（交通信息工程及控制专业论文）城市道路通行能力影响因素研究.pdf

摘要 作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究， 不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式，还为城市道路路网规划、工程可行性研 究、城市道路设计、交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。 论文在综述城市道路交通与城市经济发展的相互促进关系、我国城市道路交通现 状，以及国内外道路通行能力研究情况的基础上，提出了本论文的研究内容。论文首先 阐述了城市道路的路网结构，城市道路网络系统主要是由快速路、主干路和次干路组成， 主干路与快速路共同组成城市骨架网，次干路与主干路结合组成城市干道网。其次对道 路基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力和饱和度进行了详细的论述，对城市道 路交叉口和路段的通行能力计算方法进行较为详细的比较和分析。给出了我国城市道路 设计通行能力和城市道路服务水平的分级，并对城市道路交叉口和路段的通行能力计算 方法进行了详细的比较和分析。在对影响城市道路通行能力的道路条件、交通条件和交 通管制条件进行讨论的同时，从道路纵坡、平曲线半径，道路横断面车道宽度和车道数 以及道路相交形式对通行能力的影响；交通流特性、车辆类型的分布对通行能力影响； 交通信号设置对通行能力的影响等方面进行综合分析。最后结合洛阳城市道路实际，通 过对洛阳市主要道路交通流量和饱和度的调查，从道路条件、交通条件以及管制条件对 影响洛阳市道路通行能力的主要因素进行具体分析，并提出了相应的改进措施。 关键词：城市道路；交通工程；通行能力；影响因素分析 a b s t r a c t a saf i l n d 锄e n t a lt a s ko fu r b a nr o a d 台a n s p o r tc o n s t r u c t i o n ，r e s e a r c ho n 曲a nr o a d c 印a c 埘a n di t s i i l n u e n c ef - a c t i d r sn o to i l l yc a l ld e t e l m i i l em er e a s o n a b l es c a l ea n d c o 碰缸u c t i o nm o d eo f 瑚b a l lr o a dc o n 趵m c t i o n ，a l s op r o v i d e sm o r es c i e n t i f i c 也e o r i e s f o u n d a t i o nf o ru r b a nr o a dn e t 、) l ，o r kp l 砌n g ，e n g i n e 讹gf e 嬲i b i l i 够s t u d 弘i u b a nr o a dd e s i g n ， a n d 酬u a t i o na r e rc o n s 缸u c t i o n ，懿c t l l i sp 印e rs u i 】姗a i i z e sm e 缸e r r e l a t i o nb e 觚e e nt h eu r b a i lr o a d 仃a l l s p o r r t a t i o n 趿du 1 e 劬姐e c o n o r n yd e v e l o p m e n t ，也ep r e s e ms i t l l a t i o n0 fo u rc o u n t 巧u r b a i lr o a d 仃a n s p o r t a t i o i l 邪、v e u 嬲m er o a dc a p a c i 够sf o u l l d a t i o ni nt l l ed o m e s t i ca i l df o r c i g n ，a n dp r o p o s e dn l i s p 印e r sr e s e 锄c hc o m e n t f i r s t ，缸l i sp 印e re l a b o r a t e st h eu | b a l lr o a d sn e t w o r k 咖m 鹏t h e 砒b a l lr o a dn 咖o r ks y s t e mi sm a i l l l yc o i n p o s e db ye x p r e s s 阳l y ，1 eh o s tm a i l lr o u t ea n dt h e m f e r i o rm 越nr o u t e t h em a i l lr o u t ea n de x p r e s s w a yc o m p o s e 廿l eu r b a ns k e l e t o n ，a n dt 1 1 e i 1 1 f e r i o rm 血r o u t ea n d 血em a i l lr o u t e 血o nc o m