平面交叉口通行能力

平面交叉口通行能力第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一第五章道路通行能力分析第五節(jié)平面交叉口的通行能力第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一一、概述(一)定義兩條或兩條以上的道路在同一平面相交稱為平面交叉。兩條不同方向的車流通過平交路口時產(chǎn)生車流的轉(zhuǎn)向、交匯與交叉，平交路口可能通過此相交車流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。平交路口的通行能力不僅與交叉口所占面積、形狀、入口引道車行道的條數(shù)、寬度、幾何線形或物理條件有關，而且受相交車流通過交叉口的運行方式、交通管理措施等方面的影響，因此，在確定通行能力時，要首先確定交叉口的車輛運行和交通管理方式。第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一一、概述(二)分類一般可分為四大類，一類為不加任何交通管制的交叉口，一類是設置停車讓行標志的交叉口，一類為中央設圓形島的環(huán)形交叉口，一類為設置色燈信號交叉口。目前交叉口通行能力計算在國際上并末完全統(tǒng)一，即使是同一類型的交叉口，其通行能力計算方法也不一樣，世界各國都有自己的一套計算方法，其中以美國的方法應用最為廣泛。第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

(三)不同車種間的車輛換算系數(shù)在混合交通流中，交通組成復雜，各種車型不僅所占道路空間不同，其行駛性能也相差很大，相互間的干擾嚴重。在進行交通量分析和交叉口通行能力計算時，均需按通行能力的當量值進行換算，把混合車流中各種車型換算成標準車型或某一車型的當量交通量，其當量的比值稱之為車輛換算系數(shù)。交叉口的換算系數(shù)不同于路段，路段可用連續(xù)運行中車輛的臨界車頭時間間隔之比換算，而交叉口則不同。信號交叉口往往要停車而后起動，所以信號交叉口的車輛換算系數(shù)通常采用停車起動時連續(xù)車流中各類車輛通過斷面線的時間間隔之比作為換算依據(jù)，而環(huán)形交叉口是采用各類車輛交織或穿插所需的臨界間隔時間之比，即不同類型交叉口應采用不同的換算系數(shù)。一、概述第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二、無信號管制的交叉口通行能力不設信號管制的交叉口大致可分為：全無控制交叉口、優(yōu)先控制交叉口、環(huán)形交叉口。全無控制交叉口優(yōu)先控制交叉口：停車讓行交叉口、減速讓行交叉口停車讓行交叉口四面停車是用于同等重要的道路相交的路口，不分優(yōu)先與非優(yōu)先(即主干道與次干道)，所有車輛至交叉口均需停車而后通過。兩路停車通常用于主干道(優(yōu)先方向)與次干道相交(非優(yōu)先方向)，主干道可優(yōu)先通過，次干道上車輛一律停車待行，等待優(yōu)先通行方向交通流的間隙通過或合流。減速讓行交叉口環(huán)形交叉口第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二、無信號管制的交叉口通行能力十字形交叉口通行能力計算方法根據(jù)可插間隙理論，直接計算優(yōu)先方向交通流中的可插間隙(車頭時間間隔)，即非優(yōu)先方向交通可以橫穿或插入的間隙數(shù)，作為非優(yōu)先方向可以通過的最大交通量。t--臨界間隙時間(s)，對于設停車標志指示的交叉口采用6～8s，對于設讓車標志的交叉口采用5～7s，這一時間數(shù)值系次干道橫穿主干道所需的安全時間，實際設計時，可以實測若干數(shù)據(jù)，然后取平均值；t’次干道上車輛間的最小車頭時距，對于停車標志采用5s，對讓路標志可采用3s。根據(jù)上式算得的次干道的通行能力列表5—37。第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一三、環(huán)形交叉口的通行能力

