第2讲道路交通基础

道路工程第二章道路交通基础本章提要本章从交通工程学的原理出发，系统介绍设计车辆、设计车速；交通量；城市道路通行能力；公路通行能力和服务水平；平面、环形交叉口通行能力；立体交叉通行能力第一节设计车辆、设计车速一、机动车设计车辆按使用目的、结构或发动机的不同分成各种类型，而作为道路设计依据的汽车可分为三类，即：小型汽车、普通汽车、大型车汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车。汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：1.总高：4.0m；2.总宽（不包括后视镜）：2.5m；3.总长：16m；（1）载重汽车（包括越野载重汽车）12.0m；（2）客车12.0m；铰接式客车18.0m；（3）牵引车拖半挂车16.5m；（4）汽车全挂汽车列车20.0m。国家标准GB1589—89对汽车的外廓尺寸限界的规定公路工程技术标准(JTGB01-2003，JTJ001-97)将机动车分为三类城市道路设计规范(CJJ37-90)将机动车分为三类二、设计速度（计算行车速度）设计速度（计算行车速度）是道路设计的重要因素，是确定道路几何尺寸的依据。设计速度（计算行车速度）：气候条件良好，交通密度小，车辆行驶只受道路条件影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适驾驶车辆的速度。设计车速是决定公路几何形状的基本依据，曲线半径、超高、视距等技术指标都起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。其他如车道宽度、路肩宽度等虽与设计车速无直接关系，但他们影响行车速度。如何确定计算行车速度（设计速度）?为了使汽车在各级公路上都能充分发挥其技术性能，达到应有的运输经济效益，并结合已有公路汽车行驶的实际情况，一级公路的平均行车速度应在60km/h以上，二级公路的平均行车速度应大于50km/h，三级公路的平均行车速度采用40km/h～45km/h，四级公路采用35km/h。第二节交通量交通量的概念：在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数量。其中：AADT是确定道路等级的控制性指标平均日交通量年平均日交通量月平均日交通量周平均日交通量高峰小时交通量交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。常用的交通量有：设计小时交通量设计小时交通量DHVK值的分布范围11%~15%设计小时交通量的确定：取一年中的排序第30位最大小时交通量作为设计小时交通量；车辆折算系数:教材中的表1-2-4设计小时交通量系数KK=DHV/AADT交通量的换算远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。Nd＝N0(1+γ)n-1式中：Nd——远景设计年平均日交通量（辆／日）；N0——起始年平均日交通量（辆／日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量：γ——年平均增长率（％）；n——远景设计年限。远景设计年平均日交通量计算：交通密度交通密度的定义：指在单位长度的道路上，一个车道或一个方向上某瞬时的车辆数，又称车辆密度。LNKsVQKN：路段内车辆数(辆)L：路段长度(km)亦可用下式表示Q：单车道上的交通量(辆/h)Vs：区间平均车速(km/h)交通流三参数的基本关系极大流量Qm临界速度Vm最佳密度Km阻塞密度Kj畅行速度Vf1fjKVVK速度与密度关系（GreenSheild）最基本的关系！1fjKQKVK流量与密度关系2jfVQKVV流量与速度关系第三节城市道路路段通行能力第三节城市道路路段通行能力通行能力的定义：在一定的道路、交通、管制条件下，单位时间内，一条车道或道路的某一断面所能通过的最大车辆数。通行能力的影响因素通行能力的分类道路条件交通条件管制条件环境条件气候条件规定运行条件根据道路设施和交通实体的不同根据车辆运行状态的特征根据通行能力的性质和使用要求的不同基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力机动车道通行能力、非机动车道通行能力和人行道通行能力路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力基本通行能力：指道路、交通、环境和气候均处于理想情况下，由技术性能相同的一种标准车辆，以最小的车头间隔连续行驶，在单位时间内通过一条车道（或一条道路）某一断面的最大车辆数。又称理论通行能力。可能通行能力：在实际的道路与交通条件下，在单位时间内能通过道路上某点的最大可能车辆数。iptN3600计算通行能力的方法设计通行能力是指公路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内公路上某一路段可以通过的最大车辆数。通常作为道路规划和设计的依据设计通行能力是实际道路可能接受的通过能力，考虑了人为主观对道路的要求，按照道路运行质量要求及经济、安全、出人口交通条件等因素而确定作为设计依据的。设计通行能力=可能通行能力×V/C（V／C）比是在理想条件下，各级服务水平最大服务交通量与基本通行能力之比。设计通行能力：城市道路路段设计通行能力不受平面交叉口影响的一条机动车车道的设计通行能力pcmNN受平面交叉口影响的机动车道设计通行能力amcpmNN道路分类系数，见表1-2-6通行能力车道折减系数，见表1-2-7交叉口折减系数，见表1-2-8cmaamcpmNN不计交叉口影响的多车道的设计通行能力mpcmNN第四节公路通行能力服务水平的定义：描述交通流之间的运行条件及其对汽车驾驶者和旅客感觉的一种质量测定标准。