城市道路-串讲

2020/5/7,1/277,城市道路,串讲,李胜利博士，副教授土木工程学院交通工程系郑州大学,2020/5/7,2/277,考试简介,题型与分数名词解释（5题3分=15分）单项选择题（20题1分=20分）多项选择题（5题2分=10分）填空题（10题1分=10分）简答题（6题5分=30分）应用题（1题*15分=15分）,2020/5/7,3/277,题型分布,2020/5/7,4/277,目录,第1章绪论第2章交通流理论基础知识第3章城市交通规划第4章城市道路网规划第5章城市道路横断面设计第6章城市道路平面与纵断面设计第7章道路平面交叉口设计第8章道路立体交叉第9章城市道路公用设施第10章城市高架道路,2020/5/7,5/277,第1章绪论,1.1城市交通与城市道路1.2我国城市交通发展状况1.3城市交通与城市规划,2020/5/7,6/277,1.1城市交通与城市道路,城市交通与城市道路的概念城市交通的范畴例1下列属于城市交通范畴的是（ABCD）A.单位货运交通B.对外客运交通C.轻轨交通D.自行车交通E.马车交通,2020/5/7,7/277,1.2我国城市交通发展状况,我国城市交通存在的主要问题我国城市道路交通发展方向,2020/5/7,8/277,1.3城市交通与城市规划,城市交通与城市规划的关系,2020/5/7,9/277,第2章交通流理论基础知识,2.1交通流基本概念2.2交通流理论2.3道路通行能力与服务水平2.4交通量、车速及交通密度调查,2020/5/7,10/277,2.1交通流基本概念,2020/5/7,11/277,交通流：某一时段内，连续通过道路某一断面的车辆或行人的统称。道路交通流具有三个基本特征：两重性、局限性和时空性。交通基本参数：交通量、速度、交通密度。,TrafficFlow,2020/5/7,12/277,交通量：单位时间内通过道路某一断面的车辆数或行人数。按交通组成：机动车交通量、非机动车交通量。折算交通量：将不同车型的交通量换算成标准车型交通量。,机动车车型换算系数,2020/5/7,13/277,ADT（平均交通量）AADT（年平均日交通量）MADT（月平均日交通量）WADT（周平均日交通量）,交通量,2020/5/7,14/277,第30位小时交通量（30HV）第30小时系数K=30HV/AADT设计小时交通量（DHV）,交通量,2020/5/7,15/277,例题研究表明，对同一观测断面的道路交通量一般均表现出的规律是，将一年中所有8760小时的小时交通量从大到小按顺序排列，并按此排列绘出一年交通量变化曲线时，从第1到第（B）位左右的小时交通量变化比较明显，之后，小时交通量减少得很缓慢。A.20B.30C.40D.60,2020/5/7,16/277,时变日变月变年变,某市五一路客车流量时变图,交通量的时间变化规律,2020/5/7,17/277,例题交通量随时间的变化规律不包括（C）A.时变B.日变C.车道分布D.逐年交通量变化,2020/5/7,18/277,路段分布车道分布方向分布,交通量的空间变化规律,交通量方向不均匀系数=,车道序修正系数,2020/5/7,19/277,例题交通量的空间变化规律不包括（D）A.路段分布B.方向分布C.车道分布D.逐年交通量变化,2020/5/7,20/277,例题下列属于交通量的单位的是（ABCDE）A.信号周期交通量B.当量交通量C.5分钟交通量D.日交通量E.年第30位小时交通量,2020/5/7,21/277,车速,地点车速、行驶车速、区间车速、临界车速设计车速：具有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时能维持的最高安全速度，作为道路几何线形设计依据的车速。,2020/5/7,22/277,例题,作为道路几何线形设计所依据的车速是（B）A.行驶车速B.设计车速C.地点车速D.区间车速作为具有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时所能维持的最高安全速度是（B）A.行驶车速B.设计车速C.地点车速D.区间车速作为评价该路段的线形和通行能力或作经济效益分析用途的车速是（A）A.行驶车速B.设计车速C.地点车速D.区间车速作为评价道路通畅程度、估计行车延误的依据的车速是（D）A.行驶车速B.设计车速C.地点车速D.区间车速一般供交通流理论分析时用的车速是（D）A.行驶车速B.设计车速C.地点车速D.临界车速,2020/5/7,23/277,交通密度,交通密度（K）：某一瞬间，单位长度内一个车道一个方向或全部车道上的车辆数。车头间距（hd）：同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离。