美国通行能力手册第24章-高速公路交织分析

美国通行能力手册第24章-高速公路交织 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 第24章 高速公路交织分析 24.1引言 24.1.1 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的适用范围 本章详细地介绍了高速公路交织区运行的分析方法。同时，对这些方法在多车道公路交织区分析中的应用也给予说明。 在第十三章《高速公路特性》中对高速公路交织区的基本概念和定义曾作过论述。该章完整地阐述交织区内约束、非约束车流运行的定义和A、B、C三种交织构型。理解这些概念与定义是正确应用本章方法以及充分解读分析结果的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 本章方法汇集了大量原始资料和研究成果。预测车速的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 是在二十世纪80年代的一个研究项目中的研究成果(1)。构造型式与运行类型的概念是二十世纪70年代早期研究中(2)建立的，并于1979(3)年发表的高速公路通行能力计算方法的另一项研究中(3)得到更新。同时也收录了1997年版HCM(4)中的交织分析方法。另外，其它几部文献也描述过交织区的分析方法(5-7)。 24.1.2方法的限制条件 本章方法不专门用于分析下列问题(在分析者不做任何修改的情况下): 1.交织区内的特殊车道，如高乘载率车辆专用车道; 2.交织区入口匝道的匝道测量段; 3.发生超饱和时的特殊运行情况; 4.速度限制或执法措施对交织区运行的影响; 5.智能交通系统技术对交织区运行的影响; 6.集散道(C-D Road)路的交织区; 7.城市街道上的交织区; 8.多重交织区。 在本手册以前的版本中对最后一项曾做过论述，这里删去了。现在，把多重交织区合理拆分为合流、分流和简单交织进行分析。 24.2方法 1 本章论述的方法具有五个明显的组成部分: 1.预测交织区内交织车辆与非交织车辆的区间平均车速(平均行驶车速)的模型(对于每种构型以及约束型与非约束型运行有特定的模型); 2.描述交织车辆与非交织车辆各自占用车道比例的模型，用于确定约束或非约束运行的类型; 3.将预测车速换算为交织区内平均车流密度的方法; 4.根据交织区内车流密度确定服务水平(LOS)的划分标准; 5.确定交织区通行能力的模型。 图表24-1是高速公路交织区分析流程。 图表24-1 高速公路交织分析流程 24.2.1服务水平 通过比较计算的车流密度与图表24-2中的标准确定交织区的服务水平。虽然在某些情况(尤其是约束型运行条件)下，非交织车辆的运行质量会比交织车辆高，但这里只用单一的服务水平值描述交织区内总体交通流的特性。 图表24-2 交织区服务水平标准 一般地，这些标准比高速公路基本路段和多车道公路路段相应服务水平等级下的车流密度稍高。这是符合逻辑的:司机在交织区内有思想准备接受比高速公路基本路段和多车道公路路段更高的车流密度。但E/F级服务水平的边界值不遵从上述规律。实际上，它们比高速公路基本路段和多车道公路路段上确定的值稍低。由于交织区内有更多的交通扰动，可以相信，在比高速公路基本路段和多车道公路路段稍低的车流密度时，交织区就会发生交通中断。 24.2.2 交织区参数 图表24-3中是用于交织区分析的变量和变量的定义，计算使用的这些变量都分散在分析方法中。 当应用本方法时，必须确定现有的和待建的道路与交通条件。道路条件包括交织区的长度、交织区内车道数、交织区构型以及地形或坡度条件等。如果不知 2 道高速公路自由流车速，可用第二十一章或第二十三章的方法确定高速公路基本路段或多车道公路的有关特性。 24.2.3计算交通流率 本章所有模型与公式都以高峰15分钟流率为据，单位是pc/h。因此，须使用公式24-1将小时流量进行转换。 Vv, (24-1) PHF*f*fHVp 式中: —— 一小时中高峰15分钟的流率(pc/h); v —— 小时流量(辆/h); V f——(根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算的)重型车修正HV 系数; ——(根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算的)驾驶员总体特fp 征修正系数。 24.2.4交织区示意图 将交通量转换为流率后，建立如图表24-4所示的交织区示意图通常很有帮助。所有交通流都表示成每小时当量小客车流率，并且图中也标出了关键的分析变量。示意图作为应用本方法时需要输入信息的参考。 