，如可以提供的行驶速度、舒适、方便、司机的视野以及经济、安全等方面所能得到的实际效果与服务程度服务水平的评价指标行驶速度和运行时间车辆行驶时的自由程度交通受阻或受干扰的程度行车的安全性行车的舒适性和方便性乘客的满意程度经济性以行使速度、交通服务量与基本通行能力之比(V/C)作为评价服务水平的主要指标服务交通量：在通常的道路、交通和管制条件下，并保持规定的服务水平时，道路的某一断面或均匀路段，在单位时间内所能通过的最大交通量一、服务水平服务水平分级饱和度（V/C)≤0.350.36~0.550.56~0.750.76~0.950.95~1.01.0中国公路服务水平分级一二三四美国服务水平分级ABCDEF美国服务水平分级：A、B、C、D、E、F；中国公路服务水平分级：一级、二级、三级、四级；服务水平分级表服务水平分级表服务水平分级表服务水平分级表二、公路路段设计通行能力(一）高速公路设计通行能力高速公路实际条件下的设计通行能力HVSWCWDfffCC设计通行能力，见表1-2-14行车道宽度对通行能力的修正系数，见表1-2-15侧向余宽对通行能力的修正系数，见表1-2-16交通组成对通行能力的修正系数，见公式1-2-12及表1-2-17SWfDCCWfHVf(三)一级公路设计通行能力(四)二、三、四级公路的设计通行能力iKRRCC21干线集散JUNCHVFRICDIRCWDfffffCC设计通行能力行车道宽度对通行能力的修正系数，见表1-2-20方向分布对通行能力的修正系数，见表1-2-21交通组成对通行能力的修正系数，见表1-2-23DIRfDCCWfHVf(五)实际条件下的公路路段设计通行能力横向干扰对通行能力的修正系数，见表1-2-22FRICf平交路口对通行能力的修正系数，见表1-2-24JUNCf三、无信号交叉口通行能力无信号公路交叉口设计通行能力公路交叉口实际通行能力iDFCC交叉口设计通行能力第i种影响因素的修正系数，具体参见表1-2-30，1-2-33DCiF交叉口通行能力影响系数主要考虑主支路流量比、横向干扰、左右转比率与交通组成等因素。环形交叉口通行能力第五节自行车道、人行道通行能力自行车车道通行能力一条自行车车道的路段可能通行能力不受交叉口影响的一条自行车车道的路段设计通行能力受交叉口影响的自行车车道的路段设计通行能力人行道通行能力人行道的基本通行能力人行道的可能通行能力人行道的设计通行能力第六节平面交叉口通行能力1.一条直行车道的设计通行能力计算公式1/36001isgcssttttN一、各种直行车道的设计通行能力式中：Ns——一条直行车道的设计通行能力(pcu／h)；tc—信号灯周期(s)；tg—信号每周期内的绿灯时间(s)；t1—绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间(s)，如无本地实例数据，可采用2.3s；tis——直行或右行车辆通过停车线的平均时间(s／pcu)；ψs——折减系数，可用0.95。交叉口通行能力是指各进口道在单位时间内可以通过的车辆数之和平面交叉口通行能力2.直右车道的设计通行能力计算公式srsNN各种直行车道的设计通行能力式中：Nsr——一条直左车道的设计通行能力(pcu／h)；β1—直左车道中左转车所占的比例；3.直左车道的设计通行能力计算公式112slsNN4.直左右车道的设计通行能力计算公式slrslNN平面交叉口通行能力1.进口道设计通行能力计算公式/(1)elrslrNN二、进口道设有专用左转专用右转车道时的设计通行能力式中：Nelr—设有专用左转专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力(pcu／h)；ΣNs—本面直行车道的总设计通行能力(pcu／h)；βl—左转车占本面进口道的比例；βr—右转车占本面进口道的比例2.专用左转车道的设计通行能力计算公式lelrlNN3.专用右转车道的设计通行能力计算公式relrrNN平面交叉口通行能力1.进口道设计通行能力计算公式/(1)elssrlNNN三、进口道设有专用左转而未设专用右转车道时，左转车道的设计通行能力式中：Nel—设有专用左转车道时，本面进口道的设计通行能力(pcu／h)；（ΣNs+Nsr）—本面直行车道及直右车道的设计通行能力之和(pcu／h)；2.专用左转车道的设计通行能力计算公式lellNN平面交叉口通行能力1.进口道设计通行能力计算公式/(1)ersslrNNN四、进口道设有专用右转车道而未设专用左转车道时，右转车道的设计通行能力式中：Ner—设有专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力(pcu／h)；（ΣNs+Nsl）—本面直行车道及直左车道的设计通行能力之和(pcu／h)；2.专用右转车道的设计通行能力计算公式rerrNN平面交叉口通行能力当NleN’le时()eesleleNNnNN五、在一个信号周期内，对面到达的左转车超过3~4辆时，应折减本面各种直行车道（包括直行、直左、直右及直左右等车道）的设计能力式中：N’e—折减后本面进口道的设计通行能力(pcu／h)；Ne—本面进口道的设计通行能力(pcu／h)；ns—本面各种直行车道数；Nle—对面进口道左转车的设计通过量(pcu／h)；N’le—不必折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数(pcu／h)，当交叉口小时为3n，大时为4n，n为每小时信号周期数；leelNN平面交叉口通行能力例题1-2-1计算图1-2-3十字形交叉口的设计通行能力设：每个信号周期绿灯时间25s，黄灯5s，左、右转车各占本面的15%，t1=2.3s,tis=2.5s,ψs=0.9。[解]（1）求直行车一条车道的设计通行能力(pcu/h)544)52251]/(252.3)/2.5-0.9[(2536001]/t)/tt-[(t3600ψNcis1gss（2）求本面进口道的设计通行能力)/(777)15.015.01/(544)1/(N1elrhpcuNrs（3）求专用左转车道的设计通行能力)/(117%15777N1lhpcuNelr（因，故不必折减直行车道的设计通行能力）604Nl)/(