车头时距（ht）：同向连续行驶的两车车头之间间隔的时间。,2020/5/7,24/277,交通量、车速、交通密度三者关系,基本关系式如果车流中所有车辆均以相同的车速通过某一段路程，则有下列关系,K交通密度（辆/公里）Q交通量（辆/小时）V车速（公里/小时）,2020/5/7,25/277,交通量、车速、交通密度三者关系,2、密度与车速的关系(K-V),自由车速,阻塞密度,2020/5/7,26/277,交通量、车速、交通密度三者关系,3、交通量与密度的关系(Q-K),最佳密度,2020/5/7,27/277,交通量、车速、交通密度三者关系,4、交通量与速度的关系（Q-V）,临界车速,2020/5/7,28/277,几个特征变量：（1）极大流量（2）临界速度（3）最佳密度（4）阻塞密度（5）自由速度,2020/5/7,29/277,交通量、车速、交通密度三者关系,密度很小：自由车速，交通量小；最佳密度：临界车速，交通量最大；阻塞密度：Q=V=0,Q=KV,2020/5/7,30/277,例题,下列关于交通量、车速和交通密度间关系描述不正确的是（D）A.当密度很小时，交通量亦小B.当密度很小时，车速很高C.随着密度的增加，交通量也增加，而车速降低D.随着密度的增加，交通量和车速也增加,2020/5/7,31/277,2.2交通流理论,2020/5/7,32/277,概述,交通流理论是交通工程学的理论基础；交通流在点（交叉口）、线（路段）和面（区域）范围内的运动状态是一个受多种因素影响的随机过程。它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机理,使我们能更好地理解交通现象及本质；研究交通流理论的意义把握交通流运动机理与规律，科学地分析交通设施设计效果与运营管理系统,2020/5/7,33/277,交通设施种类,连续流设施,间断流设施,无外部因素导致周期性中断高速公路。,由于外部设备导致交通流周期性中断一般道路交叉,2020/5/7,34/277,研究方法,概率论方法交通跟驰理论流体力学方法,目前主要的交通流理论有：概率论方法，交通流排队理论，跟驰理论和流体力学模拟理论。,2020/5/7,35/277,概率论方法离散型分布（泊松分布）,泊松分布,通过道路某一点的车辆数常服从泊松分布。,x时间段t内通过的车辆数p（x）时间段t内通过x辆车的概率m时间段t内通过车辆数的平均值。,2020/5/7,36/277,概率论方法离散型分布（二项式分布）,二项式分布：可用以预测违反交通规则的车辆数，在交叉口可能的转弯车辆数以及在路段上行驶速度超限的车辆数等。,n试验次数；x成功次数；p在任何给定的试验中成功的概率；q在任何给定的试验中失败的概率。,2020/5/7,37/277,概率论方法连续型分布（1）,负指数分布：常用于研究交通流中的车头时距等。相继发生事件的时间间隔ht的概率相继发生事件的时间间隔ht的概率,2020/5/7,38/277,概率论方法连续型分布（2）,移位的负指数分布：考虑前后两车头间的极限车头时距。,C车头间最小间隔（11.5s）；T平均车头间隔（s）。,2020/5/7,39/277,例题,可用以预测违反交通规则的车辆数的概率分布类型是（C）A.泊松分布B.负指数分布C.二项式分布D.爱尔郎分布可用以研究交通流中的车头时距或事故的间隔的概率分布类型是（B）A.泊松分布B.负指数分布C.二项式分布D.爱尔郎分布在交通量不太大的路段上，通过道路某一点的车辆数常服从于（A）A.泊松分布B.负指数分布C.二项式分布D.爱尔郎分布,2020/5/7,40/277,排队论,1905，哥本哈根，爱尔朗，电话自动交换机排队论也称“随机服务系统理论”，是研究广义“需求”与“供给”关系的一种数学理论；应用于交通延误、通行能力、交通信号配时、停车场、收费站、加油站等交通设施的设计与管理分析，方案制定。举例：高速公路排队、电话接线排队、网络数据包传输排队等,2020/5/7,41/277,交通流排队理论,排队论：以概率论为基础。排队：单指等待服务的车辆。排队系统：包括等待服务与正在接受服务的车辆。,收费站车辆排队,2020/5/7,42/277,1.排队与排队系统,交通流排队理论,2020/5/7,43/277,2.排队系统的三个组成部分1）输入过程定长、泊松输入、爱尔朗输入2）排队规则损失制、等待制、混合制3）服务方式定长服务、负指数分布、爱尔朗分布,交通流排队理论,2020/5/7,44/277,3.排队系统的数量指标1）等待时间（到达至开始接受服务的时间）2）忙期（服务台工作强度）3）队长（衡量服务水平）,交通流排队理论,2020/5/7,45/277,顾客平均到达率：系统的服务率：服务强度（利用系数）=/。