《雙車道通行能力》PPT課件.ppt

1、雙車道公路-通行能力分析8,交通工程教研室,基本內(nèi)容,雙車道公路 交通特征 理想條件 自由流速度影響因素 服務(wù)水平指標(biāo)及分析 通行能力分析,雙車道公路,雙車道公路是供車輛分向、分車道行駛，行車道數(shù)量為2的公路。鄉(xiāng)村雙車道公路的鋪砌和易達(dá)性，我國(guó)公路網(wǎng)中最普遍的一種公路形式。 雙車道公路的每個(gè)行車方向有一條車道，車行道沒(méi)分隔。當(dāng)視距和對(duì)向車流中的間隙有可能時(shí)，借用對(duì)向車道超越慢速車,雙車道公路橫斷面形式及幾何數(shù)據(jù),雙車道公路交通特性,1）雙車道公路的每條車道用于一個(gè)方向的交通，只有在視距和對(duì)向交通流間隔允許的情況下，車輛才可占用對(duì)向車道，超越慢速車輛。具體過(guò)程見(jiàn)圖,雙車道公路中任一方向的車輛在行

2、駛過(guò)程中，不僅受到同向車輛的制約，還受到對(duì)向車流的影響,2）超車需求隨著交通量的增加而增加，而進(jìn)入對(duì)向車道伺機(jī)超車的能力卻因交通量的增加而減少。隨著交通量的增大，駕駛員必須調(diào)整自己的車速，減少超車。 3）幾何特征會(huì)對(duì)運(yùn)行速度有較大影響 4）混合交通，車型中會(huì)有畜力車等慢行車，受慢行車運(yùn)行影響較大。 5）速度是敏感參數(shù)，受流量的變化非常敏感，可以表征雙車道公路營(yíng)運(yùn)質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo),雙車道公路速度流量關(guān)系示意圖,雙車道公路理想條件,設(shè)計(jì)速度大于或等于80km/h； 車道寬度大于或等于4.50m 側(cè)向凈空寬大于或等于1.75米 在公路上無(wú)不準(zhǔn)超車區(qū) 交通流中全部為小型車 兩個(gè)方向交通量之比為50/50

3、 對(duì)過(guò)境交通沒(méi)有橫向干擾且交通秩序良好 處于平原微丘區(qū)地形,二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)條件,三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)條件,自由流速度影響因素,1）路面寬度的影響,2）地形條件的影響,地形條件主要影響交通流的自由流速度，其不同等級(jí)的影響大約為5km/h，即平原區(qū)的自由流速度分別比丘陵和山嶺區(qū)高5 km/h和10 km/h,3）交通組成的影響 在雙車道公路，交通組成與多車道公路一樣復(fù)雜，分為小型車、中型車、大型車、拖掛車、拖拉機(jī)進(jìn)行交通組成的分析,4）橫向干擾的影響 影響一般公路通行能力的因素很多，尤其是混合交通條件下，影響因素遠(yuǎn)比國(guó)外的交通情況復(fù)雜,服務(wù)水平指標(biāo)體系,盡管都是雙車道公路，由于二級(jí)公路和三級(jí)公路在擔(dān)負(fù)的功能

4、上有所區(qū)別，因此，在建立評(píng)價(jià)其服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)體系時(shí)也就有所不同。 二級(jí)公路是城市間的主要連接道路，或者是連接高速公路的主要道路，其使用者追求一定的機(jī)動(dòng)性，因此，其服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)是運(yùn)行速度和延誤率； 而三級(jí)公路主要連接小城鎮(zhèn)，或作為農(nóng)村道路，主要解決的是可達(dá)性的問(wèn)題，因此，其使用者并不強(qiáng)調(diào)快速，服務(wù)水平指標(biāo)也就不采用運(yùn)行速度，而僅采用延誤率。延誤率是指車頭時(shí)距小于等于6s的車輛所占全部車輛的百分比，以此來(lái)衡量車輛運(yùn)行的自由度,連接重要交通源或服務(wù)于州（國(guó)家）公路網(wǎng)的干線雙車道公路，機(jī)動(dòng)性是其主要功能。這種路線服務(wù)于長(zhǎng)距離的商貿(mào)和旅游交通，很長(zhǎng)的路段通過(guò)鄉(xiāng)村，沒(méi)有交通控制中斷交通。這種設(shè)施，希望