图表24-3 影响交织区运行的参数 符号 含义 L交织区长度(m) N 交织区内总车道数 非约束运行状态时的交织车辆占用的车道数 Nw 某构型交织区中交织车辆可以占用的最大车道数 ，，Nmax w 非交织车辆占用的车道数 Nnw v交织区内总流率(pc/h) 交织区外侧两股交通流中的大者或非交织流率(pc/h) v01 交织区外侧两股交通流中的小者或非交织流率(pc/h) v02 交织区交织流率中较大者(pc/h) vw1 交织区交织流率中较小者(pc/h) vw2 3 交织区内交织总流率(pc/h)() v,v，vvww1w2w 交织区内非交织总流率(pc/h)() v,v，vvnw0102nw VR 流量比，交织区内交织流量和总流量的比() VR,vvw R 交织比，交织区内较小的交织流量和交织总流量的比() R,vvw1w 交织区内的交织车速(km/h) Sw 交织区内的非交织车速(km/h) Snw S 交织区内的所有车辆车速(km/h) D 交织区内所有车辆的车流密度(pc/km/ln) 预测交织车速的交织强度系数 Ww 预测非交织车速的交织强度系数 Wnw 图表24-4 交织区示意图 24.2.5交织区构造型式 根据每次交织所需变换车道次数确定交织区构造型式。在第十三章中，对这一概念做过详细论述。图表24-5可以用来确定构造型式。 图表24-5 确定交织构型标准 注:N/A表示实际中不存在。 三种构造型式定义如下: 1.A型——为完成交织运行，两个交织方向的所有车辆都必须进行一次变换车道; 2.B型——一个方向的交织车辆不需要变换车道即可完成交织运行，但另一方向的交织车辆，必须变换一次车道才能完成交织运行; ——一个方向的交织车辆不需要变换车道即可完成交织运行，而另一方向3.C型 的交织车辆，必须两次或两次以上变换车道才能完成交织运行。 24.2.6确定交织与非交织速度 交织区分析方法的核心内容就是预测交织区内交织车辆与非交织车辆的区间平均速度。分析者必须知道，由于在某些条件下，交织速度与非交织速度可能会差异很大，所以应该分别进行计算。 用公式24-2预测交织和非交织的平均速度: S,SmaxminS,S， (24-2) imin1，Wi 4 式中: ——平均交织速度(当时)或平均非交织速度(当时)(km/h); i,nwSi,wi ——交织区内预期的最小速度(km/h); Smin ——交织区内预期的最大速度(km/h); Smax ——交织车流(当时)和非交织车流(当时)的交织强度系数。 i,nwi,wWi 本方法中，最小速度取为24km/h。最大速度取进入和离开交织区处SSminmax 高速公路基本路段上自由流的平均速度加上8km/h。在自由流速度上加8km/h是为了调整本方法对高速度具有的低估倾向。将最大与最小速度做如上处理，可以使计算结果处于一个合理范围。根据这些假设，速度计算方法可以表示为公式24-3。 S,16FFS,24， (24-3) i1，Wi 式中是进入和离开交织区处高速公路基本路段的平均自由流速度SFF (km/h)。 一开始，通常按假设为非约束型的运行进行车速计算。随后检验该假设，若结果是约束型运行，则需要重新计算速度。 公式24-2与公式24-3表达的敏感度与对交织区的实际观测很一致: 1 当交织区长度增加时，速度也增大，变换车道强度下降; VR2 当总交通流中交织车辆比例()增大时，速度降低，反映出因交通 流中交织比例大而产生的车辆扰动程度增大; 3 当平均每车道总流量(vN)增加时，车速降低，反映出较大的交通需 求; 4 约束型运行比非约束型运行的交织速度低，非交织速度高。这反映了交 织车辆被限制在比均衡运行条件下所需要的还少的空间内，但非交织车辆 却相应地占用了比其在均衡运行时能占用多得多的空间。用图表24-6中的 常量反映这种状况。 a 图表24-6 计算交织强度系数时的常量 5 5 B型交织区对于疏导大交织流最有效。以相同长度与宽度的交织区而 言，B型构造的车流交织速度比A型与C型的高; 6 A型交织区的速度对交织区长度的敏感度最高。因为交织车辆在通过交 织区时往往要加速或减速; VR7 B型与C型交织区，非交织流速度对流量比最敏感。因为这类构型 为一股交织车流提供一条直达车道，能处理较大比例的交织车辆，非交织 车辆比在分离可能性较大的A型交织区更容易与交织车辆共用车道。 最后一点很重要，能最本质地区分A型交织区(尤其是匝道交织区)与其他型式(B型和C型)构造的不同。在A型交织区内所有交织车辆必须跨越冠线，交织车辆趋于集中与冠线近侧的两条车道，而非交织车辆向外侧分离。所以，A型构造中交织与非交织车辆的分离趋势较显著。 这种差异也导致了A型交织区的运行与其他型式交织区有某些不同。对于相同的交织区长度、宽度和需求流量，A型交织区的速度显得比B型和C型高。但是，这并不表示对于相同的交织区长度、宽度和需求流量，A型交织区的运行状况总比B型和C型交织区好。A型交织区对总交织交通量的限制比其他型式的交织区大。 24.2.6.1计算交织强度 交织强度系数(与)是度量交织行为对交织与非交织车辆平均速度的WWwnw 影响。该系数可用公式24-4计算。 