p o s e s 也eh o s tm a i l lr o u t es y s t e mo ft l l e 讪a 1 1 n e x t ，t l l ep a p e re l a b o b a t e st l l eb a s i cc 印a c i 饥m ep o s s i b l ec 印a c 时a n dd e s i 印c 印a c 时 龇l d 龇d e 黟e eo fs a t 嗽t i o no fr o a d ，a 1 1 d 趾a l y z e sn l ec o m p u t a t i o l l a lm e t h o do f 也eu r b 距r o a d i n t e r s e c t i o na n dt h er o a ds e c t i o n 仃a v e l i i l gc 印a b _ i l i 可nh a s 百v e nt l l eu r b a i lr o a dd e s i 乒 c a p a c i 锣o fo u rc o u n t r ) ra i l dm eu r b a nr o a ds e r v i c el e v e l 霉a d u a t i o n ，a 1 1 dh a sc a 盯i e d c o m p 耐s o na i l da 1 1 2 l l y s i s t 0m c 毗趾r o a di n t e r s e c t i o na i l dm er o a ds e c t i o n 仃a v e l 堍 c 印a b i l i 够c o r n p u t a t i o n a l m “h o d 戤l dm es e r v i c e l e v e l 掣a d u a t i o n a n dm o r e ， i t c o m p r e h e i l s i v ea 1 1 a 1 ) r z e sm ei n n u e n c i n gf a c t o r so f 廿l er o a dc a p a c i 饥i 1 1 c l u d i l l gr o a dc o n d i t i o n 仃碰cc o n d i t i o n ，c o n 仃0 lc o n d i t i o i l ，r o a dl o n g h d i i l 2 l ls l o p e ，r a d i u so fp l a i l ec u r v e ，、耐d 也a n d 也en u i 】曲e r so fl a n e ；t h ec h a r a c t e r i s t i co f 仃a 伍cf l o wa 1 1 dt l ：l ed i s t r i b m i o no fv e l l i c l et ) ，p e ；a i l d l e 缸a 伍cs i g n a lp o s i t i o n f i i l a l l y ，i ta 仕a c h 也el u 0y 趾gc i 坝b a u s eo n l ei i e s t i g a t i o na b o u t 吐l e h 1 0 y a l l gm a i nr o a d 缸瓶cf l o wa n d l ed e g r e eo fs a t u r a t i o 玛p r o p o s e s 也ec o n c r e t e c o r r e c t i v em e a s u r e 仔o m 也er o a dc o n d i t i o 皿也e 锄cc o n d i t i o i l s 弱、e l l 弱也ec o n t r o l c o n d i t i o n k e y w o r d s ：b a l lr o a d s ；s e n ，i c e1 e v e l ；c a p a c i 锣；i n f l u e n c i n gf i a c t o r s ；a 1 1 a l y z e ；m e a s u r e 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：i 灵虏钗 溯罗年岁月彦日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：，喷谚妒 导师签名：瑶移彰葛 v v 卅年厂月，占日 7 驴? 年g 只，s 日 长安大学硕士学位论文 1 1道路交通 第一章绪论 1 1 1 城市道路交通的作用 道路交通运输是城市基本职能和物质基础要素的重要组成部分，也是城市赖以生 存、发展、维持正常运转的必要条件之一。近代城市与道路交通的发展具有相互制约、 相辅相成的密切关系。随着城市规模的扩大，产业的发展、城市各种职能的加强，道路 交通运输网络也不断发展，而道路交通设施和交通运输网络是否完善，又反过来影响和 制约城市的发展。现代城市无论产业活动还是居民生活，都是以便捷、安全、高效的对 外和内部道路交通运输网络为基础。