课题研究成果相应课题研究成果相应课题研究成果相应课题研究成果105国道中山段交通组成国道中山段交通组成2轮摩托车7%微型车14%小客车44%中型车29%大型车6%全挂车0%交通组成特性交通组成特性107国道深圳段交通组成国道深圳段交通组成微型车10%小客车39%中型车40%全挂车0%大型车9%2轮摩托车2%交通组成特性交通组成特性点速度频率直方图点速度频率直方图051015202530频数（辆）6062646668707274速度（km/h）速度特性速度特性点速度频率分布曲线点速度频率分布曲线051015202530355055606570758085速度（km/h）频数（辆）速度特性速度特性点速度累计频率曲线点速度累计频率曲线15%位车速=64.0km/h85%位车速=68.5km/h15%位车速=64.0km/h85%位车速=68.5km/h00.10.20.30.40.50.60.70.80.915560657075速度（km/h）累积频率速度特性速度特性实测车头时距分布实测车头时距分布020406080100120140024681012141618202224262830车头时距（秒）频 数内侧车道中间车道外侧车道车头时距特性车头时距特性小时交通流变化图小时交通流变化图02004006008001000120014007891011121314151617时间（h）流量（辆/h/车道）车道1车道2交通量小时变化交通量小时变化短期流量和小时流量关系短期流量和小时流量关系高峰小时流率 15min流率02004006008001000120014001:452:002:152:302:453:003:153:303:45时间（下午）流率（辆/h）交通量小时变化交通量小时变化街道化程度对运行速度的影响街道化程度对运行速度的影响0102030405060708090020406080100120街道化程度(%)速度(km/h)内侧车道中间车道外侧车道线性(内侧车道)线性(中间车道)线性(外侧车道)通行能力主要影响因素分析通行能力主要影响因素分析出入口数量与速度之关系出入口数量与速度之关系010203040506070809010002468出入口数量速度(km/h)通行能力主要影响因素分析通行能力主要影响因素分析出入口转弯车辆干扰正常交通流出入口转弯车辆干扰正常交通流通行能力主要影响因素分析通行能力主要影响因素分析大型车对运行速度的影响大型车对运行速度的影响02040608010012005101520大型车比例（%）速度（km/h）通行能力影响因素分析通行能力影响因素分析两轮摩托车对车流速度的影响两轮摩托车对车流速度的影响020406080100120020406080两轮摩托车比例(%)速度(km/h)通行能力影响因素分析通行能力影响因素分析部分一级公路混合交通流回归拟合出的流量部分一级公路混合交通流回归拟合出的流量-速度模型速度模型混入率（%）路段大中型车摩托车流量-速度模型最大流量（辆/h/车道）12315Q-0.76V259.9V11802206Q-0.61V255.3V125332225Q-0.72V256.5V10584175Q-0.57V252.3V12085208Q-0.73V256.9V1110通行能力影响因素分析通行能力影响因素分析不控制出入多车道公路通行能力影响因素修正系数不控制出入多车道公路通行能力影响因素修正系数横向干扰内侧车道中间车道外侧车道备注一级0.9-1-干扰较小二级08-0.90.8-0.9-干扰中等三级-0.6-0.70.6-0.7干扰较大四级-0.5-0.6干扰严重通行能力修正系数通行能力修正系数?一级公路定义、标准化条件、交通特性一级公路定义、标准化条件、交通特性?一级公路车流的影响因素（横向干扰、街道化程度、出入口数量、横断面形式、大型车及两轮摩托车）一级公路车流的影响因素（横向干扰、街道化程度、出入口数量、横断面形式、大型车及两轮摩托车）?通行能力计算通行能力计算?服务水平分析服务水平分析?规划和设计阶段通行能力分析方法规划和设计阶段通行能力分析方法本章小结本章小结本章小结本章小结