cv,,ba(1，VR),,N,,W, (24—4) id，，3.28L 式中: i,nw——交织车流(当i,w时)和非交织车流(当时)的交织强度系数; Wi VR——流量比; ——交织区内总流率(pc/h); v N——交织区内总车道数; L——交织区长度(m); ——标定的常数。 a,b,c,d 24.2.6.2计算交织强度系数时所需常量 图表24-6中给出了计算交织强度系数时所需要的常量。这些常量的取值根据以下三个因素: 6 针对交织车辆还是针对非交织车辆的预测速度; 交织区构造型式(A、B或C型); 约束型还是非约束型运行。 24.2.7确定运行类型 通过比较第十三章中定义的两个变量的大小来确定给定交织区是约束型运行还是非约束型运行: ——达到均衡运行或非约束型运行时，交织车辆须占用的车道数; Nw ——对给定交织区型式，交织车辆可以占用的最多车道数。 ，，Nmaxw 由于交织车辆与非交织车辆共用某些车道，所以交织车辆需要占用的车道数可能出现小数的情况。当<时，由于交织车辆可以占用均衡运行所需，，NNmaxww 的车道数，所以为非约束型。当>=时，由于交织车辆受限于最多可，，NNmaxww 用车道数，不能占用均衡运行所要求的道路空间，所以为约束型。图表24-7给出了计算的公式和值，这些在第十三章做过阐述。 ，，NNmaxww 图表24-7 确定约束或非约束型运行的标准 注:a对于双侧交织区，交织车辆可以占用高速公路的所有车道。 图表24-7中的公式依赖于非约束型运行的交织与非交织预测速度。这些公式使用了速度的预测结果并预测达到非约束型运行速度时交织车辆需要占用的车道数。如果结果表明为约束型运行，则需要重新用约束型公式计算车速。 交织车道数最大值，，的限制，对A型交织区约束最大，反映出交织车Nmaxw 辆为了实现交织需要聚集到冠线相邻的两条车道上。B型和C型交织区中的直达交织车道使交织车辆可以占用较多的车道。 A型交织区还有一个特别的，但可以理解的特征。随着A型交织区长度的增加，约束型运行的可能性也增大。因为随着交织区长度的增加，交织车辆的车速也会增大，于是，随着交织区长度的增加，交织车辆占用更大的空间，所以，需要使用大于均衡运行所需的最大车道数1.4条的可能性也增大。 B型和C型交织区表现出相反的特征。交织区长度增加，对交织速度的影响较A型交织区小。首先，对于B型和C型的主要交织区来说，从低速匝道上加速和减速没什么问题。其次，交织车辆和非交织车辆在同一条车道上大量混行，使速度对交织区长度不敏感。对于B型和C型交织区，随着交织区长度的增大， 7 交织车辆达到非约束型运行所需要的车道数会减少。 分析者要注意到，在极端的条件下(高VR、短交织区)，B型交织区的公式可能会得出>N的值。虽然这是不现实的，反映了研究工作数据库中部分区域Nw 的数据短缺，但常用来表明在约束型状态下运行。 24.2.8计算交织区速度 一旦计算出了速度和确定了运行状态(有可能需要重新计算速度)，就可以用公式24-5计算交织区内所有车辆的区间平均速度。 vs, (24-5) ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, 式中: S ——交织区内所有车辆的区间平均速度(km/h); ——交织区内交织车辆的区间平均速度(km/h); Sw ——交织区内非交织车辆的区间平均速度(km/h); snw v ——交织区内总流率(pc/h); v——交织区内交织流率(pc/h); w ——交织区内非交织流率(pc/h)。 vnw 24.2.9计算车流密度 用所有车辆的平均速度计算交织区内所有车辆的车流密度，如式24-6。 v,,,,N,,D, (24-6) s 式中，D是交织区内所有车辆的平均车流密度(pc/km/ln)。 24.2.10确定交织区通行能力 能够导致车流密度值达到E/F级服务水平分界值的任意组合交通流量就是交织区通行能力值，对于高速公路，该分界值为27pc/km/ln，而对于多车道公路则为25 pc/km/ln。所以，影响通行能力值随着下列因素的不同而变化:交织区构造型式、车道数、高速公路或多车道公路的自由流速度、交织区长度以及流量比。由于预测公式的原因，给定变量后不可能仅仅通过简单计算就得到通行能力值。实际上，必须使用试算方法。 图表24-8给出了不同条件下交织区通行能力的数值。对于中间点，可以粗 8 略使用直线内插的方法求得。表中的通行能力值也反映了对交织区现场观测的运行状况的有关限制: (1)交织区通行能力不可能超过高速公路基本路段通行能力和多车道公路通行 能力; (2)现场观测表明，交织流率不能超过的值为:对于A型交织区为2800pc/h， 对于B型交织区为4000pc/h，对于C型交织区为3500pc/h。虽然曾经观测 能通过更大的交织流量，但那时用本手册方法分析的结果，可能导致错误; (3)现场观测还表明，对于各种构造型式的交织区交织流量比也有限制:对具 有两条、三条、四条和五条车道的A型交织区分别为1.00、0.45、0.35和 0.20;对B型交织区为0.80;对C型交织区为0.50。