道路通行能力手冊(cè)第4章-高速公路基本路段

目錄TOC\o"1-3"\h\z目錄 I第四章高速公路基本路段 14.1引言 14.1.1名詞術(shù)語 14.1.2理想條件下的高速公路交通流特性 24.1.3通行能力影響因素 34.2通行能力分析方法 64.2.1通行能力分析方法流程 64.2.2計(jì)算公式與參數(shù) 74.3通行能力分析步驟 134.3.1運(yùn)行狀況分析 134.3.2設(shè)計(jì)和規(guī)劃分析 154.3.3特定縱坡路段分析方法 184.4算例分析 204.4.1算例一——基本路段的運(yùn)行狀況分析 204.4.2算例二——基本路段的設(shè)計(jì)分析 224.4.3算例三——基本路段的規(guī)劃分析 244.4.4算例四——特定縱坡路段的分析 26第四章高速公路基本路段4.1引言高速公路基本路段是指不受匝道連接點(diǎn)和合流、分流及交織流影響的高速公路路段，其位置如圖3-1所示。本章的通行能力分析程序是在以下假設(shè)條件的基礎(chǔ)上計(jì)算的：良好的路面條件；沒有交通事故；良好的氣候條件。使用本手冊(cè)時(shí)，如果這些條件不具備，分析人員應(yīng)該在考慮上述假設(shè)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、修正后，才能應(yīng)用。4.1.1名詞術(shù)語高速公路基本路段通行能力——在當(dāng)前通常的道路和交通條件下，高速公路某一斷面或均勻路段所容許通過的最大持續(xù)交通流率，通常的統(tǒng)計(jì)間隔為15分鐘或5分鐘，單位是輛/h/車道或小客車/h/車道。道路特性——指高速公路路段的幾何線形特性，包括車道寬度、車道數(shù)、左側(cè)路緣帶寬度、右側(cè)路肩寬度、計(jì)算行車速度、坡度、平曲線半徑和車道功能劃分等。交通條件——指所有影響通行能力或運(yùn)行情況的特性，包括交通組成，車道分布比例、交通管理以及駕駛員總體特性（例如，職業(yè)駕駛員與業(yè)余駕駛員、各地駕駛員之間的差別等）。應(yīng)當(dāng)注意的是，通行能力分析的某一路段，其道路特性和交通條件應(yīng)保持一致。如果道路、交通條件發(fā)生了顯著變化，則路段通行能力和運(yùn)行條件也會(huì)隨之發(fā)生變化，這時(shí)應(yīng)該對(duì)發(fā)生變化的路段進(jìn)行新的通行能力分析。另外，通行能力分析路段應(yīng)該具有一致的計(jì)算行車速度，如果由于地形條件所限，降低了計(jì)算速度，則應(yīng)該將降低計(jì)算行車速度的路段作為獨(dú)立的路段進(jìn)行通行能力分析。4.1.2理想條件下的高速公路交通流特性高速公路基本路段的理想條件包括理想道路條件和交通條件。理想道路條件是指雙向四車道高速公路，計(jì)算行車速度為120km/h，車道寬度為3.75m，硬路肩寬度為3.5m，左側(cè)路緣帶寬度為0.75m，中央分隔帶寬度為3.0m，縱坡為0，具有良好的線形；理想交通條件是指交通組成是100%的小客車，司機(jī)都是職業(yè)駕駛員。在理想條件下，典型交通流特性如圖4-1和圖4-2所示。圖4-1理想條件下高速公路基本路段的速度——流量關(guān)系圖圖4-2理想條件下高速公路基本路段的密度——流量關(guān)系圖圖4-1和圖4-2可以看到目前高速公路基本路段中交通流的兩個(gè)特性：在同樣的流量水平下，速度分布在相當(dāng)寬的一個(gè)范圍內(nèi)；在同樣的流量水平下，密度分布相對(duì)集中。在交通量小于通行能力階段，隨著流量的增大，速度呈單調(diào)遞減趨勢，一直到交通量達(dá)到通行能力。在非穩(wěn)定流階段，速度、流量和密度之間不存在必然的聯(lián)系，交通流處于紊亂狀態(tài)。鑒于以上特性，在推薦各計(jì)算速度下的交通流特征曲線時(shí)，采用的是二次曲線的形式，具體的特征曲線如圖4-3和圖4-4所示。圖4-3理想條件下速度——流量關(guān)系圖圖4-4理想條件下密度——流量關(guān)系圖4.1.3通行能力影響因素實(shí)際高速公路的道路、交通條件往往不是理想條件，其中對(duì)通行能力構(gòu)成影響的主要因素包括：車道寬度及側(cè)向凈空、車道數(shù)量、計(jì)算行車速度、交通組成和駕駛員總體特性，這些條件的變化都將引起速度—流率—密度關(guān)系發(fā)生變化。車道寬度及側(cè)向凈空影響——當(dāng)車道寬度不足3.75米時(shí)，車輛行進(jìn)時(shí)的橫向間距比在理想條件下小。為此，駕駛員將拉大與同向車輛間的行駛間距，或者降低行駛速度，以保證安全，同時(shí)也減少該路段的通行能力。當(dāng)左側(cè)路緣帶寬度和右側(cè)路肩寬度受限時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致類似的情況。車道數(shù)量影響——當(dāng)單向車道數(shù)量從理想條件下的2車道變?yōu)?車道或4車道之后，其通行能力是否按車道數(shù)成倍增加？