5、保持高速運(yùn)行，超車延誤少。 雙車道公路也服務(wù)于風(fēng)景區(qū)和旅游區(qū)，在這類地區(qū)，景致和環(huán)境對(duì)游玩很有意義，希望沒(méi)有交通中斷，沒(méi)有延誤。希望道路安全，對(duì)高速行車，沒(méi)思想準(zhǔn)備，也不期望。出于這種理由，用兩個(gè)性能指標(biāo)描述雙車道公路服務(wù)質(zhì)量，一個(gè)是跟馳時(shí)間百分比，一個(gè)是平均行程速度,跟馳時(shí)間百分比表示衡量交通的自由、舒適和方便的程度。跟馳時(shí)間百分比由于不能超車，車輛在慢速車后面，成隊(duì)行駛時(shí)間的平均百分率。在野外測(cè)量跟馳時(shí)間百分比很困難。然而，可用在有代表性的路段以車頭時(shí)距小于3s行進(jìn)的時(shí)間百分比作為替代測(cè)量。 平均行程速度反映雙車道公路的機(jī)動(dòng)性。平均行程速度是在選定時(shí)間內(nèi)，公路路段的長(zhǎng)度除以路段上雙向所有車

6、輛的平均行程時(shí)間。 一般公路的可達(dá)行最重要，機(jī)動(dòng)性次之，服務(wù)水平只用跟馳時(shí)間百分比定義，平均行程時(shí)間次之。服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)采用這兩種性能測(cè)度，干線雙車道公路的機(jī)動(dòng)性最為重要，用跟車時(shí)間百分比和車輛平均行程速度定義服務(wù)水平,計(jì)算行車速度80km/h的雙車道公路服務(wù)水平分級(jí)指標(biāo)表,計(jì)算行車速度60km/h的雙車道公路服務(wù)水平分級(jí)指標(biāo)表,通行能力基本計(jì)算公式及參數(shù),1、理想通行能力 下表給出了不同計(jì)算行車速度的理想通行能力值,不同計(jì)算行車速度下的速度飽和度關(guān)系圖,2、延誤率與飽和度的關(guān)系,延誤率在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中很難觀測(cè)，為了方便使用，圖給出了雙車道公路中延誤率與飽和度之間的關(guān)系圖。這樣可以根據(jù)雙車道公路

7、中飽和度的情況計(jì)算延誤率,2、延誤率與飽和度關(guān)系圖,雙車道公路延誤率與飽和度存在如下式表示的關(guān)系式。 其中，延誤率，%； s飽和度,3、實(shí)際通行能力計(jì)算公式,雙車道公路的實(shí)際通行能力計(jì)算公式如式（6-2）所示,路面寬度對(duì)通行能力的修正系數(shù)， 方向分布對(duì)通行能力的修正系數(shù)， 橫向干擾對(duì)通行能力的修正系數(shù)； 重車對(duì)通行能力的修正系數(shù),1）路面寬度對(duì)通行能力的修正系數(shù)表給出了不同路面寬度對(duì)通行能力的修正系數(shù)，需要注意的是，盡管給出了二、三級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)路面寬度和相應(yīng)的理想通行能力值，但是在具體計(jì)算時(shí)，僅以9m寬二級(jí)路作為理想條件來(lái)對(duì)待，這樣更便于計(jì)算。另外，由于雙車道公路的路面寬度及路肩寬度不僅影響計(jì)

