道路网规划与设计.ppt

道路网规划与设计 总学时 ： 24 学 分： 1.5 教材：道路规划与勘测设计,参考文献： 1.公路网规划（人民交通出版社1997） 2.公路网规划与设计（人民交通出版社1990） 3.高速公路规划与设计（高速公路丛书） 4.交通工程导论（人民交通出版社）,道路网规划与设计,第一章 道路网规划设计概述 第二章 公路网规划与设计 第三章 城市道路网规划与设计,一、公路网规划的定义 1.对一个国家或地区公路建设发展所做的长远安排，即规划方案或文件。 2.指产生公路网规划方案或文件的过程，即步骤、内容、方法、模型等。 二、公路网规划的意义 1.节省行驶时间，降低成本，提高效益。 2.保障国民经济和工农业健康发展。 3.促进区域经济平衡发展。 4.促进公路运输与其他运输方式协调发展。 5.合理投放资金。 6.节约土地，保护环境。,三、公路网规划的发展 1.初期阶段 偏重于线路的修复和连通，局部线路的分析诊断。 2.中期阶段 将规划与交通需求和土地利用结合考虑。 “四阶段模型” 偏重于理论分析与计算，复杂的公式，忽略了政策和经验的作用。 3.现阶段 利用大量基础资料，建立数据库程序和方法，将专家系统引进计算机，重视环境和政策因素 。,四、我国公路网规划发展 1. 1964年，编制了国家干线公路规划草案 修建8.5万公里国道。 2. 80年代，对某些省域公路网进行规划试点。 3. 90年，制定了公路网规划编制办法，提出了“5纵7横”的国道主干线30年长远规划。 4. 91年，交通部颁布了关于编制1991年2020年全国公路网规划的通知。,五、公路网规划的学科性质 1.社会性 2.综合性 3.交叉性 六、需要的背景知识 1.交通工程知识 2.道路工程知识 3.数理统计知识 4.工程经济知识 5.经济地理知识 6.政策知识,第一章 道路网规划设计概述,1.1 道路网概念 1.2 道路网规划与设计的基本原则和程序,1.1 道路网概念,1.1.1 公路网 1. 基本概念 （1）公路网：指一定区域内的公路网络系统。区域内的城市或集镇及某些运输集散点被视为一个结点，公路网就是这些点相互之间的连线，各连线按一定要求联接起来形成的有机整体。 （2）公路网应具备的条件： 具有必要的通达深度和公路里程长度。 应有与交通量相适应的道路技术标准和使用质量。 具有经济合理的平面网络。 （3） 基本要求： 四通八达，干支结合，布局合理，效益最佳。,2. 公路网特性, 集合性：公路网由点和线按一定的方式和要求组合而成。公路路线的不同连接方式与路网级别构成不同组合形式和级别的公路网系统。 我国公路网分级表, 关联性：公路网是一个有机的整体，各运输点和路线是 一个相互联系、相互制约的、具有一定规律的整体。 目的性：应满足公路网的基本功能要求。 （1）满足区域内的道路交通运输需求。 （2）保证区域内的道路交通便捷、通达、快速、高效。 （3）提供安全、舒适的区域道路交通服务。 （4）维护生态平衡，保护交通环境。 适应性：公路网规划服从于交通规划，发挥自身的特点和优势，与其他交通方式共同承担交通需求，并与国土开发和经济发展相适应。,3. 公路网的结构形式 指路网的平面几何图形，即各个节点及节点间的路线走向组成。 （1）公路网 三角形 棋盘形 并列形 放射形 扇形 树叉形 条形,1.1.2 城市道路网,1. 城市道路网的特点 （1） 城市道路中的干道网构成城市用地的基本骨架。 （2） 城市道路网功能多样，组成复杂。 交通功能 公共空间功能 防灾救灾功能 构成城市结构功能 （3） 景观艺术要求高。,2. 城市道路网结构形式 城市道路网的结构形式是根据城市发展需要，满足城市规模、交通、土地利用及其他要求而形成的。 （1）方格网式 （2）环形放射式,（3）自由式,（4）混合式,1.2 道路网规划与设计的基本原则和程序,1.2.1 公路网规划与设计的基本原则和程序 1.基本原则 （1） 明确发展目标与规模; （2） 实事求是,讲求科学; （3） 以经济指标为准绳,讲求良好的经济效益。 2. 公路网规划设计的程序,3. 公路网规划的内容 （1） 数据采集与整理 （2） 发展预测 （3） 方案设计 （4） 综合评价 （5） 跟踪调整,1. 2. 2 城市道路规划设计的基本原则和程序 1. 原则： （1）城市道路网的规划一定要与城市总体规划的用地发展紧密结合，并带有超前性。 （2）应分析影响城市道路交通发展的外部环境 。 （3）城市道路网络系统应能适应城市将来的扩展，交通结构的变化和要求，认真考虑实施规划的可能性。,2. 工作程序,第二章 公路网规划与设计,2.1 公路网的数学模型与技术指标 2.2 社会经济与交通调查 2.3 发展预测 2.4 规划方案设计 2.5 规划方案综合评价 2.6 建设实施方案设计 2.7 跟踪调整,2.1 公路网的数学模型与技术指标 2.1.1 公路网的数学模型 一、模型结构 区域的公路网可表达为点和线的线性加权图式。其模型结构表达如下： 路网元素属性（道路特性） 路网元素之间空间关系 区域公路网 （路网几何特性） （运输点+路段） 环境对路网的作用（路网运输特性） 路网与环境之间的作用 （路网的交通特性） 即： G=（V，U，W） 式中：G区域公路网 V区域内运输点的集合（点集） U点集间连线路段的集合（边集） W公路路段上各种特性的集合（权集）包括道路特性、运输特性和交通特性。,二、路网模型的数学方法 1 . 路网的几何特性 路网的几何特性主要指路网中运输点和路段间的空间联系，用连通矩阵（ADJ）表示 ADJ=aij 其中： aij= 0 运输点之间无公路直接相连 1 运输点之间有公路直接相连 2 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 5 ADJ = 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 3 4,2 . 路网的道路特性 主要指公路的技术等级、路段距离、计算行车速度、路段通行能力和行程时间等。 （1）路网等级矩阵 DG=dgij 其中： dgij表示运输点i j间的路段技术等级，用1，2，3，4，5分别表达高速公路及一级、二级、三级、四级公路。如果两点间没有直通路段时， dgij =0， dgii =6。 （2）路网距离矩阵 DIST= dij 式中： 0 i = j 时 dij = l i j且i j间有路段直接相连 i j且i j 间无路段直接相连,（3）路网时间矩阵 TIME= tij 式中： 0 i =j 时 tij j= t ij且i j间有路段直接相连 i j且i j 间无路段直接相连 （4）路网速度矩阵 VICT=vij 式中： vij = 0 i j间无路段直接相连或i=j 时 v i j 间有路段直接相连 （5）路网交通容量矩阵 CAPA=Cij 式中： Cij = 0 i j间无路段直接相连或i=j 时 C i j 间有路段直接相连,3 路段的交通阻抗 路网的交通特性是由各路段的交通阻抗来表示。交通阻抗是指运输工具沿路段行驶的难易程度的量化指标，一般用行程时间、行程费用或两者的某种加权值作为衡量标准。 （1） 前苏联所采用的行车速度与交通量的经验公式为: V=5N 0.294 式中: V路段的行车速度（km/h）； N交通量（辆/ h）。 （2）美国交通规划中，广泛使用BPR曲线，数学表达式为： Tij=Nij* tij1+r（Nij/Cij）k 式中： Tij 路段上所有用户的总行程时间； Nij 路段上的交通量； tij 路段上平均自由速度的行程时间； Cij 路段上的实际通行能力； r、 k 与规划具体条件有关的系数。,（3）我国交通部公路规划设计院在大量的调查资料的基础上，得出下列关系式： V=a N b 式中: V路段的平均技术车速（km/h）； N路段交通量（辆/ d）。 a、 b 与公路技术等级有关的常数。 设该路段距离为d，则路段的平均行程时间t与交通量N的关系式为： t=（ d/ a） N b 两组关系式均有一定的使用价值。,2.1.2 公路网规划和评价的技术指标 为便于对公路网规划进行宏观控制和方案比选，经常用到技术指标，主要有以下几种： 1. 公路网拥挤度：指公路网交通量与公路网通行能力之比，也称为公路网的适应性即整个路网适应负荷的能力。反映了路网上的拥挤或利用程度。 式中：L i 各级公路里程长度（km）； V i ，C i 各级公路的实际交通量和容许通行能力（pcud）。 当VC0.7时，说明路网适应性好，交通通畅。当VC0.7时，则说明交通处于繁忙，且可能出现拥挤堵塞现象。这时应考虑对路网进行改造，使改造后的路网能适应道路运输需求，即使VC比