由于車道增多，使交通量在各車道上的分布發(fā)生了明顯的變化，即使在擁擠的情況下，交通量分布也不均勻，見圖4-5。因此，每增加一條車道，其通行能力增長不到一條車道的基本通行能力，即2200小客車/h/車道，也就是說平均每車道的通行能力相對(duì)于理想條件有所下降。圖4-5車道數(shù)量的增加引起交通量在各車道的不均勻分布計(jì)算行車速度影響——當(dāng)計(jì)算行車速度低于120km/h時(shí)，高速公路的運(yùn)行條件將產(chǎn)生變化。因此，在任何特定的交通量條件下，車速觀測值都低于120km/h，其速度—流量—密度關(guān)系曲線和通行能力值也將發(fā)生相應(yīng)的變化，參見圖4-3和圖4-4。交通組成影響——由于中型車和大型車在外形尺寸和車輛行駛性能上與小客車存在顯著差別，對(duì)交通流特性造成兩方面的影響。（a）中型車和大型車比小客車占用更多的道路行駛空間。（b）中型車和大型車的加速、減速和保持速度的能力低于小客車。因此，中型車和大型車會(huì)在交通流中占用更大的動(dòng)態(tài)空間，見圖4-6、圖4-7和圖4-8所示。在長距離的持續(xù)上坡路段，中型車和大型車由于動(dòng)力特性比小客車差，不得不明顯減速，導(dǎo)致交通流中出現(xiàn)很大空隙。圖4-6大交通量條件下大型車導(dǎo)致周圍車輛行駛路線偏移圖4-7小交通量條件下大型車導(dǎo)致周圍車輛行駛路線偏移圖4-8大型車導(dǎo)致交通流中出現(xiàn)大間隙駕駛員總體特征影響——理想條件之一是駕駛員都是職業(yè)駕駛員，當(dāng)駕駛員由職業(yè)和業(yè)余駕駛員組成，或者駕駛員的技術(shù)熟練程度、遵守交通法規(guī)的程度、高速公路駕駛經(jīng)驗(yàn)、對(duì)所在高速公路的熟悉程度以及駕駛員健康狀況與理想條件存在差別時(shí)，都將使駕駛員降低車速，導(dǎo)致速度—流量—密度關(guān)系曲線和通行能力發(fā)生變化。本手冊(cè)給出了以上通行能力影響因素對(duì)通行能力造成的一般影響，各地區(qū)在沒有進(jìn)行本地的通行能力研究時(shí)，可采用本手冊(cè)的推薦值考慮各影響因素的影響。但是，由于我國幅員遼闊，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一致，所以各影響因素的影響可能因地而異，所以，在通行能力分析過程中最好對(duì)本手冊(cè)的推薦值進(jìn)行驗(yàn)證，然后再應(yīng)用。4.2通行能力分析方法4.2.1通行能力分析方法流程本節(jié)介紹高速公路基本路段通行能力分析方法的流程見圖4-9。如何應(yīng)用這些步驟進(jìn)行具體的交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行狀況分析，將在4.3節(jié)中詳細(xì)討論。圖4-9高速公路基本路段通行能力分析方法流程從圖4-9可以看到，高速公路基本路段通行能力分析都是從理想條件下的通行能力（這里通行能力是指最大通行能力或?qū)?yīng)著特定服務(wù)水平等級(jí)下的最大服務(wù)交通量）開始的，然后根據(jù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)或運(yùn)營高速公路的實(shí)際條件，對(duì)理想通行能力進(jìn)行修正，得到實(shí)際條件下的通行能力值。利用該值用于高速公路基本路段的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行狀況分析。4.2.2計(jì)算公式與參數(shù)（一）理想條件的通行能力本手冊(cè)中理想條件下的通行能力值列于表4-1。利用高速公路基本路段交通流變化的敏感參數(shù)——密度，將高速公路服務(wù)水平劃分為四級(jí)，即自由流、穩(wěn)定流上限、穩(wěn)定流和飽和流，以及處于擁擠狀態(tài)的強(qiáng)制流。理想條件下的服務(wù)水平分級(jí)情況見圖4-10和圖4-11，各計(jì)算行車速度對(duì)應(yīng)的交通流參數(shù)分別見表4-2~表4-5。表4-1理想條件下的通行能力參數(shù)計(jì)算行車速度（km/h）通行能力（小客車/h/車道）臨界密度（小客車/km）臨界速度（km/h）120220037601002200445080200050406018004540圖4-10理想條件下速度——流量圖的服務(wù)水平分級(jí)圖4-11理想條件下密度——流量圖的服務(wù)水平分級(jí)表4-2計(jì)算行車速度120km/h的高速公路服務(wù)水平分級(jí)服務(wù)水平等級(jí)密度（小客車/km/車道）速度（km/h）V/C最大服務(wù)交通量（小客車/h/車道）一級(jí)（自由流）≤7≥1090.34750二級(jí)（穩(wěn)定流上限）≤18≥910.741600三級(jí)（穩(wěn)定流）≤25≥790.982000四級(jí)（飽和流）≤37≥601.002200（強(qiáng)制流）＞37＜60表4-3計(jì)算行車速度100km/h的高速公路服務(wù)水平分級(jí)服務(wù)水平等級(jí)密度（小客車/km/車道）速度（km/h）V/C最大服務(wù)交通量（小客車/h/車道）一級(jí)（自由流）≤7≥920.30650二級(jí)（穩(wěn)定流上限）≤18≥790.641400三級(jí)（穩(wěn)定流）≤25≥710.821800四級(jí)（飽和流）≤44≥501.002200（強(qiáng)制流）＞44＜50表4-4計(jì)算行車速度80km/h的高速公路服務(wù)水平分級(jí)服務(wù)水平等級(jí)密度速度V/C最大服務(wù)交通量（小客車/km/車道）（km/h）（小客車/h/車道）一級(jí)（自由流）≤7≥740.25500二級(jí)（穩(wěn)定流上限）≤18≥660.581150三級(jí)（穩(wěn)定流）≤25≥600.751500四級(jí)（飽和流）≤50≥401.002000（強(qiáng)制流）＞50＜40表4-5計(jì)算行車速度60km/h的高速公路服務(wù)水平分級(jí)服務(wù)水平等級(jí)密度（小客車/km/車道）速度（km/h）V/C最大服務(wù)交通量（小客車/h/車道）一級(jí)（自由流）≤7≥560.22400二級(jí)（穩(wěn)定流上限）≤18≥510.50900三級(jí)（穩(wěn)定流）≤25≥470.671200四級(jí)（飽和流）≤45≥401.001800（強(qiáng)制流）＞45＜40表4-2~表4-5中的密度值分別是相應(yīng)服務(wù)水平所能容許的最大密度。同樣，表中列出的通行能力推薦值適用于我國高速公路基本路段的一般情況，當(dāng)交通量達(dá)到通行能力時(shí)，精確的密度和速度值會(huì)因地而異。另外，表中的最大服務(wù)交通量是以50輛小客車/h/車道為計(jì)數(shù)單位。（二）實(shí)際道路、交通條件修正理想通行能力按照式（4-1）計(jì)算實(shí)際道路、交通條件對(duì)通行能力的修正。 式（4-1）其中，——實(shí)際道路、交通條件下，級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的單方向條車道的服務(wù)交通量，輛/h；——理想條件下，級(jí)服務(wù)水平，計(jì)算行車速度為的單車道最大服務(wù)交通量，輛小客車/h/車道；四級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的最大服務(wù)交通量就是通行能力。——車道數(shù)影響對(duì)通行能力的修正系數(shù)；——車道寬度和測向凈空影響對(duì)通行能力的修正系數(shù)；——交通組成影響對(duì)通行能力的修正系數(shù)；——駕駛員總體特性影響對(duì)通行能力的修正系數(shù)；——高速公路單向車道數(shù)。（1）車道數(shù)影響的修正系數(shù)表4-6車道數(shù)影響的修正系數(shù)計(jì)算行車速度（km/h）雙向六車道雙向八車道1200.980.981000.980.98800.990.99600.991.00（2）車道寬度和測向凈空影響的修正系數(shù)表4-7車道寬度和側(cè)向凈空影響的修正系數(shù)道路條件計(jì)算行車速度（km/h）通行能力修正系數(shù)道路條件計(jì)算行車速度（km/h）通行能力修正系數(shù)車道寬3.5m1200.97/1000.98800.98600.98左側(cè)路緣帶0.25m1200.98左側(cè)路緣帶0.5m1200.991000.981000.99800.98800.99600.98600.99右側(cè)路肩1.0m1200.98右側(cè)路肩1.5m1200.991000.981000.99800.98800.99600.98600.99右側(cè)路肩2.0m1201.00/1001.00801.00601.00表4-7分別列出了車道寬度、左側(cè)路緣帶和右側(cè)路肩寬度不滿足理想條件時(shí)，通行能力的修正系數(shù)。當(dāng)以上三個(gè)條件中有兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)不足時(shí)，其綜合的修正系數(shù)為獨(dú)立影響情況下修正系數(shù)的乘積。如計(jì)算行車速度為120km/h，車道寬為3.5m，左側(cè)路緣帶0.25m時(shí)，其通行能力修正系數(shù)為0.970.980.95，即此種情況下通行能力降低5%；又如，計(jì)算行車速度為100km/h，車道寬為3.5m，左側(cè)路緣帶0.25m，右側(cè)路肩為1.0m時(shí)，其通行能力修正系數(shù)為0.980.980.980.94，即此種情況下通行能力降低6%。（3）交通組成影響的修正系數(shù) 式（4-2）其中， ——車型的交通量占總交通量的百分比；——車型的車輛折算系數(shù)；高速公路中車型包括中型車和大型車。