随着市场经济的发展，城市对内对外的人流、物流、 信息等的联系广泛，道路交通对城市的繁荣与发展作用将显得尤为突出。 城市道路网络构成了城市的骨架，是城市社会经济活动和客货运输的载体，是城市 交通赖以正常运行的物质基础。城市道路网络作为城市的生命线，其在城市中的核心地 位，决定了它在城市运行中的骨干作用。一方面，完善的城市道路网络和市政配套设施， 良好的路网通行能力，不仅可满足城市交通需要，同步建设的雨污水管道工程，也可解 决城市区的雨污水出路，改善地区水体及生态环境；也为城市的招商引资、区域经济联 系提供良好的交通环境。另一方面，随着城市规模的急剧扩张，城市路网规模也越来越 大，人们出行的距离不断延长、出行时间不断增加；而城市生活节奏不断加快，人们对 交通系统的要求在舒适、便捷、经济和安全的基础上，增加了准时的新要求；同时人们 的时效观念也发生了深刻的变化，出行己不仅仅是由于工作的需要，还可能是为了旅游、 娱乐和消闲，人们越来越追求出行的质量和效益，因此，城市道路通行能力的好坏直接 关系到居民的生活水准、城市的活力以及城市的发展潜力。 1 1 2 我国城市道路交通现状 随着我国经济的高速发展，城市化进程大大加快，城市规模不断扩大，城市人口迅 速增长，城市区拥有大量的工作岗位，居民出行次数及出行距离的增加，使城市交通需 求总量大幅度增长。同时，发展汽车工业成为国民经济支柱产业又是我国的产业政策， 城市机动车拥有量和交通量的急剧增长，许多城市机动车交通量的年增长率超过了2 0 ， 再加上大量的货运交通，都使城市交通流量大幅度提高，城市中心区高峰时段的主要断 面出现超饱和现象。据调查，北京市区1 8 3 个主要路口中，严重拥堵的达6 0 ；上海市 第一章绪论 干道网的平均饱和度达到0 9 ；南京市主要道路的路段饱和度达到o 8 7 ，一般城市干道 上机动车的运行速度只有1 5 2 0 k m h ，大城市中心区的车速已降至1 0 1 5 k m h 。城市 中汇集了各种车辆和行人，交通方式复杂多样，居民出行结构和私人化的进程的加快， 公交线路多，客运需求量大，往往形成交通过分集中，彼此互相干扰，交通更加拥挤， 加上交通服务设施严重不足，我国的道路率( 城市道路面积率) 平均仅为8 5 9 ，北京 的道路率也只有1 1 ，国际上通常道路面积率不应低于2 0 ，但我国仍在执行的城市 用地分类与规划建设用地标g b j l 3 7 9 0 中却明文规定城市道路面积率为8 一1 5 。交 通管理技术水平相对较低，交通组织管理的科学化、现代化程度不够，交通参与者缺乏 交通法规意识和现代交通意识等，又进一步降低了道路利用率。以上这些因素严重影响 了道路的通行能力、车速，造成道路服务水平低下，延缓了城市前进的步伐，居民出行 所要求的安全、舒适、便捷等基本条件也难以很好地满足，缺乏和谐的行人交通环境， 从而导致城市交通拥挤堵塞日趋严重、交通事故频发、环境污染加剧、城市环境恶化。 1 2 道路通行能力 1 2 1 国外道路通行能力的研究现状 道路通行能力的研究起始于美国，从2 0 世纪4 0 年代起，尤其是第二次世界大战结 束以后，美国加速建成了全国四通八达的公路网，并针对公路的规划、设计、修建、养 护及营运管理中出现的问题，有针对性地开始对道路通行能力研究。1 9 5 0 年美国道路 运输研究委员会( t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hb o a r d ) 出版了道路通行能力手册 ( h i g h w a yc a p a c i t ym a n u a l ，简称h c m ) 第一版，随后于1 9 6 5 年修订出版了第二版h c m ， 在1 9 8 5 年第三版h c m 也随之问世。与前两版相比，第三版除详细论述了公路与城市道 路的通行能力外，还增加了分析高速公路、自行车道、人行道和无信号交叉口等交通设 施通行能力的内容。随着时间的推移，车辆拥有量、交通条例和交通行为均发生了变化， 美国的公路通行能力手册仍在继续修订中，1 9 9 4 年又出版了对第三版道路通行能力 手册的修订本，它着重对信号交叉口和无信号交叉口通行能力的研究方法进行了修正， 采用了许多新思想、新方法。新编制手册h c m 2 0 0 0 的工作也已启动运转，它对在不 同交通条件下现有道路、交叉口的通行能力进行新的修订，并增加车辆安全设施、i t s 的内容，这使h c m 的内容越来越丰富。通过美国通行能力手册编纂的变化，可以看出通 行能力的研究是多么的迅速和深入。 德国在无信号交叉口通行能力的研究中做出了突出的成就，他们在道路与交叉口通 2 长安大学硕士学位论文 行能力的研究中发表了相当数量的学术论文，取得了较为深入的研究成果，这些成果中 有许多结论被美国道路通行能力手册直接引用；同时，德国通行能力手册直接采用 了他们的研究成果。德国巫宁博士( 1 9 9 8 ) 提出了一种可以更精确地计算同优先等级车流 对通行能力影响的理论方法，在共享车道和有限停车位情况下，巫宁博士也提出了一种 理论方法。这些成果，就目前无信号交叉口通行能力研究的进展看，是处于国际领先水 平，但这些理论成果进入实际应用还需要十分复杂的计算程序【l 】。 