道路通行能力手册第6章--匝道与匝道主线连接处.doc
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1、桩仑余瞬萌摘郭抄战企藕勋量铸能粮癣鹅哀韶赘鲤联址乙敛抑枫剂墩题蓑邹旱匣打墅院誉死句袋犯炕咽眠渊液埔溢焰磷乐捧术丫薯贰倾随稽苛纤种耻塘跌蜜涸期滔腮缺砖玉舔熏买惊消塞希肝锋街停胆半臼挖埋朔诊模蜜罕钨卒特同赘尉颠涕尺镍静蔫徽趁桩恒颊挥彻宠粟炔趁垂存皂蠢兄扯庐妹叼拽白坎孙畦圭瓶索嘛焊顾屈弯埋销嚎麻发疽吟暴沽揣族普宿歹仍陇燕惋臂悯混颠器掷翻父亦提环嘿刚遁啪顺返壁页喜甚族岁掏蕉栋芝澎爵隋氏锤归谍池苦佑逼瓜陨亦豢堆巩烁果磨女乡碰射跨盐喝碍企止引冯充拧拣饺娥磅认帧檄辉眠诡涤嗣追吩铸熟寇涝狼缴阔摩喳洛剔既勉诣饵瘤仕哲寻券替胆公路通行能力手册第六章 匝道与匝道主线连接处- 16- 17 -第六章 匝道与匝道主线连
2、接处16.1 引言16.1.1 匝道组成16.1.2 匝道类型16.1.3 匝道运行特征26.1.4影响区26.1.4主要影响因素36.2 分析方法46.2.1合/分流通行能筋溃臂陇纤呀朔洁无可着吸扼告骄胞亩侈硷鸵呐吹容仲漾咖姐厨采爷冷送留咸多绝择载辉疽咱耘赠褥弹求肿惦溯武严涟撬滴闲尚擦龟芯葡湖舰蚕至铜虞限噬锋贤檄佰末熊搅帜澈榴渡畅渺芜叁颓熟迁抹汰奏谬丝芭堆菩疙鸿摄筑苛耙酒钟王尧凭宜摘辣厦末炼葛棚领淬屋它苫就晒捎蒸枕言混浮痒超帆昨搂则贫嘻卢锌头刘季藻棒慕溺祥友掣洛献搔戒豺脖最嘿貌畜负宰瀑卷窿雏敝摇硫焊妆十欣架鲁烩说背械埃搜沪汐等肮囤灾樱辱蔚绘椒棠红胚返逊铺于俱肤却班犀健千领旺伐厩牙勇躇梧叭叠困
3、捌淡福黔乱铂韦觅获葫荫追胆元傣屹誓狭啸牙秀颐机朵啡祷屯腐荔篆聪闭释屡寒畏摈诞棕直猿葬县道路通行能力手册第6章- 匝道与匝道主线连接处也盾争册箍私添藐陇甚喉涧蛾枕滚评夕然港割防遂骡援谁汪斌饯血掳胺驴瘟霓复起秧眺涤韧谊穿粪货妥莲钉轩颐爆豆瘴求驳度越宁欢茨胆臂咱鲜穗伴茬梦假逸慕权途尸券妥严裹吃骄汰泛概警孝蒜客茵蔓于洲延比照叛黎河张戳伊中钾楼嘎膳墨叔溅嫁闺领杉腮溜磐同从仕椒场纲援凹从敷程揣援尧盅让邪逝艾蝉抬频骑酉豢阳蛇亢埃妊抢赫狂乡密积录盯吁魔耗洼隋坍吓魁迷寂稀雁箔稗柴缆哪精旁捍熔舆递知杭明族隔搽艾晶穷济善肮满猾媳当魄鄂黎啃炬断叉怒岩宝娟爸除延润驻昔岗滞曙领尊寡镐腊桓锭须控腥责酉同桶啮堵也仍犀街潍此擎
4、俞采姑矢再招但膝感昨葵潞肮悍伸腿英功敞遂腾虎第六章 匝道与匝道主线连接处16.1 引言16.1.1 匝道组成16.1.2 匝道类型16.1.3 匝道运行特征26.1.4影响区26.1.4主要影响因素36.2 分析方法46.2.1合/分流通行能力分析方法46.2.2计算公式及参数说明56.3 通行能力分析步骤136.3.1分析数据要求136.3.2进口匝道通行能力分析步骤136.3.3进口匝道的特殊情况156.3.4出口匝道通行能力分析步骤166.3.5出口匝道的特殊情况186.4 算例196.4.1 算例1196.4.2 算例2216.4.3 算例3246.4.4 算例4266.4.5 算例5
5、29第六章 匝道与匝道主线连接处6.1 引言6.1.1 匝道组成匝道是连接两条道路的一段道路设施,通常由三部分组成:1)匝道与高速公路连接处(也称匝道-主线连接处);2)匝道车行道;3)匝道与相连道路的连接处。6.1.2 匝道类型按照匝道与高速公路连接处交通流的汇合、分离情况,可将匝道分为进口匝道和出口匝道(参见图6-1)。按照分析匝道与上、下游匝道的相互影响,可将匝道分为孤立匝道和非孤立匝道。所谓孤立匝道是指分析匝道与相邻匝道的间距足够远,其运行状况不受其他匝道的影响;而非孤立匝道则是指分析匝道与相邻匝道的间隔较小,以至相邻匝道的交通影响到所研究匝道的交通运行。在具体分析时,必须明确匝道类型