表4-8高速公路基本路段小客車當(dāng)量值車型流量（輛/h/車道）坡度0%1%2%3%4%5%中≤10001.51.51.52.02.02.5型車1000~15002.52.83.43.84.55.5≥15002.52.53.03.34.04.8大型車≤10002.02.02.02.52.53.01000~15007.09.010.011.013.014.0≥15006.08.08.09.011.012.0實(shí)際上，車輛折算系數(shù)的影響因素非常多，如交通量的大小、縱坡坡度和坡長、車輛性能等。表4-8所列的小客車當(dāng)量值只適用于《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ001-97）所規(guī)定的獨(dú)立的縱坡坡度和坡長范圍，對(duì)于組合坡段的通行能力分析則應(yīng)該采用特殊的方法，詳見4.3.3。（4）駕駛員總體特性影響的修正系數(shù)駕駛員總體特征的影響是通過修正系數(shù)來反映的，取值范圍在0.85~1.00之間。駕駛員總體特征影響修正系數(shù)的使用應(yīng)該非常謹(jǐn)慎，可以通過調(diào)查工作日和休息日的交通流率和速度來確定該修正系數(shù)取值；或通過專家對(duì)道路、交通狀況的綜合分析，提出合理的修正系數(shù)。在一些情況下，可以采用的取值范圍對(duì)通行能力進(jìn)行靈敏性分析，以確定不同的駕駛員總體特征是否會(huì)嚴(yán)重影響高速公路通行能力。4.3通行能力分析步驟上節(jié)中討論的通行能力分析方法常用于解決下列各類問題：運(yùn)行狀況分析——運(yùn)行狀況分析可以針對(duì)現(xiàn)有的或擬建的高速公路進(jìn)行。運(yùn)行狀況分析是在已知詳細(xì)的道路幾何線形及交通條件的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)行狀況分析，估計(jì)現(xiàn)有的或擬建的高速公路中交通流的服務(wù)水平、速度和密度。運(yùn)行狀況分析可以用來評(píng)價(jià)高速公路運(yùn)營狀況，或采取某些改造措施后產(chǎn)生的效果，也可以用來評(píng)價(jià)高速公路的設(shè)計(jì)方案。規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析——規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析一般是根據(jù)預(yù)測交通量和幾何線形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及目標(biāo)年期望達(dá)到的服務(wù)水平作為已知條件，計(jì)算出規(guī)劃和設(shè)計(jì)中高速公路路段所需的車道數(shù)。規(guī)劃和設(shè)計(jì)相比，規(guī)劃分析中只要求交通預(yù)測和道路的平、縱線形的近似數(shù)據(jù)，對(duì)所需車道數(shù)進(jìn)行初步估算。另外，雖然規(guī)劃和設(shè)計(jì)分析本身的過程相對(duì)簡單，但是為深入分析規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案，往往需要假設(shè)詳細(xì)的交通預(yù)測資料，包括交通量高峰特性，交通組成和有關(guān)的平、縱線形資料，對(duì)路段進(jìn)行運(yùn)行狀況分析。必須指出的是：本手冊(cè)的這些分析方法只是用作指導(dǎo)性準(zhǔn)則，并不能代替可行方案的論據(jù)和決策。通過通行能力分析，只是向作決策的工程師和規(guī)劃人員提供了一些參考數(shù)據(jù)，并不等于決策本身。要進(jìn)行最后的決策，除了這些基本的、重要的數(shù)據(jù)以外，還有其他一些分析，如經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響評(píng)價(jià)等。4.3.1運(yùn)行狀況分析（一）數(shù)據(jù)要求進(jìn)行高速公路基本路段運(yùn)行狀況分析所需資料如下：高峰小時(shí)交通量，或者其它規(guī)定時(shí)間內(nèi)的小時(shí)交通量；交通特性，包括交通組成：大、中、小型車所占的百分比，15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)以及駕駛員總體特征；道路特性，包括車道數(shù)，車道寬度，側(cè)向凈空，計(jì)算行車速度和縱坡坡度等。（二）劃分分析路段在運(yùn)行狀況分析之前，應(yīng)把高速公路劃分成具有統(tǒng)一特性的路段，即上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定不變；如果某一項(xiàng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則需要?jiǎng)澐譃榱硗庖欢芜M(jìn)行分析。