(一)概述環(huán)形交叉口是在幾條相交的交叉口中央，設置圓島或帶圓弧形狀的島，使進入交叉口的所有車輛均以同一方向繞島行駛，其運行過程一般為先在不同方向匯合(合流)，接著于同一車道先后通過(交織)，最后分向駛出(分流)。這樣行駛可避免直接交叉、沖突和大角度碰撞，其實質(zhì)為自行調(diào)節(jié)的渠化交通形式。優(yōu)點為車輛可以連續(xù)行駛、安全、無需管理措施，平均延誤時間短，很少剎車和停車，節(jié)約用油，隨之噪聲低、污染少。缺點為占地大，繞行距離長，當非機動車和行人交通過多及有直向行駛的電車時不宜采用。第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一三、環(huán)形交叉口的通行能力

(二)分類環(huán)交接其中心島直徑的大小分為以下三類：1．常規(guī)環(huán)形交叉口其中心島為圓形或橢圓形，直徑一般在25m以上，交織段長度和交織角大小有一定要求，入口引道一般不擴大成喇叭形，現(xiàn)在我國各城市的主要環(huán)交均屬此類。

第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一三、環(huán)形交叉口的通行能力(二)分類2．小型環(huán)型交叉口其中心島的直徑小于25m，引道入口處適當加寬建成喇叭形，使車輛便于進入交叉口，此類環(huán)交為英國所常用，其優(yōu)點可以提高環(huán)交的通行能力，少占用地。我國有些舊城市也有這類小型環(huán)交，如福州的南門兜小環(huán)。第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

小型環(huán)交的特點有：(1)在停車線上增加車道數(shù)；(2)d約為D/3，并小于8m；(3)x不小于25m(為停車線至右側(cè)沖突點距離)；(4)環(huán)道寬a小于前一個入口寬b；(5)入口漸變段為1:6，出口則為1:12；(6)設偏向?qū)к噸u，不使進入車輛直穿。入口出口第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3．微型環(huán)交多為二路或四路相交，其中心島直徑一般小于4m，不一定做成圓形，也不一定非高于路面不可，可以用白漆涂成圓圈，或做成不同顏色，主要起引導與分隔作用，此外，還有雙環(huán)形交叉、引道錯位環(huán)交、讓路原則設計的環(huán)交、多島式環(huán)交和雙向行車環(huán)交等。第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一我國不少城市，如長春、沈陽、哈爾濱、大連、南京、長沙、廣州等城市均有不少環(huán)交，擔負著繁重的交通運轉(zhuǎn)任務，使用效果一般均很好。特別是結(jié)合城市的規(guī)劃布局，作為小區(qū)中心、城鄉(xiāng)結(jié)合處以及解決復雜畸形交叉方面起了巨大作用，但是交通量過大就不適宜采用。在國外，特別是英國在這方面進行了長期認真的研究，自1966年起對環(huán)交實行了左側(cè)優(yōu)先通行法規(guī)，即規(guī)定行駛在環(huán)道上的車輛可以優(yōu)先通行，而進入環(huán)道的車輛必須讓路給環(huán)道上的車輛，要等環(huán)行車輛之間出現(xiàn)可插車間隙，才能駛?cè)氕h(huán)道。為使環(huán)道上的車輛能有更多的機會駛?cè)氕h(huán)道，常需要增加引道的車道數(shù)，這樣就發(fā)展成為帶擴大喇叭口的新型交叉。由于利用間隙插入，無需過長的交織段，故中心島直徑亦可減少，環(huán)道寬度可以加大，其通行能力可以增大20％左右。第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一(三)常規(guī)環(huán)交的通行能力常規(guī)環(huán)交的通行能力計算，各國均有獨特的公式，其中較著名的和使用較廣泛的公式有：1．沃爾卓普公式此公式適用于下列條件：(1)引道上沒有因故暫停的車輛；(2)環(huán)交位于平坦地區(qū)，縱坡<4％；(3)各參數(shù)應在下列范圍內(nèi)：W＝6.1~18m，e/W=0.4~1，W/l=0.12~0.4，e1/e2=0.34~1.41，P=0.4~1.0。一般駛?cè)虢且舜笥?0。，駛出角一般應小于60。，兩交織路段內(nèi)角A不應大于95。