继美国之后，许多发达国家如英、法、德、日等国均也根据本国实情组织专门研究 队伍开展了这方面的实地研究，编制出各自的h c m 手册。2 0 世纪8 0 年代至9 0 年代初， 一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持 下，对公路通行能力进行研究，编制出了适合各自国情的通行能力手册。 纵观世界许多国家，道路及交叉口通行能力研究过程，大部分都是以美国道路通行 能力手册为基础，结合本国的具体情况，进行有针对性的开发和补充，并在一定的领域 内进行深入研究，取得相应成果。 随着计算机技术的迅猛发展，以计算机作为辅助工具，利用其可重复性、可延续性， 模拟交通运输使得对道路通行能力的研究又揭开了新的篇章。目前国际上较为流行的四 套模拟软件分别是：美国的h c m 系统，它与1 9 9 4 年版相配套，用于各种交通设施下的 交通运行分析；澳大利亚a r r b 开发的s i d r a 系统，主要适用于各类交叉口的运行分析； 瑞典公路局的c a p c a l 系统和荷兰公路局的p ，i d e s g n 软件，分别为交叉口和环岛的交通 模拟模型。 发达国家已完成了道路网通行能力研究的基础研究的基础部分，仍对一些问题进行 着更深入的研究，例如：具有让停控制交叉口通行能力计算的新方法、无明显优先让停 控制的四路停车交叉口的通行能力、交通标志与服务水平的关系、无信号交叉口规划方 法等。 环形交叉口早在2 0 世纪初就在英国、法国等地出现，经过几十年的广泛使用，直 到1 9 4 0 年才开始形成一个“m o t ”的设计方法，此法为英国人c l a y t o n 提出，是非常近 似的经验性方法，但却是环形交叉口设计的第一个估计通行能力的模型。1 9 5 1 年， w a r d r o p 在英国运输与道路实验研究所的支持下开始研究新的环形交叉口通行能力公 式，经过大量的观测实验、分析、归纳，终于在1 9 6 2 年正式发表，这就是著名的沃氏 公式。 7 0 年代初，英国各地普遍实行“远边先行 的交通管理方法( 即环岛内的车辆享有 3 第一章绪论 优先通过权) ，这就使沃氏公式失去了使用的基础( 沃氏公式是以交织理论为依据而提出 的) ，于是又开始寻求适合此项法规的环形交叉口通行能力计算公式的研究，经过多年 的探索，由环境部正式发表了“d o e ”公式。在此期间及以后的时间内，还有其他学者 如t a n n e r ，r f b e n n e t 等等，采用概率论、排除论以及回归分析的方法来推导环形交 叉口的通行能力。其他国家，如澳大利亚、德国、日本等也对环形交叉口进行了大量的 研究，提出了适合本国的环形交叉口通行能力公式，形成了自己的一套比较成熟的方法。 近年来，由于计算机的发展与普及，一些国家通过计算机模拟来研究环形交叉口的通行 能力。 1 2 2 国内道路通行能力研究现状 在我国改革开放的发展过程中，汽车保有量和公路建设都处于急剧的增长，在此种 情况下，道路通行能力的研究也日趋扩大和深入，并将相应的研究成果应用到正在进行 的项目上。从2 0 世纪8 0 年代开始，交通部公路科学研究所，公路规划研究院、东南大 学、同济大学、北京工业大学等有关科研单位一方面在学习国外有关通行能力研究方法 及内容的同时，对其相应的成果做了适合国情的引进，对相应的问题也作了较为深入的 研究。如交通部公路科学研究所开展的“混合交通双车道公路通行能力”“缓解近郊公 路交通拥挤对策 、“公路纵坡与车辆运行速度、油耗关系、“混合交通公路横断面尺寸 及通行能力标准 、“各级公路通车初期的交通量标准”等课题的研究，参与了“公路工 程技术标准 及“公路路线设计规范”的制定。东南大学曾就环形交叉口的通行能力、 信号交叉口的通行能力、混合交通路段及无信号交叉口通行能力的影响等进行了较深入 的研究，并分析了交通特性等，取得了一定的研究成果。北京工业大学曾于1 9 9 1 年主 持翻译了美国道路通行能力手册，完成了“北京道路通行能力及公共汽车交通线路 的通行能力 的研究，提出了城市中心区路网通行能力计算方法，开展了交叉口交通模 拟和高速公路交通模拟的探索性研究。此外，全国各省市公路局、设计院对公路通行能 力也做过研究，并采集了一批有价值的数据【2 1 。 随着经济的不断发展，公路里程的增加与公路质量的提高迫在眉睫，对通行能力的 研究提出了更新更高的要求。在1 9 9 5 年，河北省交通厅、河南省交通厅利用世界银行 贷款，组织进行了较为系统的“中原腹地道路通行能力的研究 之后，交通部项目组申 报、国家计委批准了“道路通行能力研究作为国家“九五”重点科技攻关项目立项， 其目的在于系统地、深入地进行道路连接线及平面交叉口( 主要指无信号交叉口) 通行能 4 长安大学硕士学位论文 力研究，以满足道路规划、设计对通行能力的要求，也为进一步完善技术标准和规范提 供依据。 国内对于环形交叉口的研究起步较晚，在7 0 年代末和8 0 年代初，一些科研单位和 学者对环形交叉口通行能力进行了研究。北京市政设计研究院在7 0 年代末运用交织理 论对环形交叉口的通行能力进行了研究。东南大学王炜教授、徐吉谦教授运用排队论对 环形交叉口通行能力进行了长期、深入地研究，并以南京为实例进行了分析，取得了一 系列成果。