通常將匝道和主線的連接點(diǎn)就作為分段點(diǎn)，因?yàn)樵擖c(diǎn)的交通量會(huì)發(fā)生變化。（三）運(yùn)行狀況分析步驟運(yùn)行狀況分析是在式（4-1）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，詳細(xì)的分析步驟見圖4-12。圖4-12高速公路基本路段運(yùn)行狀況分析步驟運(yùn)行狀況分析步驟說明：將實(shí)測的小時(shí)交通量通過15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)折算成為15分鐘高峰小時(shí)交通流率。 式（4-3）其中， ——單方向?qū)嶋H高峰小時(shí)服務(wù)流率，輛/h； ——單方向觀測小時(shí)交通量，輛/h； ——15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)，具體取值見表4-9。表4-915分鐘高峰小時(shí)系數(shù)地形條件東部地區(qū)中部地區(qū)西部地區(qū)全國平均平原微丘0.9350.9260.9280.927山嶺重丘0.9010.8750.8460.874注：東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、山東、江蘇、浙江、上海、福建、廣東、廣西、海南；中部地區(qū)包括山西、內(nèi)蒙、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部地區(qū)包括四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆。根據(jù)式（4-4）計(jì)算實(shí)際道路、交通條件下的最大交通量。 式（4-4）其中，所有符號(hào)同式（4-1），各修正系數(shù)的取值可查表4-6~表4-8獲得。根據(jù)計(jì)算得到的單車道實(shí)際最大交通量和分析路段的計(jì)算行車速度，查閱表4-1中相應(yīng)的通行能力值，按照式（4-5）計(jì)算飽和度。 式（4-5）其中， ——計(jì)算行車速度的通行能力值，輛小客車/h/車道；其余符號(hào)同式（4-1）。根據(jù)計(jì)算得到的單車道實(shí)際最大交通量和分析路段的計(jì)算行車速度，查閱圖4-11中相應(yīng)的流量——密度曲線，確定分析路段的交通流密度。根據(jù)計(jì)算得到的單車道實(shí)際交通流密度和分析路段的計(jì)算行車速度，對(duì)應(yīng)表4-2~表4-5中相應(yīng)計(jì)算行車速度下各服務(wù)水平的最大服務(wù)交通量，確定分析路段的服務(wù)水平等級(jí)。根據(jù)計(jì)算得到的單車道實(shí)際最大交通量和分析路段的計(jì)算行車速度，查閱圖4-10中相應(yīng)的速度——流量曲線，確定分析路段的運(yùn)行速度。4.3.2設(shè)計(jì)和規(guī)劃分析（一）數(shù)據(jù)要求設(shè)計(jì)分析需要的資料主要涉及預(yù)測的定向設(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、車道寬度和側(cè)向凈空等規(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：在考慮分析路段地形條件的基礎(chǔ)上，假設(shè)車道寬度、側(cè)向凈空和計(jì)算行車速度等設(shè)計(jì)的幾何線形數(shù)據(jù)；預(yù)測設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量AADT；假設(shè)交通流特性，如交通流組成：大、中、小型車組成比例，15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)以及駕駛員總體特征。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)測設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量AADT；預(yù)測大、中型車在交通中所占百分比；規(guī)劃路段的地形分類。（二）劃分分析路段與運(yùn)行狀況分析一樣，分析之前應(yīng)把高速公路劃分成具有統(tǒng)一特性的路段?？紤]到匝道和主線的連接點(diǎn)處的交通量會(huì)發(fā)生變化，通常作為通行能力分析的分段點(diǎn)。（三）設(shè)計(jì)和規(guī)劃分析步驟設(shè)計(jì)分析也是在式（4-1）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，詳細(xì)的分析步驟見圖4-13。