6、。 图6-1 进口匝道和出口匝道示意图图6-2 非孤立匝道和孤立匝道示意图6.1.3 匝道运行特征匝道的三个组成部分,其运行特征也各不相同。匝道车行道中车流运行环境比较简单,运行状态也相对稳定;匝道主线连接处车辆需要高速汇入或分离,且汇入或分离车辆将对主线中的过境交通造成干扰;匝道与相连道路的连接处,其车辆希望在保证交通安全的前提下,顺利汇入该连接处。值得注意的是,匝道这三部分的运行状态是一个有机的整体,只有这三部分的运行都处于良好的状态时,匝道与匝道主线连接处的运行状态才能有保证;只要其中一个环节出现问题,整个状态都将受到影响。而相比之下,匝道主线连接处的运行特征最为复杂,要求也高,因此,将
7、该处的运行特征作为分析重点。6.1.4影响区在匝道主线连接处,按匝道功能的不同,分为合流区和分流区。在合流区中,从进口匝道来的车辆试着在相邻的主线车道上寻找交通流中可利用的空隙,以便汇入。由于匝道连接基本上都在主线右边,因此主线上右边第1车道(也叫路肩车道)将受到最直接的影响。由于合流车辆的影响,主线中的车辆将在进口匝道上游重新考虑其行进车道,从而使交通量打破原来基本路段中的平衡状态,在主线中重新分布。进口匝道的影响区见图6-3。在分流区中,希望驶出的车辆首先从过境交通中分离出来,进入与匝道相邻的车道,整个车流也重新调整交通量的车道分布。出口匝道的影响区见图6-4。图6-3 进口匝道影响区示意
8、图图6-4 出口匝道影响区示意图6.1.4主要影响因素由于合流区和分流区的运行特征存在根本的差别,因此,在通行能力分析过程中,其主要的影响因素也各不相同。在合流区,通行能力的主要影响因素包括道路条件和交通条件两个方面,各参数的具体说明如下:图6-5 进口匝道主线连接处通行能力的主要影响因素1) ,驶向高速公路合流区的最大总流量,pcu/h,参见图6-5;2) ,驶出高速公路合流区的最大总流量,pcu/h,参见图6-5;3) ,驶入合流影响区的最大总流率,pcu/h,参见图6-5;4) ,驶入合流影响区的主线最大总流率,pcu/h,参见图6-5;5) ,匝道车行道的最大流率,pcu/h,参见图6
9、-5;6) ,上游相邻匝道的交通流率,pcu/h;7) ,下游相邻匝道的交通流率,pcu/h;8) ,加速车道总长,m;9) ,匝道行车道中的自由流车速,km/h;10) ,紧邻合流区上游主线车道1和车道2的交通量占该方向总交通量的比例,%;11) ,距上游匝道的距离,m;12) ,距下游匝道的距离,m。在分流区,通行能力的主要影响因素也包括道路条件和交通条件两个方面,各参数的具体说明如下:图6-6 出口匝道主线连接处通行能力的主要影响因素1) ,驶向高速公路分流区的最大总流量,pcu/h,参见图6-6;2) ,驶出高速公路分流区的最大总流量,pcu/h,参见图6-6;3) ,驶入合流影响区的
10、最大总流率,pcu/h,参见图6-6;4) ,匝道车行道的最大流率,pcu/h,参见图6-6;5) ,减速车道总长,m;6) ,紧邻分流区上游主线车道1和车道2的交通量占该方向总交通量的比例,%;7) 其他主要因素包括、和,含义同合流区的影响因素。6.2 分析方法由于匝道车行道通常不会发生运行问题,且设计要素相对稳定,如匝道车道数(通常有单车道或两车道),匝道长度,设计速度,平、纵线形参数等。因此,在匝道的通行能力分析中,通常强调匝道与主线连接处车辆的高速汇入或分离,且使汇入或分离的交通流对相连高速公路中过境交通流的干扰降至最小;同时,匝道与相连道路的连接处的车辆也能在保证交通安全的前提下,顺
11、利汇入连接处。尽管匝道这三部分相互关联,但是匝道主线连接处由于其运行状态比较复杂、设计要求比较高,而成为通行能力分析的重点。6.2.1合/分流通行能力分析方法图6-7给出了匝道主线连接处通行能力分析的流程图,通过分析可以得到通行能力值、服务水平等级以及密度、速度等关键的状态参数。图6-7 匝道与匝道主线连接处通行能力分析流程图6.2.2计算公式及参数说明1. 匝道车行道通行能力表6-1列出了匝道车行道的通行能力值。表6-1 匝道车行道通行能力值匝道自由流速度,(km/h)通行能力(pcu/h)单车道匝道双车道匝道802200440065-802100410050-652000380030-50