8、算行車速度，而且將嚴(yán)重影響道路的通行能力，在此，與其他各交通設(shè)施不同，專門(mén)提出了路面寬度對(duì)通行能力的修正，而不是對(duì)計(jì)算行車速度進(jìn)行修正,路面寬度對(duì)通行能力的修正系數(shù),2）方向分布對(duì)通行能力的修正系數(shù),3）橫向干擾對(duì)通行能力的修正系數(shù),4）交通組成對(duì)通行能力的修正系數(shù),交通組成對(duì)通行能力的修正系數(shù)按照式進(jìn)行計(jì)算,雙車道公路的車輛折算系數(shù),通行能力分析,運(yùn)行狀態(tài) 確定服務(wù)水平 規(guī)劃設(shè)計(jì) 驗(yàn)證服務(wù)水平,運(yùn)行狀況分析,1、數(shù)據(jù)要求 進(jìn)行雙車道公路運(yùn)行狀況分析所需資料如下： 1）高峰小時(shí)交通量，或者觀測(cè)小時(shí)交通量及高峰小時(shí)系數(shù)； 2）交通特性，包括交通組成：大、中、小型車以及拖掛車、拖拉機(jī)所占的百分比，

9、橫向干擾，街道化程度，方向分布情況等； 3）道路特性，包括分析路段長(zhǎng)度，路面寬度及其它幾何線形數(shù)據(jù)等,2、運(yùn)行狀況分析步驟,設(shè)計(jì)和規(guī)劃分析,1、數(shù)據(jù)要求 設(shè)計(jì)分析需要的資料包括預(yù)測(cè)的雙方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量及其交通流特性描述方面的數(shù)據(jù)。同時(shí)，還需要事先假設(shè)計(jì)算行車速度和路面寬度等規(guī)劃和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。如果需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)行狀況分析，則還需要假設(shè)道路平、縱線形的有關(guān)資料,通常進(jìn)行設(shè)計(jì)分析所需的數(shù)據(jù)如下 1）預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量AADT； 2）在考慮分析路段地形條件的基礎(chǔ)上，假設(shè)道的道路特性，包括分析路段長(zhǎng)度，計(jì)算行車速度、路面寬度及其它幾何線形數(shù)據(jù)等。 3）假設(shè)的交通特性，包括交通組成：

10、大、中、小型車以及拖掛車、拖拉機(jī)所占的百分比，橫向干擾，街道化程度，方向分布情況等,相比之下，規(guī)劃分析的數(shù)據(jù)要求相對(duì)較粗，通常需要如下數(shù)據(jù)： 預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量AADT； 預(yù)測(cè)大、中型車和拖掛車在交通中所占百分比； 規(guī)劃路段的橫向干擾情況,2、規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析步驟,明確已知條件：設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量AADT、規(guī)劃路段地形條件，假設(shè)路面寬度、交通組成、橫向干擾等,2）計(jì)算規(guī)劃、設(shè)計(jì)條件所需的最大服務(wù)交通量： A）將設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量按照下式換算成為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量,B）將預(yù)測(cè)的雙方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，按照下式，利用15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)折算成為15分鐘高峰小時(shí)交通量,C）假定路面寬度

11、；根據(jù)假定的橫向干擾資料， D）確定路面寬度修正系數(shù)；查表，確定橫向干擾修正系數(shù)；按照式，根據(jù)上一步驟確定的交通組成和各車型的車輛折算系數(shù)，計(jì)算交通組成修正系數(shù),算例1,設(shè)一條雙車道鄉(xiāng)村公路具有每小時(shí)180輛的高峰小時(shí)流率，并且具有以下特征：設(shè)計(jì)速度60公里/小時(shí),車道寬度8米，路肩寬度1.5米，山嶺地形，不準(zhǔn)超車區(qū)80%，橫向干擾等級(jí)為2等，長(zhǎng)度10公里；方向分布60/40，貨車5% 問(wèn)：運(yùn)行狀態(tài)如何,解：fHV=1/(1+5%*(3.0-1)=0.91 fw=1.00，fd=0.94,fL=0.85 VP=180/(0.91*1.00*0.94*0.85)=248 60km/h C=230