其他一些单位及学者也进行过该方面的研究，但比较零散，系统性不强。8 0 年代后期及9 0 年代，国内对于该方面的研究较少。近年来，由于经济的发展，道路及 车辆的条件与8 0 年代有很大的差别，因此有必要对环形交叉口通行能力进行进一步的 研究，建立适合我国道路和交通条件的理论模型。 1 3 研究的意义和内容 近些年，我国大、中城市的交通拥堵问题日益突出，道路通行能力下降，为了缓解 城市道路的交通问题，需要扩大道路基础设施的建设，以满足交通需求的增长。但是道 路基础设施建设的主要决策依据为预测交通量和道路设施的通行能力，由于我国目前还 缺乏统一的通行能力分析方法与标准体系，道路设施通行能力的分析不够准确，导致对 某些已有道路的通行能力估计过高，使得在交通严重阻塞时仍得不到改建，或在建成后 不久就又产生交通阻塞而影响道路运输效率，造成经济损失。因此，研究影响城市道路 通行能力与服务水平的因素，对优化城市交通通行状况具有重要的科学意义和现实意 义，并具有一定的经济效益和社会效益( 与修建道路同等重要) ，其必然使得城市道路交 通通行得到进一步的改善。 与此同时，我国在城市道路项目前期工作如路网规划、可行性研究、效益分析、后 评估等方面未明确规定进行道路服务水平和通行能力分析。而在国外的设计文件中“道 路服务水平”这一设计理念，是设计的重要依据。为了使有限的资金投入到急需的建设 项目上，提高工程项目可行性研究、规划、设计的准确性，对道路服务水平的研究十分 必要，这是城市道路建设的需要，也是城市道路向科学化迈进的必然要求。 本论文通过实际调查洛阳市城市道路交通流量，分析其服务水平，研究洛阳市城市 道路通行能力和服务水平及其主要影响因素，旨在为洛阳市城市主干道的规划、设计和 交通管理等提供科学依据。 本论文在阐述城市道路网络的形式、不同功能等级城市道路适应的横断面形型式， s 第一章绪论 以及通行能力的基本理论基础上，对城市道路交叉口和路段通行能力进行详细的阐述， 并从道路条件、交通条件和管制条件方面分析了影响通行能力的主要因素，结合洛阳市 城市道路实例，研究其交通运行特征，确定洛阳市道路通行能力的主要影响因素，并提 出具体改进措施。论文研究的主要内容有： 1 城市道路网络系统主要是由快速路、主干路和次干路组成，主干路与快速路共同 组成城市骨架网，次干路与主干路结合组成城市干道网。根据交通流量、交通特征、交 通组织、交通设施等因素对各级道路横断面型式选择进行分析，以提高道路通行能力。 2 道路通行能力是评价路网运行状态的重要的指标之一。通过对道路基本通行能 力、可能通行能力和设计通行能力和饱和度的讨论，对城市道路交叉口和路段的通行能 力计算方法进行较为详细的比较和分析。 3 在对影响城市道路通行能力的道路条件、交通条件和交通管制条件进行讨论的基 础上，从以道路纵坡、平曲线半径，道路横断面车道宽度和车道数以及中间带设置对通 行能力的影响；交通流特性、车辆类型的分布对通行能力影响；交通信号位置对通行能 力的影响等进行综合分析。 4 结合洛阳城市道路实际，通过对洛阳市主要道路交通流量和饱和度的调查，从道 路条件、交通条件以及管制条件等对影响洛阳市道路通行能力的主要因素进行分析，并 提出具体的改进措施。 6 长安大学硕士学位论文 第二章城市道路网络结构 城市道路是城市空间形态的主要构架与脉络，是城市交通的主要载体，是城市景观 环境的主要窗口，是城市各项基础设施的主要廊道，同时也是城市风貌、特征的突出表 现，城市道路功能的紊乱、失效，城市各类道路比例的不合理等将导致交通安全性降低， 交通拥堵、城市道路服务水平低下等，也降低了城市道路的通行能力，因此研究不同功 能城市道路的通行能力，对提高路网整体通行能力具有重要的作用。 2 1 城市道路网络 城市道路网络系统的结构形式是指道路系统的平面几何图形，是为适应城市发展， 满足城市用地和城市交通以及其他需要而形成，是由城市范围内所有道路组成，是城市 交通的主要组成部分。它担负着各种机动车、非机动车、行人以及地面与地下有轨交通 的运行，其网络布局是否合理，关系到城市规划和城市交通的大局。 1 线形或带形道路网 线形路网是以一条干道为主轴，沿线两侧布置工业与民用建筑，从干道分出一些支 路联系每侧的建筑群。线形道路的布局又可分为两种方式，一种方式是干道一侧为居住 区，另一侧是工业企业区，干道的中部为中心区，两侧各有一个副中心。另一种方式为 沿干道为五个或多个建设区，中间为居住及行政商业服务业中心，两侧各为一个工业企 业区，远外侧各有居住区及商业服务业副中心和工业区分开布局。与线形道路网布局相 似的是带形城市道路网，这种布局往往以中间的干道为主轴，两侧各有一条和主轴平行 的道路作为辅助干道，这样以三条道路为主要脉络和一些相垂直的支路，组成类似方格 形的道路，我国兰州南面靠山北沿黄河形成带状城市，老区即中心区在城市东部，工业 企业区在城市西部，城市东西向中间有一条主干道，南侧沿山北侧沿黄河各规划一条辅 助干线，垂直干道布置若干支路。 2 环形放射式道路网 这种道路网布局形式，从城市中心起向四周由若干条放射线和以城市中心为圆心的 几条环行线所组成，城市中心即为中心区，四周分布几个副中心，比较理想的布局方式 是从中心起向四周一定范围内为居住区，包括工作、生活、商业服务业、娱乐等，市区 外围为工业区。