在流量比大的条件下， 仍可能会稳定运行，但也会出现比本分析方法结果要坏的运行状态，也可 能会产生错误; (4)对于C型交织区，当在直达交织车道上的交织流量较大时，交织比R不能 超过0.40。在直达交织车道上，交织比大，或交织流量不突出时，可能仍 会得到稳定运行，但也会是比本方法分析的运行状态更差。有些时候也可 能会产生交通中断; (5)对所有构造型式的交织区而言，分析所能使用的最大交织区长度为750米。 超过该长度时，就应使用第二十五章《匝道与匝道连接点》中的方法按合 流点和分流点分别分析。 如前所述，交织区通行能力是任何使平均车流密度达到(高速公路)27pc/km/ln和(多车道公路)25pc/km/ln条件下的组合流量。所以通行能力根据交织区构造型式、交织区长度与宽度、流量比VR和高速公路自由流速度等条件的不同变化。对于任何假设条件，使用这里论述的方法求解通行能力，都需要反复计算通行能力值。 图表24-8 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 9 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 注:见图表24-8的最后一页。 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 10 注: a 长度超过750m的交织区，看作单独的合流区和分流区，使用第25章《匝道和匝道连接点》中的方法来分析; b 通行能力受高速公路基本路段通行能力的限制; c 约束运行状态下出现的通行能力; d 在流量比大于0.45的条件下，三车道A型交织区不能很好运行，这时可能会出现低效率的运行和一些局部车辆排队; e 在流量比大于0.35的条件下，四车道A型交织区不能很好运行，这时可能会出现低效率的运行和一些局部车辆排队; f 受最大允许交织流率限制的通行能力:A型为2,800pc/h、B型为4,000pc/h、C型为3,500pc/h; g 在流量比大于0.20的条件下，五车道A型交织区不能很好运行，这时可能会出现低效率的运行和一些局部车辆排队; h 在流量比大于0.80的条件下，B型交织区不能很好运行，这时可能会出现低效率的运行和一些局部车辆排队; i 在流量比大于0.50的条件下，C型交织区不能很好运行，这时可能会出现低效率的运行和一些局部车辆排队。 可以使用设计好的计算表格重复计算。计算高速公路设施的通行能力并记入图表24-8中。这些通行能力是在相当基本条件下的最大15分钟流率，并取整到最近的10pc/h。使用公式24-7计算给定的通常条件下的通行能力值。 c,c*f*f (24-7) bHVp 式中: c——表述为高峰15分钟小时流率的通常条件下的通行能力(辆/小时); c——图表24-8中表述为高峰15分钟小时流率的基本条件下的通行能力值b (pc/h); f——(高速公路基本路段或多车道公路的)重型车修正系数; HV f——(高速公路基本路段或多车道公路的)驾驶员总体特征修正系数。 p 如果想得到用小时流量表示的通行能力，可以使用公式24-8计算。 c,c*PHF (24-8) h 式中: c——表述为小时流量的通常条件下的通行能力(辆/h); h 11 PHF——高峰小时系数。 24.2.11多重交织区 当一组相距很近的合流和分流区形成几层(合流区和分流区之间的)交织运行共用同一段道路时，就构成了一个多重交织区。本手册早期的版本中，给出了分析涉及两个重叠交织运行的双重交织区的方法。这是一种逻辑方法，不能分析三重或更多重叠交织运行时的情况，并且也没有用现场数据做进一步研究说明。 建议将这些多重交织情况合理拆分为合流区、分流区和简单交织区，并对每一部分进行分析。第二十二章中有关于这种方法的内容。 24.2.12集散道路 设计工作中常常出这种情况，在高速公路或多车道公路立交的集散道上形成交织区。由于许多这样的路段在低速度和高密度状态下运行，可能在超出这里确定的存在稳定运行的最大车流密度。所以，虽然本章方法可以用于这种情况下的交织分析(使用合适的自由流速度)，但是这里确定的服务水平划分标准是否适用却不清楚。 24.3应用 本章方法可以用来分析高速公路交织区的通行能力和服务水平。首先，分析者应确定基本输出参数。对于各种不同的应用，典型的基本输出参数包括服务水平、需要的车道数N、需要的交织区长度L和交织区构造型式。也可以得到与度量运行特征有关的车速及车流密度，但认为是次级的输出参数。 第二，分析者应确定分析中使用的缺省值或预测值。基本上，分析者要使用三种输入数据: (1)本手册中的缺省值; (2)分析者选定的预测值或采用本地的缺省值; (3)现场观测到的值。 对每一个输入变量必须赋值，以计算基本的和次级的输出参数。 