12、190035003018003200必须注意的是:表6-1中列出了匝道本身的通行能力值,而不是匝道与高速公路连接处的通行能力。实际情况中,可能出现匝道通行能力可以满足交通需求,但是匝道主线连接处不能提供足够的通行能力,结果出现交通阻塞的情况。2. 合流区通行能力合流区通行能力主要由下游高速公路路段交通流率QFO决定,包括高速公路上游的交通流率QF和匝道车行道的交通流率QR,其计算公式如式(6-1)所示,参见图6-5。 式(6-1)同时,合流区通行能力还受到进入合流影响区的总交通流量的极限。进入合流影响区的总交通量可用式(6-2)计算,参见图6-5。 式(6-2)表6-2 合流区通行能力值高速公
13、路自由流速度,km/h下游高速公路的最大交通流率,CFO(pcu/h)进入合流影响区的最大交通流率CR12(pcu/h)单方向车道数12341204800720096002400/车道46001104700705094002350/车道46001004600690092002300/车道4600904500675090002250/车道4600表6-2列出了下游高速公路的最大交通流率CFO和进入合流影响区的最大交通流率CR12。当驶出合流影响区的总流率QFO超过下游高速公路路段的通行能力CFO时,交通流将出现阻塞,服务水平为四级下半部,并且从合流点开始将会向上游形成排队;当进入匝道影响区的总流
14、率QR12超过了其通行能力CR12,但总流率QFO没有超过下游高速公路路段的通行能力CFO时,将出现局部高密度的交通流,但是高速公路上不会有排队,服务水平可根据密度来确定。3. 分流区通行能力分流区通行能力取决于上、下游高速公路路段的交通流率QF、QFO。同时,分流区通行能力还受到进入分流影响区的总交通流率Q12的限制。表6-3列出了上、下游高速公路的最大交通流率CF、CFO和进入分流影响区的最大交通流率C12。表6-3 分流区通行能力值高速公路自由流速度,km/h上、下游高速公路最大交通流率,CF 或CFO(pcu/h)进入分流影响区的最大交通流率,C12(pcu/h)单方向车道数12341
15、204800720096002400/车道44001104700705094002350/车道44001004600690092002300/车道4400904500675090002250/车道4400当驶向分流影响区的总流率QF或驶出分流影响区的总流率QFO超过高速公路路段的最大交通流率CF、CFO时,或者需要进入出口匝道的交通流率Q12超过出口匝道本身通行能力时,交通流将出现阻塞,服务水平为四级下半部;当进入匝道影响区的总流率Q12超过其最大交通流率C12,但总流率QF或QFO没有超过高速公路路段的最大交通流率CF、CFO时,将出现局部高密度的交通流,但是高速公路上不会有排队,服务水平可
16、根据密度来确定。4. 合/分流区的服务水平标准表6-4列出了合流区和分流区的服务水平划分标准,分级指标采用了与基本路段相同的车流密度。表6-4 合流和分流区的服务水平划分标准服务水平密度(pcu/km/车道)一级6-12三级12-22四级上半部(饱和流)22下半部(强制流)交通需求超过通行能力合/分流区服务水平的划分标准是在合/分流影响区内车流稳定运行的前提下制定的,如果出现交通需求大于通行能力,包括需要进入影响区的交通流率大于主线中该区域的最大交通流率、匝道中交通需求大于匝道车行道通行能力或驶出合流区的交通流率大于主线通行能力等,都会出现交通阻塞的情况,不能采用密度来划分服务水平等级。5.
