第20讲道路通行能力2.ppt

第20讲道路通行能力 2 2 2 一高速公路的定义及其组成 高速公路是指中央有分隔带 上下行每个方向至少为两车道 所有交叉口都建立交 完全控制车辆出入 专供汽车行驶的公路 高速公路是连续流道路 在正常情况下 车辆可不停顿地连续行驶 高速公路 高速公路基本路段 交织区 匝道 第二节高速公路基本路段通行能力 3 3 二高速公路基本路段通行能力 1高速公路基本路段是指不受匝道附近的合流 分流以及交织流的影响的高速公路路段 4 4 4 5 5 高速公路基本路段通行能力分析的基本思路 可能通行能力 实际条件下最大值 基本通行能力 理想条件下最大值 折减系数 理想的条件 主要是指车道宽度应3 75m B 4 50m 侧向净宽 1 75m 交通组成全部为小客车 驾驶员均为熟悉高速公路几何线形且驾驶技术熟练 遵守交通法规的司机 6 6 6 HCM2000中高速公路基本路段的理想条件 Minimumlanewidthsof12ft Minimumright shoulderlateralclearanceof6ftbetweentheedgeofthetravellaneandthenearestobstacleorobjectthatinfluencestrafficbehavior Minimummedianlateralclearanceof2ft Trafficstreamcomposedentirelyofpassengercars Fiveormorelanesforonedirection inurbanareasonly Interchangespacingat2miorgreater Levelterrain withgradesnogreaterthan2percent Adriverpopulationcomposedprincipallyofregularusersofthefacility 7 7 8 8 8 9 9 高速公路基本路段通行能力计算过程 高速公路基本路段的基本通行能力2000200019001800 设计速度 km hr 1201008060最大服务交通量 pcu hr lane Mservicei CB V C i最大服务交通量 基本通行能力 服务水平单向车道的可能通行能力CP CB N fW fHW fP单向车道的设计通行能力CD CB V C i N fW fHW fPMservicei最大服务交通量N单向车道数fW车道宽度和侧向净空影响修正系数fHW大型车混行影响修正系数fP驾驶员条件影响修正系数 运行质量 10 10 影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 车道宽度与侧向净空修正系数fW 11 11 大型车的修正系数fHV PHV大型车交通量占总交通量的百分比 EHV大型车换算成小客车的车辆换算系数 驾驶员条件的修正系数fP fP 1 00 0 90 12 12 一四车道高速公路 设计速度为100km h 单向高峰小时交通量 1800veh h 大型车占40 车道宽3 50m 侧向净空为1 75m 紧挨行车道两边均有障碍物 重丘地形 分析其服务水平 问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量 实地观测的平均速度为56km h 解 为求服务水平要计算V C l 查表5 14 22 得诸修正系数 2 计算V C 3 该公路服务水平属三级 例 运行质量分析 13 13 4 求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能通行能力 达到可能通行能力前可增加的交通量 V 14 14 例 大型车爬坡车道设计 已知 要设计一长段乡区高速公路 采用的服务水平为二级 DDHV 2800veh h 大型车以总重 千瓦为122kg kW者占优势 大型车占总交通量的20 在7km平原地形路段后接着就是1200m的3 的坡段 问在这坡段上及平原地形中路段各需多少车道 15 15 15 例 道路的规划与设计 已知 要在乡区设计一延伸的高速公路路段 设计速度120km h 要求二级服务水平 单向设计小时交通量DDHV 2400veh h 大型车占30 驾驶员技术熟练 遵纪守法 熟悉高速公路运行 确定车道数N 按标准要求 车道宽3 75m 右路肩宽3 75m 路缘带宽0 75m 中央分隔带宽3 00m 其中间2 00m有设施 16 16 16 17 第三节双车道公路路段通行能力 双车道是我国公路网中最普遍的一种公路形式每条车道用于一个方向的交通 在视距和对向交通流间隔允许的地点 可占用对向车道 超越慢速车辆 然后再回到本向车道双车道公路中任一方向的车辆在行驶过程中 不仅受到同向车辆的制约 还受到反向车流的影响必须对车行道双向通行能力和服务水平进行总的分析计算 18 双车道公路的理想道路条件 19 双车道公路的理想交通和地形条件 1 设计速度大于或等于80km h 2 车道宽度大于或等于4 00m但不大于4 50m 3 侧向净宽大于或等于1 75m 4 在公路上无不准超车区 5 交通流中全部为中型载重汽车 6 两个方向交通量之比为50 50 7 对过境交通没有横向干扰且交通秩序良好 8 处于平原微丘地形 20 双车道公路的服务水平等级标准 分为四等 与延误率有关 21 双车道公路路段通行能力 22 一 定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉 两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向 交汇与交叉 平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力 第四节平面交叉口通行能力 23 无信号交叉口通行能力 信号交叉口通行能力 暂时停车方式 环行方式 两向停车方式 全向停车方式 主道优先 无主次之分 常规环行交叉口 小型环行交叉口 微型环行交叉口 d 25m d 25m 引道加宽成喇叭形 渠化交通的方式 24 二 无信号交叉口通行能力 无信号交叉口通行能力的计算一般根据车流的运行情况分为间隙分析法和车队分析法 25 1 间隙分析法 1 行车规定在无信号灯控制的交叉口上 主要道路上的车辆优先通行 次要道路上的车辆 寻找机会 穿越主要道路上车流的空档 通过路口 主要道路上能够通过的车辆 按路段计算 次要道路上能够通过多少车辆受主要道路上车流的车头间隔分布 次要道路上的车辆穿越主要道路的车流所需时间 次要道路上车辆跟驰的车头时距 主要道路上车流的流向分布等因素影响 26 无信号交叉口通行能力 等于主要道路上的交通量加上次要道路上的车辆穿越空档所能通过的车辆数 若主要道路上的车流已经饱和 则次要道路上的车辆一辆也通不过 无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力 一般无信号交叉口 主要道路上的交通量并不大 否则加设信号控制 27 2 交通流向分析在无信号交叉口 次要道路上的车流 每一流向都面临与之发生冲突的交通流 图6 6交通流向分析图 28 3 穿越间隙可穿越间隙的大小与次要道路上的车流通过交叉口的状态有关 若在进口处停车等候 则所需间隙时间为7 9秒 若驶近路口减速待机 则所需间隙时间为6 8秒 此外 应当说还与穿越车流的流向有关 4 计算公式假设 主要道路上的车辆优先通过路口 主要车道上的双向车流视为一股车流 交通量不大 车辆之间的间隙分布符合负指数分布 当间隙大于临界间隙时 次要道路上的车辆方可穿越 次要道路上车辆跟驰行驶时的车头时距t 3s 29 按可穿越间隙理论 推算出次要道路上的车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为 6 18 30 例题 一无信号控制的交叉口 主要道路的双向交通量为1200辆 小时 车辆的到达符合泊松分布 次要道路上的车辆所需穿越的临界车头时距to 6s 车辆跟驰行驶的车头时距t 3s 求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量 解 31 三 环形交叉口的通行能力1 概述环形交叉口是在几条道路相交的交叉口中央 设置圆岛或带圆弧形状的岛 使进入交叉口的所有车辆均以同一方向绕岛行驶 其运行过程一般为先在不同方向汇合 合流 接着于同一车道先后通过 交织 最后分向驶出 分流 可避免直接交叉 冲突和大角度碰撞 其实质为自行调节的渠化交通形式 优点 车辆可以连续行驶 安全 无需管理设施 平均延误时间短 很少刹车 停车 节约用油 随之噪声低 污染少 缺点 占地大 绕行距离长 当非机动车和行人过多及有直向行驶的电车时不宜采用 32 A B C D 33 2 分类常规环形交叉口其中心岛为圆形或椭圆形 直径一般在25m以上 交织段长度和交织角大小有一定要求 入口引道一般不扩大成喇叭形 在我国各城市的主要环交均属此类 小型环形交叉口其中心岛的直径小于25m 引道入口适当加宽建成喇叭形 使车辆便于进入交叉口 其优点可以提高环交的通行能力 少占用地 34 35 微型环交多为三路或四路相交 其中心岛直径一般小于4m 不一定做成圆形 也不一定非高于路面不可 可以用白漆涂成圆圈 或做成不同颜色 主要起引导与分隔作用 此外 还有双环形交 图5 16 引道错位环交 图5 17 让路原则设计的环交 多岛式环交和双向行车环交等 36 3 常规环交的通行能力1 沃尔卓普公式 Qp 交织段上最大通行能力 辆 h l 交织段长度 W 交织段宽度 e 环交入口引道平均宽度p 交织段内进行交织的车辆与全部车辆之比根据使用经验和实际观察资料的检验 一般设计通行能力采用上述公式计算最大值的80 37 例 某常规环交为四路交汇 其几何图形与车流量 流向如图 主要参数W 15m l 40m e 10m 求其交织段的通行能力 并验算现有车流量是否超过其通行能力 38 4 39 四 信号交叉口通行能力 一 信号交叉口的通行能力交叉口的通行能力是对每一进口道规定的 它是在现行的交通状况 车行道和信号设计条件下 某一指定进口道所能通过交叉口的最大流率 观测流率的间隔时间一般为15min 通行能力以辆 小时表示 信号交叉口的通行能力是以饱和流率的概念为基础的 饱和流率是指在现行的道路和交通条件下 指定的进口道或车道组能通过交叉口的最大流率 饱和流率的符号为S 其单位用有效绿灯小时通过的车辆数表示 辆 绿灯小时 40 指定的车道组或进口道的通行能力可表示为 6 2 41 二 信号交叉口的服务水平信号交叉口的服务水平用延误来衡量 延误是反映驾驶员不舒适 受阻 油耗和行驶时间损失的指标 服务水平标准用15min分析期间内每辆车的平均停车延误来表示 42 三 我国使用的分析方法 停车线断面法 凡车辆通过停车线断面就认为车辆已经进入交叉口 对于直行专用车道 右转专用车道 左转专用车道 不设左转专用车道的左转专用车道 直左混行车道 直右混行车道都有专门的计算公式 43