本方法的一种通常应用是计算现有或改建路段近期或远期的服务水平。这种应用属于运行分析，输出参数为服务水平，次级输出参数是车流密度和车速。另一种应用是给定流率大小、服务水平目标，然后检查交织区长度和车道数是否够用，或者是交织构型是否合理。由于这种应用的输出参数为交织区几何要素，故称之为设计应用，其他输出参数有车速和车流密度。 另外有一种分析类型叫规划应用。这种应用使用估计值、本手册缺省值以及当地缺省值作为计算输入。服务水平或交织区几何要素以及车速、车流密度等参数作为输出。规划分析与运行分析或设计分析的区别在于规划分析中，大部分或 12 者全部的输入参数都使用估计值或缺省值，而设计分析与运行分析则使用现场观测值或已知条件值。需要注意的是，对每一种分析应用，都需要使用或者观测的、或者估计的自由流车速作为计算的输入变量。 24.3.1计算步骤 图表24-9所示为高速公路交织分析的作业单。该作业单还可在附录A中找到。对于所有的应用，分析者都要提供一般信息和地点信息。 对于运行(服务水平)分析应用，输入所有需要的输入参数，把流量转换为流率后，使用非约束型交织强度系数计算交织与非交织速度。计算为达到非约束型运行交织车辆所需占用的车道数。如果该车道数小于交织构型所能提供的最大车道数，则认为确实是非约束型运行，前面计算的速度可用来进行分析。如果非约束型运行所需占用的车道数多于或等于交织构型所能提供的最大车道数，则必须计算约束型运行状态下的交织与非交织速度。于是可以计算整个交织区内所有车辆的区间平均车速，随后计算车流密度。最后，根据交织区内的车流密度确定服务水平。 设计(N、L、构造型式)分析的目的是在给定流量和自由流车速的条件下，计算交织区长度、车道数或交织区构造型式。规定希望达到的服务水平并记入作业单。假设交织区长度、车道数和交织区构型，相继做运行(LOS)分析。将在假设参数下计算得到的服务水平与希望的服务水平进行比较。如果没有达到希望的服务水平，则重新假设一套参数，重新计算。该过程一直重复到得到希望的服务水平。 24.3.2规划应用 规划应用有两种，规划服务水平和规划车道数、交织区长度和构造型式，所用方法对应于运行分析和设计分析方法。 使用估计值、本手册缺省值或当地缺省值作为计算的输入，是界定规划应用的第一个标准。另一个界定为规划应用的标准是用参数年平均日交通量(AADT)计算某方向的设计小时交通量(DDHV)。第八章中给出了计算DDHV的方法。分析者几乎没有做规划分析需要的输入参数。第十三章给出了如何使用缺省值的更多内容。 24.3.3分析工具 LOS图表24-9以及附录A中给出的作业单用来做运行()分析、设计(N、L与构型)分析以及针对服务水平与针对N、L与构型的规划分析。 图表24-9 高速公路交织分析作业单 13 24.4算例 例题序号 问题描述 应用类型 1 确定一个主要交织区的服务水平 运行(服务水平)分析 2 确定一个匝道交织区的服务水平 运行(服务水平)分析 3 确定一个主要交织区在约束型状态下的服务水平 运行(服务水平)分析 4 设计一个运行于希望服务水平下的主要交织区 设计N、L与构造型式 5 用敏感性分析设计一个交织区 规划N、L与构造型式 24.4.1算例1 交织区:城区高速公路上的主要交织区，见作业单。 问题:交织区的服务水平是何等级,通行能力有多大, 已知条件: PHF=0.91 A——C流量=1,815辆/h A——D流量=692辆/h 平原地形 B——C流量=1,037辆/h 驾驶员熟悉地理 FFSB——D流量=1,297辆/h 高速公路自由流速度=110km/h 10%的重型车 交织区长度L=450m 提示:用第二十三章《高速公路基本路段》中的公式确定f与f。 HVp解答提示: 已知所有输入参数，无需采用缺省值。将需求流量转换为流率，确定交织区的构型。计算交织与非交织速度，计算交织区速度。计算交织区内车流密度，确定服务水平和通行能力。 步骤: Vv,PHF*f*fHVp 1,815 v(A,C),,2,095pc/h(0.91)(0.952)(1.000)1.用公式24-1将流量(辆/h)转 换为流率(pc/h) v(A,D),799pc/h v(B,C),1，197pc/h v(B,D),1，497pc/h 14 =1.000 f1.a用第二十三章中的公式确定fp p 1f,HV1，P(E,1)，P(E,1)TTRR1.b用第二十三章的公式确定f HV 1f,,0.952HV1，0.10(1.5,1)，0 2.根据图表24-5确定交织区构造B型(A-D方向需要一次车道变换，B-C方向不需要车类型 道变换) v,1,197，799,1,996pc/hw v,2,095，1,497,3,592pc/hnw v,1,996，3,592,5,588pc/h 3.计算关键参数 1,996 VR,,0.3575,588 799 R,,0.4001,996 cbs,16，，a(1，VR)v/N FFs,24，W,iid1，W，，3.28Li 0.705,588,,2.20.08(1，0.357),, 4,,V,,0.648w0.50(3.28,450)4.根据图表24-6与公式24-3、1.05,588,,6.00.0020(1，0.357)24-4，在假设为非约束型运行状态,, 4,,V,,0.454nw0.50(3.28,450)下计算交织与非交织速度 110,16 s,24，,81.0km/hw1，0.648 110,16 s,24，,88.6km/hnw1，0.454 N,4[0.085，0.703(0.357)，(71.57/450),0.0112(88.6,81.0)],1.64W5.根据图表24-7检验运行状态类 ，所以，为非约束型运行状态 型 N(max),3.5w v5,588s,,,85.7 km/h1,9963,592,,,,,,,,vv6.根据公式24-5计算交织区速度 wnw，,,,,,,,,，,,,,81.088.6,,,,sswnw,,,, v5,588,,,,7.根据公式24-6计算交织区车流,,,,N4,,,, D,,,16.3 pc/km/ln密度 s85.7 8.根据图表24-2确定服务水平 C级服务水平 c,8,421小客车/小时[图表24,(8F)]b 9.根据图表24-8及公式24-7、24-8 c,c*f*f,8,421*0.952*1.000,8，017 辆/hbpHV确定通行能力 c,c*PHF,8，017*0.91,7,295辆/hh 结果:该交织区在高峰小时内将运行于C级服务水平。交织区车流密度为16.3pc/h/ln。估算的交织区通行能力为8,020辆/h(对应于15分钟流量)或7,290 辆/h(对应于小时流量)。 15 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 M.E. - 分析人员 高速公路/行驶方 向 CEI - 单位部门 交织区位置 8/3/99 - 日期 范围 - 1999 分析时段 上午高峰 年份 ,运行分析(服务水平) ，设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平) ，规划分析(N、L、类型) 输入 L=300mC= 110 km/h 高速公路自由流速度，SFFBD交织区车道数，N= 4 交织区长度， L= 450 m 1815C地形 ,平原 ，丘陵 692交织构造 ，A型 ,B型 ，C型 1037BD流量比， VR=v/v 0.357 w1297 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0.400 0102w1w2w2w 转换为基本条件pc/h Vpc/h AADTK D V PHF %HV f f HVpv,PHF*f*fHVp(辆/天) (辆/h) v 1,815 0.91 10 0.952 1.000 2,095 01 v 1,297 0.91 10 0.952 1.000 1,497 02 v 1,037 0.91 10 0.952 1.000 1,197 w1 v 692 0.91 10 0.952 1.000 799 w2 v 1,729 0.91 10 0.952 1.000 1,996 w v 3,112 0.91 10 0.952 1.000 3,592 nw v 4,841 0.91 10 0.952 1.000 5,588 交织车速和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织非交织交织非交织 (i=w) (i=nw) (i=w) (i=nw) a(图表24-6) 0.08 0.0020 b(图表24-6) 2.2 6.0 0.70 1.0 c(图表24-6) 0.50 0.50 d(图表24-6) Cb，，a(1，VR)v/N交织强度系数W i0.648 0.454 W,idL 交织和非交织速度S(km/h) i s,1681.0 88.6 FF s,15，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) 1.64 w 最大车道数N(max)(图表24-7) 3.5 w ,如果N < N(max)则是非约束型运行状态，如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,85.7 ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v,,,,交织区车流密度D(pc/km/ln) 16.3 N,,D,s C 服务水平(图表24-7) 8,421 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 16 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*f8,017 bHVp 小时流率通行能力c(辆/h) c,c*PHF7,295 hh 24.4.2算例2 交织区:乡村高速公路上匝道交织区，见作业单。 