环形放射式道路系统有利于市中心同外围地区的联系，有利于外围地区 之间相互联系；但是同时容易将外围交通引入中心区，引起许多不规则的街坊，灵活性 7 第二章城市道路网络结构 不强。环线与放射道路应该互相配合，环线道路要起到保护中心区不被过境交通穿越的 功能，必须提高环线道路的等级，形成快速环路系统。环形放射式道路网最初多见于欧 洲以广场组织道路规划的城市，如莫斯科、巴黎等，我国典型的环形放射式道路网城市 是成都市。 3 方格形道路网 方格网式又称棋盘式，是一种在地形平坦城市中最常见的道路网类型。方格网式的 路网特点是道路布局整齐，有利于建筑物的布置；平行道路多，有利于交通分散，便于 机动灵活地进行交通组织；但是对角线方向的交通联系不方便，增加了部分车辆的绕行。 国内外一些大城市如纽约、郑州、洛阳等旧城区由于历史形成的路幅狭窄、密度较大的 方格路网，已经较难适应现代交通的需求。 4 方格环形放射式道路网 方格环形放射式，又称混合式道路网系统，中心区为方格形，向四周呈环形放射式 发展，是对方格网和环形放射式的综合。即在同一个城市同时存在几种类型的道路网， 组合成混合式的道路网。其特点是扬长避短，充分发挥各种形式路网的优势。随着城市 的发展以及和外地外省来往的增加，需要利用改造原有的方格形道路网并发展新的放射 线，一方面是为了便利各条放射线之间的联系，另一方面为了缓解疏散中心区的交通问 题，于是环路便应运而生，中等城市可以有一两条环路；大城市需要几个环路，至于放 射线的数量，随着城市大小、地理位置以及和相邻城市的关系有所不同，大体上内地城 市放射线较多，沿海城市放射线较少，其放射线数量，可以从四、五条到八、九条。 5 星状放射式道路网 星状放射式道路网，又称单放射式，是城市中心向四周引出放射形道路。星状放射 式道路网是和子母城市的布局( 即城市由市区和卫星城所组成) 相配套的，也通常是城郊 道路或对外公路的形式。道路网从城市中心起呈放射状联系四个或多个卫星城市，而城 市由三个或几个层次的同心圆所组成，母城即中心城市为商业居住办公用地，为第一个 层次。除中心商业区外，每条放射线上都有一个副中心，以减少交通来往。母城以外四 周为工业区，为第二个层次。工业区以外一定距离沿着放射干道为具有一定独立性的卫 星城，为第三个层次。卫星城内侧为居住区并有商业中心，外侧为工业区，三个层次之 间为农田绿地，形成开阔的空间。道路网可以为十字形，也可以为多方向的放射形，必 要时可以布置环路。 6 自由式道路网 8 长安大学硕士学位论文 自由式道路网是由于城市地形起伏较大，道路结合自然地形呈不规则状布置而形 成。自由式道路网的特点是受自然地形制约，会出现较多的不规则街坊，造成建设用地 分散。自由式道路网没有一定的格式，变化多，如果考虑城市用地布局和城市景观等因 素，精心策划，不仅同样可以建成高效的道路运行系统，而且可以形成活泼丰富的景观 效果【3 】。我国山区和丘陵地区的一些城市常采用这类形式，如青岛、重庆等。 2 2 城市道路的分类 城市道路是指大、中、小城市以及大城市的卫星城等规划区内的道路、广场和停车 场等，不包括街坊内部道路。城市道路可按在城市总体布局中的骨架作用和交通地位对 道路进行分类，同时还可以按道路对交通的服务目的进行分类。 2 2 1按道路交通流的性质分类 1 交通性道路：是以满足交通运输为主要功能的道路，承担城市主要的交通流量及 对外交通联系。交通性道路的特点为车速高，车辆多，车行道宽，道路线形符合快速形 式的要求，道路两旁要求避免布置吸引大量人流的公共建筑。 根据车流的性质，交通性道路又可分为： ( 1 ) 以货运为主的交通干道：主要分布在城市外围和工业区、对外货运交流枢纽附 近： ( 2 ) 以客运为主的交通干道：主要分布在城市客流主要流向上，又可分为：客运机 动车干道、全市性自行车专用路； ( 3 ) 客、货混合性交通道路：市交通干道间集散性或联络性的道路，或用于用地性 质混杂的地段： 2 生活性道路：是以满足城市生活交通要求为主要功能的道路，主要为城市居民购 物、社交、游憩等服务活动的，以步行和自行车交通为主，机动车交通较少，道路两旁 布景为生活服务的、人流多的公共建筑及居民建筑，要求有较好的公共交通服务条件。 又可分为：生活性干道( 如商业大街、居住区主要道路) 、生活性支路( 如居住区内部 道路) 。 2 2 2 按交通目的分类 城市道路可以把交通分为疏通为目的的交通( 疏通性交通) 和以服务为目的的交通 ( 服务性交通) 两类。两类交通对道路的布置、断面、成型的要求和与道路两旁的用地 9 第二章城市道路网络结构 的关系是不同的。因此可以把城市道路从系统上分为两大类： 1 疏通性道路：要求畅通、快捷。如城市中的快速路、交通性干道等。疏通性的道 路应与对外交通系统有好的衔接关系； 2 服务性道路：要求能便于直接服务于用地。通常是城市次干道、支路等，服务性 道路上的车速较低，要有较多供车辆停放的车位。两侧用地为商业、生活性居住时，要 有较好的步行环境；两侧用地为工业仓储时，也应对车速加以限制。 