。第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一如交叉口四周進出口處過街行人眾多，影響車流進出，應對通過能力適當折減。在混合交通情況下。應將各類車輛換算成小汽車，對環(huán)交的換算系數(shù)可采用小汽車為1，中型車為1.5，大型車為3.0，特大型(拖掛車)為3.5進行換算。根據(jù)使用經(jīng)驗和實際觀察資料的檢驗，一般設計通行能力采用上述公式計算最大值的80％，故可將上式修改為第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2．英國環(huán)境部暫行公式由于實行“左側(cè)先行”法規(guī)，沃爾卓普公式不能適應，英國為適應新的法規(guī)，又重新制定此暫行公式，它適用于采取優(yōu)先通行的常規(guī)環(huán)交，其具體形式如下：式中：Q——交織段通行能力，其中載貨車占全部車輛數(shù)的15％，如重車超過15％時要進行修正，用于設計目的應采用Q值的85％。其它各參數(shù)意義與數(shù)值同前。第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一例：某常規(guī)環(huán)交為四路交匯，其幾何圖形與車流量、流向示于圖，主要參數(shù)W=15m，l=40m，e=10m，求其交織段的通行能力，并驗算現(xiàn)有車流量是否已超過其通行能力。解：由2節(jié)中公式，有設計通行能力采用最大值的85％，故可繪出流向流量網(wǎng)狀圖如圖所示，然后計算各交織段車流量，列于表。第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一由上表可知各交織路段的車流量均小于設計通行能力2472pcu/h，其中東南交織段的車流量較接近，但未超過。第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一用沃爾卓普公式計算，設P＝0.9

設計通行能力按規(guī)定應采用最大值的80％，故各交織路段車流量均末超過此值，故可以通過。通過大量的實測資料和理論分析，在科學管理的條件下，建議常規(guī)環(huán)交的通行能力，采用下表所列數(shù)值。第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一(四)小型環(huán)交通行能力的計算所謂小型環(huán)交系指中心島直徑小于25m，環(huán)道較寬，而出入口均形成喇叭形，車流運行已不存在交織方式，各入口車流可按同一方向相互插穿運行，各類車輛運行時可較好地相互調(diào)劑，整個環(huán)交的流量變化要比個別路口的車流量變化為小。在所有引道人口均呈飽和狀態(tài)情況下進行多次試驗，得出了整個環(huán)交通行能力的簡化公式。1．英國運輸與道路研究所公式式中：Q——進入環(huán)交的實用的總通行能力(小汽車輛／h)；——所有引道基本寬度的總和(m)；A——引道拓寬所增加的面積(m2)；K1——系數(shù)，3路交叉為80(70)(小汽車輛／h·m，下同)；4路交叉為60(50)；5路交叉為55(45)。設計通行能力Qp應采用上述公式計算值的80％。第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

2．紐卡塞(NewCastle)公式紐卡塞根據(jù)英國運輸研究所的公式作進一步簡化，將A、W兩參數(shù)均歸納為內(nèi)接圓直徑D，然后根據(jù)道路條數(shù)取用K2來進行調(diào)整，即：式中：Q——實用總通行能力(小汽車輛／h)；