问题:交织区的服务水平是何等级，通行能力有多大, 已知 A——C流量=4,000pc/h A——D流量=300 pc/h B——C流量=600pc/h B——D流量=100 pc/h 高速公路自由流速度120km/h 交织区长度300m 解答提示: 已知所有的输入数据，不需采用缺省值。给出的需求流率为基本条件下的每小时当量小客车数。进行流率换算，确定交织构型。计算交织和非交织速度，随后计算交织区速度。计算交织区车流密度，确定服务水平和通行能力。 步骤 1.确定交织区的构型(用图表24-5) A型(A-D方向和B-C方向都需要1次变换车道) v,600，300,900pc/hw v,4,000，100,4,100pc/hnw v,900，4,100,5,000pc/h2.计算关键参数 900 VR,,0.1805,000 300 R,,0.333900 cbs,16，，a(1，VR)v/N FFs,24，W,iid1，W，，3.28Li 0.975,000,,2.20.15(1，0.180),,4 ,,W,,0.879w0.80(3.28,300)3.根据图表24-6与公式24-3、24-4，1.35,000,,4.0在假设为非约束型运行状态下计算0.0035(1，0.180),, 4,,W,,0.410nw0.75(3.28,300)交织与非交织速度 120,16 s,24，,79.3 km/hw1，0.879 120,16 s,24，,97.8 km/hnw1，0.410 0.4380.5710.234 N,1.21(N)VRL/S4.根据图表24-7检验运行状态类型 WW 17 0.5710.2341.21(4)(0.180)(300) N,,1.02W0.43879.3 ，所以，为非约束型运行状态 N(max),1.4w v5,000s,,,93.9 km/h9004,100,,,,,,,,vv5.根据公式24-5计算交织区速度 wnw，,,,,,,,,，,,,,79.397.8ss,,,,wnw,,,, v5,000,,,,6.根据公式24-6计算交织区车流密,,,,N4,,,, D,,,13.3 pc/km/ln度 s93.9 7.根据图表24-2确定服务水平 C级服务水平 c,8,474pc/h[图表24,(8F)]8.根据图表24-8确定通行能力 b 结果:该交织区在高峰小时内将运行于C级服务水平。交织区内的车流密度为13.3pc/km/ln，估算通行能力为8,470pc/h。由于既没有给出交通组成，又没有确定PHF，所以不能确定普通条件下的小时通行能力。 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 M.E. - 分析人员 高速公路/行驶方向 CEI - 单位部门 交织区位置 8/3/99 - 日期 范围 1999 分析时段 上午高峰 年份 ,运行分析(服务水平)，设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平)，规划分析(N、L、类型) 输入 L=300m= 120 km/h 高速公路自由流速度，SCFF 交织区车道数， N= 4 BD 交织区长度， L= 300 m 4000C地形 ，平原 ，丘陵 300 交织构型 ,A型 ，B型 ，C型 600BD100流量比， VR=v/v 0.180 w 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0.333 0102w1w2w2w 换算为基本条件的pc/h Vpc/h AADT K D V PHF %HV f f HVpv,PHF*f*fHVp(辆/天) (辆/h) v 4,000 01 v 100 02 v 600 w1 v 300 w2 v 900 w v 4,100 nw v 5,000 交织速度和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) 0.15 0.0035 a(图表24-6) 2.2 4.0 b(图表24-6) 18 0.97 1.3 c(图表24-6) 0.80 0.75 d(图表24-6) cba(1，VR)v/N，，交织强度系数W iW,0.879 0.410 id，，3.28L 交织和非交织车速S(km/h) is,1679.3 97.8 FF s,24，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) 1.02 w 最大车道数N(max)(图表24-7) 1.4 w ,如果N < N(max)则是非约束型运行状态，如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,93.9 ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v,,,,13.3 N交织区车流密度D(pc/km/ln) ,,D,s C 服务水平 (图表24-7) 8,474 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*f bHVp 小时流率通行能力c(辆/h) c,c*PHF hh 24.4.3算例3 交织区:城区高速公路的匝道交织区，见作业单。 