确保单通道排队系统稳定的条件：1（60%,或平曲线半径大于相应设计车速所允许的最小半径。2.为减少高架道路对沿街建筑通风、采光、噪声的不利影响,高架道路边缘距房屋至少应有7m的距离,故高架道路不宜选在沿街为住宅建筑的道路上。3.为充分发挥因提高车速而获得的运输经济效益,高架干道全程不宜太短,但也不必盲目求长。过长的干道势必经过较多的交叉口,设置匝道过多又必将导致横向拆迁房屋。通常在交通枢纽尽端式的大城市,穿越市中心区的远程交通量并不多,故高架道路宜选择在远程交通比例较大的交通干线上,以利发挥高架道路的效益。,2020/5/7,258/277,(三)高架桥结构设计遵循的几个主要原则:,1.为保证高架桥下的通车净空高度和减少匝道桥及引道的长度,要求高架桥的结构高度尽可能小;2.由于高架结构工程量大,故选用经济、实用的结构形式至关重要;3.由于高架桥施工工期紧,因此应能便于快速施工,标准段结构尽可能采用工厂预制;4.高架桥段为城市景观,应注意外形线条流畅,跨高比的协调,在重要景观路段考虑高架结构与周围环境的协调,并适当采用新颖结构。5高架桥上部结构采用空心板梁、预制工字梁、预制单箱梁结构或多室箱梁等,交叉路口跨度大采用预应力混凝土T梁,特殊路段采用钢梁,在重要景观路段采用新颖结构,下部结构,桥墩采用双柱式、单柱式。,2020/5/7,259/277,下列关于高架桥结构设计遵循的几个主要原则叙述不正确的是（A）高架桥的结构高度不需要太小选用经济、实用的结构形式至关重要标准段结构尽可能采用工厂预制高架桥段为城市景观,应注意外形线条流畅跨高比的协调,2020/5/7,260/277,10.2高架道路匝道,匝道：是保证高架道路与城市路网联系并按一定间隔设置的坡道。匝道与地面道路的连接点是高架道路系统的咽喉要塞。匝道按照在其上行驶的车流方向的不同,分为上匝道(即把地面道路车流引向高架主线的匝道)和下匝道(即把高架主线车流引向地面道路的匝道),2020/5/7,261/277,高架道路匝道图,下匝道,上匝道,2020/5/7,262/277,一、匝道设置的原则,1.总原则:匝道的合理设置是有效使用城市高架道路的重要条件,应最大限度地满足高架道路系统在路网中担负的交通要求,扩大高架道路的利用率,使高架道路通行时间最短；充分发挥每一条匝道的功能,使高架与地面道路系统均能切实起到疏解市内交通,集散对外交通,分流过境交通的作用。,2020/5/7,263/277,2.具体原则:,(l)匝道的位置应符合交通现状与规划路网中的主要流向(2)匝道的间距应合理,保证高架道路及其地面道路,横向道路交叉口行驶条件(3)因地制宜,远近结合,注意用地和建筑拆迁条件,预留好缓建匝道或远期立交的位置。(4)匝道设置应尽量避免在主要横向道路交叉口前衔接,因为主干道交叉口流量很大,建成高架道路后,虽然分离了大量直行交通,但左转交通较原来有所增加,邻近地面交叉口的转弯流量均集中到有上、下匝道前的交叉口上来,增加了主干道交叉口的交通负荷,容易发生交通堵塞。(5)高架匝道的设置应成对出现,并遵循先设下匝道后设上匝道的原则,这样使上匝道与高架道路衔接处高架道路主线的车流处于非饱和状态,可提供较多的插入空档,有利于提高上匝道的通行能力,避免车辆阻滞在匝道上。,2020/5/7,264/277,例题,2020/5/7,265/277,二、匝道的布置方式及其适用条件,匝道按其布置位置、型式、交通组织的不同有多种分类。(一)按匝道衔接方式的不同,分为平行式与定向式匝道1.平行式匝道指平行于高架主线设置的匝道。常用于城市高架道路因受沿线建筑拆迁、道路红线等因素的影响和制约,高架道路主线宽度有限而邻近路网密度高、相交道路等级较低的场合。其特点是匝道呈菱形布置,使高架与地面道路形成不完全互通(有冲突点),此种型式的匝道易受前方交叉口交通组织状况和高架主线交通流量的影响,其通行能力变化较大,易发生交通拥阻。,2020/5/7,266/277,平行匝道,2020/5/7,267/277,2.定向式匝道指匝道在地面的出入口均设在横向道路上,是具有弯道的坡道,使高架与相交地面道路形成部分互通。这种型式匝道常用于匝道有大量转向车流而邻近路网密度高、路网完善、交通量较小且建筑条件许可的场合。其优点是利用附近路网来集散上、下匝道的交通,以减少主要道路地面交叉口的交通压力。缺点是增加绕行交通。右转定向式匝道占用相交横向道路的用地较多,左转定向式匝道则要跨越或下穿主线,对交叉口临街景观影响较大。,2020/5/7,268/277,定向匝道,2020/5/7,269/277,(二)按匝道与相交道路相对位置的不同,平行式匝道可以分为路口型和路段型,1.路口型匝道1）匝道设于交叉口前后且面对交叉口,即在入交叉口前设下匝道,