D——內(nèi)接圓直徑(m)，如交叉口為橢圓中心島，則取長軸與短軸的平均值；

K2——系數(shù)：三路交叉口取150(小汽車輛／h)，四路交叉口取140(小汽車輛／h)。實際設計時，車流量應保持在此公式計算值交通量的85％以下。此式由于僅歸結(jié)為K、D兩參數(shù)、忽略了交通情況，使用時不易掌握。第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一四、信號交叉口機動車的通行能力(一)概述(二)信號交叉口的運行特征車輛轉(zhuǎn)換方向，交織或交叉紅燈周期性地定時出現(xiàn)車輛減速、制動、停車或啟動、加速、轉(zhuǎn)向?qū)е峦＼嚨群蚝蜁r間損失據(jù)北京和南京以前的實際觀察，直行車過交叉口的時間損失，平均約為20~40s/輛，其中50％車輛無損失，30％車輛損失50s；左轉(zhuǎn)車30~50s/輛，平均為38s，其中30％的車輛損失時間超過50s以上；右轉(zhuǎn)車輛時間損失為10~20s，平均為15s。時間損失隨各交叉口的交通量飽和度而變，交通量大損失多，反之損失就少。非機動車的干擾第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一(三)信號燈交叉口通行能力計算模式交叉口的通行能力是指各相交道路進口處通行能力之和，而每個進口處通行能力又為各車道通行能力之和。國內(nèi)常用的計算方法是以進口處車道的停車線作為基準面，凡是通過該斷面的車輛就被認為已通過交叉口，所以稱為停車線斷面法。1．一條專用直行車道的通行能力第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一對于混合行駛的車輛可歸結(jié)為小型車和大型車兩類，而將通道車歸為大型車(因為一般所占比例不大，如通道車所占比例很大，則可單獨計算)，由于不同混合比的情況，可按表5－41確定。第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2．一條右轉(zhuǎn)專用車道的通行能力原則上可按直行方法計算，將直行的通過時間換成右轉(zhuǎn)的通過時間，一般采用下式：式中t右為前后兩右轉(zhuǎn)車輛連續(xù)駛過停車線斷面的間隔時間，根據(jù)觀測大、小車各占一半時平均值約為4.5s，單純?yōu)樾≤嚂r其平均值為3～3.6s，在沒有過街行人和自行車阻滯情況下一條右轉(zhuǎn)車道的通行能力達1000~1200輛／h，實際上由于過街行人、自行車的影響變化很大，一般視具體情況進行分析。多采用減去行人、自行車占用時間，余下為可供右轉(zhuǎn)車通行時間。第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3．一條左轉(zhuǎn)專用車道的通行能力式中：n——在一個周期內(nèi)允許左轉(zhuǎn)彎的車輛數(shù)；t黃綠——一個周期內(nèi)專門用于通過左轉(zhuǎn)車黃綠燈的時間(s)；v左——左轉(zhuǎn)車輛的行駛速度(m/s)；a——左轉(zhuǎn)車的平均加速度(m／s)；t左——左轉(zhuǎn)車通過停車線的車頭時距(s)。第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一4．不設專用左轉(zhuǎn)信號時一條左轉(zhuǎn)車道的通行能力根據(jù)我國交通規(guī)則，綠燈時允許車輛直行或右轉(zhuǎn)，在不妨礙直行車行駛的條件下準許車輛左轉(zhuǎn)。黃燈亮時就不準許車輛左轉(zhuǎn)、調(diào)頭或右轉(zhuǎn)，但已越過停車線的車輛可以繼續(xù)前進，因此，實現(xiàn)左轉(zhuǎn)有以下三種可能：

(1)利用初綠時間通過左轉(zhuǎn)車超前駛過與對向直行車沖突的地點，其條件為左轉(zhuǎn)車至沖突點處應較對向直行車到?jīng)_突點處為近，使左轉(zhuǎn)車有可能超前通過該點而不致碰撞，如每周期內(nèi)利用此時間通過n1輛車，則每小時可通過左轉(zhuǎn)車為3600n1／T輛。第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一(2)利用對向直行車的可插車間間隙通過在對向直行車交通量不大的情況下，左轉(zhuǎn)車利用其可插車間隙通過，其允許通過的車輛數(shù)視對向直行車可能提供的可插車間隙數(shù)。如每周期可通過n2輛、n2按下列方法確定，根據(jù)實測左轉(zhuǎn)車穿越直行車所需的可插車間隙為8s左右。直行車頭時距約為3.5~4s，故可插車的間隙約為直行車車頭時距的2倍，則每個周期可能通過的左轉(zhuǎn)車輛n2最多等于一條直行車道一個周期的直行通行能力N直減去每個周期實際到達的直行車N實并除以2，即第31頁，共35頁，2023年，2月20日