12、0 VP/C=248/2300=0.11 P=0.30 一級(jí)服務(wù)水平上限,算例2,具有年平均日交通量6600輛/日，設(shè)計(jì)系數(shù)k=0.2,位于平原區(qū)的雙車道，交通增長(zhǎng)率為10%，PHF=0.90;若高峰期內(nèi)服務(wù)水平達(dá)到四級(jí)，就擴(kuò)寬成四車道公路。問(wèn)：擴(kuò)建在多少年內(nèi)完成,解：6600*0.2/0.90=1468 80KM/H:ln(2500/1468)/ln1.1=7年 60KM/H:ln(2300/1468)/ln1.1=5年,HCM2000l理想條件,基本條件包括： 車道寬度3.6m， 路肩凈寬1.8m， 沒(méi)有不準(zhǔn)超車區(qū)段， 全為小客車， 不妨礙直行交通，如交通控制或車輛轉(zhuǎn)彎， 平原地形 交通流

13、雙向分配為50/50，也列為基本條件,I類雙車道公路服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn),注：流率超過(guò)路段通行能力時(shí)是F級(jí)服務(wù)水平,II類雙車道公路服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn),注：流率超過(guò)路段通行能力時(shí)，是F級(jí)服務(wù)水平,自由流速度,FFS 估計(jì)自由流速度（km/h）； BFFS 基本自由流速度（km/h）； fLS 車道寬度和路肩寬度的修正，參見(jiàn)圖表20-5； fA 出入口數(shù)量修正，參見(jiàn)圖表20-6,表車道寬度和路肩寬度修正值（fLS,出入口密度修正值（fA,交通流率,vp 高峰15分鐘小客車當(dāng)量流率（輛小客車/時(shí)）， V 高峰小時(shí)需求交通量（輛/時(shí)）， PHF 高峰小時(shí)系數(shù)， fG 縱坡修正系數(shù)， fHV 重型車組成修正系數(shù),雙

14、向、定向路段縱坡對(duì)行程車速的修正系數(shù),雙向、定向路段縱坡對(duì)跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)的修正系數(shù),雙向、定向路段用于確定跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)的貨車和旅游車的小客車當(dāng)量值,雙向、定向路段用于確定速度的貨車和旅游車的小客車當(dāng)量值,跟馳百分率,式中： PTSF 跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)， BPTSF 雙向合計(jì)交通流的基本跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)， fd/np 交通流方向分布和禁止超車區(qū)比例對(duì)跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)的綜合影響修正,雙向路段上，交通方向分布和禁止超車區(qū)百分比 對(duì)跟馳時(shí)間百分?jǐn)?shù)影響的修正系數(shù)fd/np,平均行程車速,ATS 雙向合并交通流的平均行程速度（km/h）， fnp 禁止超車區(qū)比例修正 vp 高峰15分鐘小客車當(dāng)量流率,禁止超車

15、區(qū)比例對(duì)雙向路段的平均行程速度影響的修正值fnp,算例3,公路 I類雙車道公路路段 問(wèn)題 雙向路段在高峰小時(shí)的服務(wù)水平是多少？ 實(shí)際情況 1600輛/小時(shí)（雙向交通量）貨車和公共汽車占14% 高峰小時(shí)系數(shù) PHF0.95 丘陵地形 路肩寬 1.2米禁止 超車區(qū)百分比 50 方向分布 50/50 旅游車輛比例 4 基本自由流速度 100km/h車道寬 3.4米 路段長(zhǎng)度 10km 出入口密度 20個(gè)/km,算例4,公路 景點(diǎn)和旅游線路上的II類雙車道公路路段 問(wèn)題 雙向路段的服務(wù)水平是多少？ 實(shí)際情況 1050輛/小時(shí)（雙向交通量），5的貨車和公共汽車， 高峰小時(shí)系數(shù) PHF0.85，丘陵地區(qū)， 路肩寬0.6米，禁止超車區(qū)百分比為 60 方向分布 70/30，旅游車比例 7 基本自由流速度 90km/h，車道寬