圖4-13高速公路基本路段設(shè)計(jì)分析步驟由于設(shè)計(jì)分析要求更細(xì)致，因此以下按設(shè)計(jì)分析步驟進(jìn)行說明，而對(duì)規(guī)劃分析中不一樣的地方進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充說明：將設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量按照式（4-6）換算成為單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。 式（4-6）其中， ——預(yù)測的單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，輛/h； ——年平均日交通量，輛/h；——設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)，具體取值見表4-10；——方向不均勻系數(shù)，通常取0.5，即按兩個(gè)方向交通量無明顯差異進(jìn)行處理。表4-10設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)（單位：%）公路位置華北東北華東中南西南西北近郊高速8.09.58.58.59.09.5城間高速12.013.512.512.513.013.5注：華北地區(qū)包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古；東北地區(qū)包括遼寧、吉林、黑龍江；華東地區(qū)包括上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東；中南地區(qū)包括河南、湖南、湖北、廣東、廣西、海南；西南地區(qū)包括四川、云南、貴州、西藏；西北地區(qū)包括陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆。將預(yù)測的單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量通過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。 式（4-7）其中， ——預(yù)測的單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，輛/h； 其它符號(hào)同式（4-3），的取值見表4-9。根據(jù)式（4-8）計(jì)算設(shè)計(jì)道路和假設(shè)交通條件下的最大服務(wù)交通量。 式（4-8）其中，——計(jì)算行車速度下的設(shè)計(jì)通行能力，通常取三級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的最大服務(wù)交通量，輛小客車/h/車道；——設(shè)計(jì)道路條件和假定的交通條件下的最大服務(wù)交通量，輛/h/車道； 其它符號(hào)同式（4-1），各修正系數(shù)的取值可查表4-6~表4-8獲得。規(guī)劃分析時(shí)，由于規(guī)劃資料內(nèi)容有限，所以，只能根據(jù)通常的交通組成資料進(jìn)行交通組成影響的修正，而認(rèn)為車道寬度和駕駛員特性均為理想條件。根據(jù)計(jì)算得到設(shè)計(jì)路段15分鐘高峰小時(shí)交通量和設(shè)計(jì)條件下單車道最大服務(wù)交通量，按照式（4-9）計(jì)算設(shè)計(jì)路段所需車道數(shù)。 式（4-9）最后計(jì)算出的車道數(shù)通常不是整數(shù)，最簡單的處理辦法是向上取整；也可以綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素和其它方面的問題，重新選擇設(shè)計(jì)通行能力，再次計(jì)算后再取整。但無論如何取整，都可以通過運(yùn)行狀況分析方法審查其運(yùn)行情況，以便做出最后的決策。另外，由于道路幾何特征及交通條件的變化，可能使相鄰兩段高速公路路段上所需的車道數(shù)不一致，甚至在同一路段上兩個(gè)方向（特別是在陡坡段）的計(jì)算車道數(shù)值也不相等，關(guān)于這一點(diǎn)，應(yīng)該從高速公路系統(tǒng)的一致性、連續(xù)性需求方面進(jìn)行考慮，這將在“高速公路系統(tǒng)”設(shè)計(jì)中做詳細(xì)闡述。在規(guī)劃分析中，由于規(guī)劃分析結(jié)果是根據(jù)一般規(guī)劃資料得到的，而這些資料將隨著高速公路從規(guī)劃階段進(jìn)入設(shè)計(jì)階段而有所變化。因此，規(guī)劃分析的結(jié)果不能直接作為設(shè)計(jì)結(jié)果使用；而且，設(shè)計(jì)分析也不應(yīng)拘于規(guī)劃分析的結(jié)果。4.3.3特定縱坡路段分析方法所謂特定縱坡路段是指單一的坡度-坡長，或者幾個(gè)上（或下）坡段組合的等效坡度—坡長值符合表4-11和表4-12中任何一項(xiàng)坡度-坡長值的路段。由于特定縱坡上坡路段中，大型車的車輛換算系數(shù)較大，導(dǎo)致當(dāng)量交通量增大，使該路段成為基本路段上運(yùn)行質(zhì)量較差甚至最差的部分。