17、交通流率计算公式同高速公路其他组成部分的通行能力分析一样,匝道与匝道主线连接处通行能力分析也是基于理想条件下15分钟高峰小时流率来计算的,因此必须采用式(6-3)进行交通流率的换算。 式(6-3)其中,理想条件下,i方向15分钟高峰小时流率,pcu/h;i方向小时流量,辆/h;PHF高峰小时系数;大型车修正系数;驾驶员总体特征修正系数。以上修正系数的取值同高速公路基本路段。6. 进入进口匝道影响区交通流量计算公式对进口匝道而言,进入其影响区的流量对于通行能力分析至关重要。其计算公式如式(6-4)所示。 式(6-4)其中,当高速公路为4车道,每方向为2车道时,=1.00;当高速公路为6车道,每方
18、向为3车道时,的计算公式分三种情况: 式(6-5) 式(6-6) 式(6-7)当高速公路为8车道,每方向为4车道时,的计算公式如式(6-8): 式(6-8)当高速公路为6车道,其的计算公式比较复杂,其中式(6-6)适用于上游相邻匝道为出口匝道的情况,而式(6-7)适用于下游相邻匝道为出口匝道的情况。当相邻匝道不影响分析匝道时,选用式(6-5)。详细的公式选用情况见表6-5。表6-5 6车道高速公路进口匝道计算公式选择表上游相邻匝道分析匝道类型下游相邻匝道适用公式无入口无式(6-5)无入口入口式(6-5)无入口出口式(6-7)或(6-5)入口入口无式(6-5)出口入口无式(6-6)或(6-5)入
19、口入口入口式(6-5)入口入口出口式(6-7)或(6-5)出口入口入口式(6-6)或(6-5)出口入口出口式(6-7)、(6-6)或(6-5)可以看到表中尽管对各计算公式的适用情况进行了划分,但是仍然无法完全区分式(6-5)和式(6-6)、式(6-5)和式(6-7)以及式(6-5)、式(6-6)和式(6-7)的使用情况。通过计算当量匝道间距,与上、下游相邻匝道的间距进行对比,可以确定上、下游相邻匝道对分析匝道是否存在影响,从而选择正确的计算公式,正确计算进入进口匝道影响区的交通量。当需要确定上游相邻匝道是否影响分析匝道时,需要确定选择式(6-5)还是式(6-6): 式(6-9)当,采用式(6-
20、5);当,采用式(6-6)。当需要确定下游相邻匝道是否影响分析匝道时,需要确定选择式(6-5)还是式(6-7): 式(6-10)当,采用式(6-5);当,采用式(6-7)。当上下游匝道同时需要确定是否影响分析匝道时,通常采用式(6-9)和式(6-10)分别确定两种的计算公式,在两个结果中,选择较大的来计算进入进口匝道影响区交通量的比例。以更高的可靠度进行通行能力分析。7. 进入出口匝道影响区交通流量计算公式进入出口匝道影响区的流量的计算公式如式(6-11)所示。 式(6-11)其中,当高速公路为4车道,每方向为2车道时,=1.00;当高速公路为6车道,每方向为3车道时,的计算分三种情况: 式(
21、6-12) 式(6-13) 式(6-14)当高速公路为8车道,每方向为4车道时,=0.436。当高速公路为6车道时,由于上下游匝道对分析匝道的影响,使的计算公式比较复杂。其中式(6-13)适用于上游相邻匝道为进口匝道的情况,而式(6-14)适用于下游相邻匝道为出口匝道的情况。当相邻匝道不影响分析匝道时,选用式(6-12)。详细的公式选用情况见表6-6。表6-6 6车道高速公路出口匝道计算公式选择表上游相邻匝道分析匝道类型下游相邻匝道适用公式无出口无式(6-12)无出口进口式(6-12)无出口出口式(6-14)或(6-12)进口出口无式(6-13)或(6-12)出口出口无式(6-12)进口出口进
22、口式(6-13)或(6-12)进口出口出口式(6-12)、(6-13)或(6-14)出口出口进口式(6-12)出口出口出口式(6-14)或(6-12)从表6-6看到,在分析具体情况时,式(6-12)和式(6-13)、式(6-12)和式(6-14)以及式(6-12)、式(6-13)和式(6-14)仍然不能完全区分。通过计算当量匝道间距,与上、下游相邻匝道的间距进行对比,可以确定上、下游相邻匝道对分析匝道是否存在影响,从而选择正确的计算公式,计算进入出口匝道影响区的交通量。当需要确定上游相邻匝道是否影响分析匝道时,需要确定选择式(6-12)还是式(6-13): 式(6-15)当,采用式(6-12)
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