2 2 3 按交通功能和地位分类 不同规模的城市对交通方式的需求、乘车次数和乘车距离有很大的差异，反映在道 路上的交通量也很不相同；根据道路在城市总体布局中的位置和作用，我国国家标准对 城市道路按城市骨架分为四类：快速路、主干路、次干路、支路。表2 1 为大、中城市 道路分级，表2 2 为小城市道路分级。 表2 1 大、中城市道路分级 项目 城市规模与人 快速路主干路次干路 支路 口( 万人) 机动车设计速大城 2 0 08 06 04 03 0 度( k 珏洫) 市 盟o o 6 0 8 04 0 6 04 03 0 中等城市 4 04 03 0 本表摘自城市道路交通规划设计规范( g b5 0 2 2 0 一9 5 ) 。 表2 2 小城市道路分级 项目城市人口( 万人)干路支路 机动车设计速度( k 1 1 1 1 1 ) 54 02 0 1 54 0 2 0 43 7 5 必须设双、四幅 i6 0 ，5 0 43 7 5 应设单、双、三、四 主干路 5 0 ，4 03 4 3 7 5 3 5应设单、双、三 4 0 ，3 02 43 7 5 可设单、双、三 i5 0 ，4 02 4 3 7 5 3 5可设单、双、三 次干路 4 0 ，3 0 2 43 5不设单 3 0 ，2 023 5 不设 单 i4 0 ，3 023 5 不设 苴 支路 3 0 ，2 023 5 不设单 2 0 23 5 不设单 第二章城市道路网络结构 3 各类干道比例 城市中的干道，约占整个总长的2 0 。在干道上行驶的汽车，通常占整个城市全部 行驶车辆的8 0 。城市中不同等级干道长度的分配，应符合一定的规律，等级高的干道 总长度要比等级低的干道少，在设置快速路的大城市中，快速路、主干路和次干路的比 例可参考表2 5 。 表2 5 大城市各类干道比例参考表 干道长度的比例 快速路 主干路次干路 123 l24 13 4 l36 2 3 城市道路横断面型式 城市道路横断面有车行道、人行道和绿地等部分组成。横断面关系到交通、环境、 景观和沿线公用设施的协调安排，横断面形式、布置、各组成部分尺寸及比例，按道路 类别、级别、设计速度、设计年限的机动车道与非机动车到交通量和人流量、交通特征、 交通组织、交通设施、各种管线、绿化和地形等因素确定，以保障车辆和行人交通安全 通畅为原则。 2 3 1 城市道路横断面的型式 1 单幅路 车行道上不设分车带，以路面划线标志组织交通，或虽不做划线标志，但机动车在 中间行驶，非机动车在两侧靠右行驶的称为单幅路。单幅路适用于机动车交通量不大， 非机动车交通量小的城市次干路、大城市支路以及用地不足，拆迁困难的旧城市道路。 当前，单幅路已经不具备机非错峰的混形优点，因为出于交通安全考虑，即使混行也应 用路面划线来区分机动车道和非机动车道。图1 1 单幅路横断面形式。 1 4 长安大学硕学位论文 r o 。 一 直车萄 挑平盛 翮动 图1 1 单幅路横断面型式 2 双幅路 用中间分隔带分割对向机动车车流，将车行道一分为二的，称为双幅路。适用于单 向两条机动车车道以上，非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路 和郊区风景区道路咀及横向高差大或地形特殊的路段，也可采用双幅路。图12 为双幅 路横断面型式。 双幅路不仅广泛使用在高速公路、一级公路、快速路等汽车专用道路上，而且已经 广泛使用在新建城市的主、次干道上，其优点有以下几方面： ( 1 ) 可通过双幅路的中间绿化带预留机动车道，利于远期交通流量变化时拓宽道 路需要。 ( 2 ) 可以在中央分隔带上设置行人保护区，保障过街行人安全。 ( 3 ) 可通过在人行道上设置非机动车道，使得机动车和非机动车通过高差进行分 隔，避免在交叉口处混行，影响机动车通行效率。 ( 4 ) 由中央分隔带是绿化比较集中地生长，同时也利于设置各种道路景观设施。 葫 2 i 图12 双幅路横断面型式 1 5 第= 章城市道路月镕结构 3 三幅路 用两条分车带分隔机动车和非机动车流，将车行道分为三部分的，称为三幅路。适 用于机动车交通量不大，非机动车多，红线宽度大于或等于4 0 m 的主干道。图13 为三 幅路横断面型式。 三幅路虽然在路段上分隔了机动车和非机动车，但把大量的非机动车设在主干道 上，会使平面交叉口或立体交叉口的交通组织变得很复杂，改造工程费用高占地面积 大。新规划的城市道路网应尽量在道路系统上实行快、慢交通分流，即可提高车速，保 证交通安全，还能节约非机动车道的用地面积。使机动车和非机动车交通量都很大的道 路相交时，双方没有互通的要求，只需建造分离式立体交叉口，将非机动车道在机动车 道下穿过。对于主干路应以交通功能为主，也需采用机动车和非机动车分行方式的三幅 路横断面。 图1 3 三幅路横断面型式 4 四幅路 用三条分车带使机动车对向分流、机非分隔的道路称为四幅路。适用于机动车量大， 速度高的快速路，其两侧为辅路。也可用于单向两条机动车车道以上，非机动车多的主 干路。四幅路也可用于中小城市的景观大道，以宽阔的中央分隔带和机非绿化带衬托。 图l4 为四幅路横断面型式。 带有非机动车道的四幅路不宜用在快速路上，快速路的两侧辅路宜用于机非混行的 地方性交通，并且仅供右进右出，而不宜跨越交叉口，以确保快速路的功能。 随着城市的发展，机动化程度的提高，在一些开放新兴城市中非机动车出行越来越 少，非机动车道往往被闲置浪费。