另外，當(dāng)特定上坡路段的設(shè)計(jì)小時(shí)交通量超過其同向車行道的設(shè)計(jì)通行能力時(shí)，還需要設(shè)置爬坡車道。因此，需要對(duì)特定縱坡上坡路段進(jìn)行特別分析。表4-11特定上坡路段（122Kg/kw）大型車的車輛換算系數(shù)坡度（%）坡長（m）4車道高速公路6或8車道高速公路2≥1000333400~1000≥100034344＜400400~800≥8003453445＜300300~500500~1000≥1000456744566＜300300~500500~1000≥100056784567表4-12特定上坡路段（177Kg/kw）大型車的車輛換算系數(shù)坡度（%）坡長（m）4車道高速公路6或8車道高速公路2400~1200≥120034343400~800800~1200≥12004564454＜400400~800800~12001200~1600≥160035678345675＜300300~700700~1200≥1200461012468106＜300300~600≥60058164712除此之外，由于縱坡路段在上坡路段和下坡路段的交通特性存在明顯的不同，因此，要對(duì)特定縱坡的上坡路段和下坡路段分別進(jìn)行通行能力和服務(wù)水平分析。特定縱坡上坡段的特定縱坡段的坡度-坡長范圍，以及相應(yīng)的上坡段大型車換算系數(shù)見表4-11和表4-12。特定縱坡下坡段的求法當(dāng)大型車中以122kg/kw左右及以下車輛占主導(dǎo)地位時(shí)，縱坡坡度-坡長為（3%，≥1000米）、（4%，≥400米）以及縱坡坡度大于4%的所有下坡路段；以及當(dāng)大型車中以177kg/kw左右及以上的大型車占主導(dǎo)地位時(shí)，坡度-坡長為（2%，≥1200米）、（3%，400米）、（4%，≥400米）及坡度大于4%的所有下坡路段（不論單一坡或組合坡段），可應(yīng)用同樣坡度-坡長上坡段值的一半。當(dāng)坡度—坡長小于（1）中所屬范圍的特定下坡路段時(shí)，可取平原微丘地形中的值，見表4-8。4.4算例分析4.4.1算例一——基本路段的運(yùn)行狀況分析現(xiàn)以實(shí)測高速公路路段：國道G107廣州——深圳高速公路為例，按照交通運(yùn)行狀況分析步驟進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)地勘察資料如下：單方向觀測到的高峰小時(shí)交通量為1136輛/h；交通組成：小型車比例65%，中型車比例34%，大型車比例1%；駕駛員多為職業(yè)駕駛員，比較熟悉分析路段；道路條件：平原微丘地區(qū)的雙向四車道高速公路，行車道寬度為2×3.75米，柔性路面，內(nèi)側(cè)路緣帶寬度0.75m，外側(cè)路肩寬度2.7m，計(jì)算行車速度為100km/h，縱坡坡度為零。問題：根據(jù)以上條件確定該路段的飽和度、運(yùn)營狀況所處的服務(wù)水平、平均行程速度和交通流密度。分析：按照?qǐng)D4-12描述的運(yùn)行狀況分析步驟進(jìn)行求解。將實(shí)測的小時(shí)交通量通過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。查表4-9，得到東部地區(qū)平原微丘的15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)為0.935，則：（輛/h）根據(jù)式（4-4）計(jì)算實(shí)際道路、交通條件下的最大服務(wù)交通量。由于分析路段是雙向四車道高速公路，則取1.00；按照行車道寬度為2×3.75米，內(nèi)側(cè)路緣帶寬度0.75m，外側(cè)路肩寬度2.7m，查表4-7，則取1.00；由于縱坡坡度為零，且高峰小時(shí)交通量為568輛/h/車道，小于1000輛/h/車道，查表4-8，取中型車的車輛折算系數(shù)為1.5，大型車的車輛折算系數(shù)為2.0；由于駕駛員多為職業(yè)駕駛員，且熟悉分析路段，則取1.00；則由交通組成中，中型車比例34%，大型車比例1%，則而（輛小客車/h/車道）由于單車道實(shí)際最大交通量為717輛小客車/h/車道，分析路段的計(jì)算行車速度為100km/h，查閱表4-1，取通行能力為2200輛小客車/h/車道，則飽和度：由于單車道實(shí)際最大交通量為717輛小客車/h/車道，分析路段的計(jì)算行車速度為100km/h，查閱圖4-11中相應(yīng)的流量——密度曲線，確定分析路段的交通流密度為8.5輛小客車/km/車道。由于單車道交通流密度為8.5輛小客車/km/車道，分析路段的計(jì)算行車速度為100km/h，查表4-3，一級(jí)服務(wù)水平的上限為7輛小客車/km/車道，而二級(jí)服務(wù)水平的上限為18輛小客車/km/車道，所以，分析路段的服務(wù)水平處于二級(jí)，交通流呈穩(wěn)定流狀態(tài)，車輛之間剛出現(xiàn)相互影響。