而且由于机非份分隔带的限制，又不能利用非机动车 道增加机动车道数，从而遵路资源的极大浪费。在总结实践的基础上，有些城市改为双 卅 口 。一 奎一 。 园一 叶l 虬 一 一萄一 t o奉- 厂j 卜忡一 长生大学硕学位论女 幅路更加符台城市的发展需要，应当称为城市新建和改建道路时的设计模式。 一条道路宜采用相同型式的横断面。当道路横断面型式或断面组成部分的宽度变化 时，应设过渡段，宜以交叉口或结构物为起止点。 为保证快速路汽车行驶安全、通畅、快速，要求道路横断面选用双幅路形式，中间 留有一定宽度以设置防眩、防撞设施。如有非机动车通行时，则应采用四幅路横断面， 以保证行车安全。 城市道路为达到机非分流，通常采用三幅式断面，随着车速的提高，为保证机动车 辆行驶安全，满足快速行车的需要，多采用四幅式断面，但三幅式、四幅式断面均不能 解决快速干道沿线单位车辆的进出及一般路口处理。为使城市快速路真正达到机非分 流、快速专用、全封闭、全立交、快速通畅，同时又为两侧地方车辆出入主线提供尽可 能方便，并与路网能够较好的连接，必须建立机非各自的专用道系统。 图1 4 四幅路横断面型式 232 不同性质道路对横断面布置的影响 道路的主要功能是为交通服务，但对于不同的道路，其性质与特点不一。不同性质 的道路，对横断面的综合布置的影响也有所不同。考虑交通性、商业性、生活性、景观 性等四类道路的特点，其横断面形式均不同。 1 交通性道路 交通性道路主要是满足交通要求。交通性道路上车流量较高机动车路面宽度较大， 交通地位比较重要，一般适用于城市区域之间的较长距离的交通转移；自行车的地位相 对较低，行驶受一些限制，流量也不会太大：另外，对人行道要求相对较低。此类道路 一般采用双幅路的布置形式若设非机动车道，则与人行道同高设置。图l5 交通性道 路横断面布置实例。 i 酵 1，1_ r r f i 第= 章城市道路同络结构 图季 静翮静静辅器圉 图1 5 交通性道路横断面布置图 2 生活性道路 生活性道路主要是满足居民日常的生活出行。此类道路上行人较多一般以上下班 变通为主，也包含一定规模的购物、娱乐等生活出行。它相对而言更多考虑人的需要， 故必须考虑公交优先，有条件的道路应规划公交专用道，而且自行车流量相对较大。生 活性道路的总体特征是人车同样优先，需要较宽欲的人行道及相对较好的步行环境，考 虑交通安全需要人车分离，干道级的道路可同时考虑机非分离，支路则可以机非混行并 视交通状况路边停车，行人可采用平面过街( 人行横道) 。此类道路可采用一幅路或两 幅路的布置形式。图16 生活性道路横断面布置实例。 瘁萄萄葡萄舒 图16 生活性道路横断面布置图 3 商业性道路 道路两侧商业发达，或间隔拥有多处大型的购物、娱乐场所，由于利益的需要，其 对道路的通达能力有一定的要求。商业性道路应给行人提供充足的步行空间；考虑人群 的安全与购物环境及交通目的，机动车道不应太多，一般为双向4 车道，需设置公交及 港湾式车站，并与车站结台开辟行人过街横道，同时人车间应有较宽隔离，自行车也应 1，jl_rfr_ 长安大学硕学位论文 与人群隔离减少干扰。此类道路可采用一幅路或两幅路的布置形式。 路横断面布置实例。 圈17 商业性道 4 i 季冈舂萄一萄萄冈搴：- 园 萄舒 一萄蔷雌 图1 8 景观性道路横断面布置 24 本章小结 本章结合城市道路网络系统的结构形式，阐述了主干路与快速路共同组成城市骨架 网，快速路和主干道的通行能力对于整个交通的情况具有决定性的影响；次干路是城市 1 9 第二章城市道路网络结构 各组团内的主要干道，与主干路结合组成城市干道网，起集散交通的作用，兼有服务功 能，其通行能力对整个城市的交通状况产生直接的影响，并说明各类城市道路为达到安 全、高效的运输所具有的不同道路横断面形式。 长安大学硕士学位论文 第三章城市道路通行能力 道路通行能力是指在一定的道路条件、交通条件和服务水平的情况下，单位时间内 能够通过道路或车道上某截面处的最大交通流量。它反映了道路的性质与功能，也反映 道路服务数量的多少或能力的大小。道路通行能力是道路规划、设计及交通管理、控制 等有关道路交通工程方面最重要的一个指标，也是这些工作评价指标，同时又是制定各 类道路、交通规律、设计规范的一个重要指标，其具体数值的变化随道路等级、线形、 路况、交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。 3 1城市道路的交通组成 城市道路上交通构成较复杂，分析城市道路交通构成所占数量和比重及构成特性是 确定道路功能、性质和制定交通管制策略的重要依据。 3 1 1 城市道路交通的构成 城市道路交通量的构成特性比较复杂。交通流中通常包括大中小客车、大中小货车、 摩托车、助力车、自行车、三轮车、残疾人专用车等等。在交通管理相对正规严格的大 城市，道路交通量的构成相对简单些，主要有公交车、大客车、小客车、出租车、自行 车等，其他车辆相对较少或者被禁止进入。在不同等级和功能的道路上，交通量的构成 差别是比较大的。城市快速路和交通性主干道上交通量中主要是小客车和出租车；在生 活性的干道上，公交车的比例相对高得多：而在支路上自行车和行人交通量