由于單車道實(shí)際最大交通量為717輛小客車/h/車道，分析路段的計(jì)算行車速度為100km/h，查閱圖4-10中相應(yīng)的速度——流量曲線，確定分析路段的運(yùn)行速度為91km/h。4.4.2算例二——基本路段的設(shè)計(jì)分析現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一條城市間的高速公路，基本資料如下所示：高速公路路段所在地區(qū)為西北部的平原微丘地形；預(yù)測設(shè)計(jì)目標(biāo)年的年平均日交通量AADT為67000輛/天；該地區(qū)交通流組成通常為小型車74%，中型車25%，大型車1%；駕駛員多為熟悉地形的職業(yè)駕駛員。問題：按照通常的設(shè)計(jì)服務(wù)水平，應(yīng)該將該路設(shè)計(jì)成為幾車道的高速公路？分析：按照?qǐng)D4-13的高速公路設(shè)計(jì)分析步驟進(jìn)行如下分析：將設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量按照式（4-6）換算成為單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。由于規(guī)劃路段地處西北地區(qū)的城市間，查表4-10，取設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)為13.5%；假設(shè)兩個(gè)方向交通量無明顯差異，取方向不均勻系數(shù)為0.5；則：（輛/h）將預(yù)測的單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量通過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。查表4-9，得到西部地區(qū)平原微丘的15分鐘高峰小時(shí)系數(shù)為0.928，則：（輛/h）假設(shè)平原微丘高速公路的計(jì)算行車速度為120km/h，通常取三級(jí)服務(wù)水平為設(shè)計(jì)服務(wù)水平，查表4-2，其最大服務(wù)交通量為2000輛小客車/h/車道；假設(shè)車道寬度為2×3.75米，內(nèi)側(cè)路緣帶寬度0.75m，外側(cè)路肩寬度2.5m，即理想條件，則取1.00；假設(shè)縱坡坡度為零，且設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為4873輛/h/車道，單車道交通量大于1500輛/h，查表4-8，取中型車的車輛折算系數(shù)為2.5，大型車的車輛折算系數(shù)為6.0；由于駕駛員多為職業(yè)駕駛員，且熟悉分析路段，則取1.00；則，由交通組成為中型車25%，大型車1%，則：而（輛/h）根據(jù)計(jì)算得到設(shè)計(jì)路段15分鐘高峰小時(shí)交通量和設(shè)計(jì)條件下單車道最大服務(wù)交通量，按照式（4-9）計(jì)算設(shè)計(jì)路段所需車道數(shù)，則：由于車道數(shù)不能是小數(shù)，通過向上取整方法，所需的最少設(shè)計(jì)車道數(shù)為單向四車道,即雙向八車道。

采用雙向八車道的設(shè)計(jì)，利用以上假設(shè)的道路、交通條件，進(jìn)行運(yùn)行狀況分析可以得到，未來高速公路的最大交通量為：（輛小客車/h/車道） 則飽和度為0.80，運(yùn)行速度約為88km/h，交通流密度為19輛小客車/km/車道，其速度——流量曲線和密度——流量曲線如下圖所示，可以保證高速公路服務(wù)水平處于三級(jí)上限水平。如果考慮西部地區(qū)資金籌措問題，也可以考慮設(shè)計(jì)雙向六車道高速公路，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)新的數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)行狀況重新進(jìn)行分析。

4.4.3算例三——基本路段的規(guī)劃分析在華北地區(qū)規(guī)劃修建一條城市間的高速公路，其相關(guān)資料如下：預(yù)測設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量為20000輛/日；該地區(qū)通常的交通組成中，中型車占28%，大型車占3%，其余為小型車；規(guī)劃路段的地形為平原微丘。問題：按照通常的設(shè)計(jì)服務(wù)水平，應(yīng)該將該路規(guī)劃成為幾車道的高速公路？分析：按照?qǐng)D4-13的高速公路規(guī)劃分析步驟進(jìn)行如下分析：將設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量按照式（4-6）換算成為單方向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。