问题:交织区的服务水平是何等级，通行能力有多大, 已知: PHF=0.85 A——C流量=975辆/h A——D流量=650辆/h 丘陵地形 B——C流量=520辆/h 司机为一般熟悉地理者 B——D流量=0辆/h 高速公路自由流速度FFS=110公里/小时 15%的重型车 交织区长度L=300米 说明 用第二十三章《高速公路基本路段》中的公式确定f与f。 HVp解答提示: 已知所有输入参数，无需采用缺省值。将需求流量换算为流率，并确定构造类型。 计算交织与非交织速度并用来计算交织区速度。计算交织区内车流密度，确定服 务水平和通行能力。 19 步骤 V v,PHF*f*fHVp 975 1.用公式24-1将流量(辆/h)转v(A,C),,1,406pc/h(0.85)(0.816)(1.000)换为流率(pc/h) v(A,D),937pc/h v(B,C),750pc/h1a.用第二十三章中的公式确定fp f=1.000 p 1f,HV1，P(E,1)，P(E,1)TTRR1b.用第二十三章中的公式确定 f 1HVf,,0.816HV1，0.15(2.5,1)，02.根据图表24-5确定交织区构造A型(所有方向都需要变换一次车道) 类型 v,937，750,1,687pc/hw v,1,406pc/hnw v,1,406，1,687,3,093pc/h3.计算关键参数 1,687 VR,,0.5453,093 750 R,,0.4441,687 cbs,16，，a(1，VR)v/NFF s,24，W,iid1，W，，3.28Li 0.973,093,,2.20.15(1，0.545),,3 ,,W,,1.319w0.80(3.28,300)4.根据图表24-6与公式24-3、 0.973,093,,4.024-4，在假设为非约束型运行状态0.0035(1，0.545),, 3,,W,,0.938nw0.75下计算交织与非交织速度 (3.28,300 110,16 s,24，,64.5 km/hw1，1.319 110,16 s,24，,72.5 km/hnw1，0.938 0.4380.5710.234N,1.21(N)VRL/S WW5.根据图表24-7检验运行状态类0.5710.2340.438 N,1.21(3)(0.545)(300)/64.5,1.57W型 ，所以，为约束型运行状态 N(max),1.4w 0.973,093,,2.26.按约束型运行状态下重复步骤0.35(1，0.545),,3 ,,W,,3.077w0.804计算交织与非交织速度 (3.28,300) 20 0.973,093,,4.00.0020(1，0.545),,3,, W,,0.536nw0.75(3.28,300) 110,16 s,24，,47.1 km/hw1，3.077 110,16 s,24，,85.2 km/hnw1，0.536 v3,093s,,,59.1 km/h1,6871,406,,,,,,,,vv7.根据公式24-5计算交织区速度 wnw，,,,,,,,,，,,,,47.185.2,,,,sswnw,,,, v3,093,,,,8.根据公式24-6计算交织区车流,,,,N3 ,,,,D,,,17.4pc/km/ln密度 s59.1 9.根据图表24-2确定服务水平 D级服务水平 c,4,790pc/h[图表24,(8B)]b 10.根据图表24-8及公式24-7、 c,c*f*f,4,790*0.816*1.000,3,909 辆/hbpHV24-8确定通行能力 c,c*PHF,3,909*0.85,3,323 辆/hh 结果 高峰小时内该交织区将运行于D级服务水平。交织区内车流密度为17.4pc/km/ln，估算(15分钟流率)通行能力为3,910辆/h或者(小时流量)3,320辆/h。注意，该三车道匝道交织区的流量比为0.545，超出了该类型设施的最大建议值0.45。所以实际运行比这里预测的结果还要糟。 同样需要认真分析的还有通行能力估算值。该值反映出了A型交织区的最大VR值，三车道交织区为0.45。这里的VR为0.545，与实际数值相比显得偏低。A型交织区不能有效承担流量比为0.545的交通运行，因此要改善交通运行，一种方法是在D支路驶离匝道处增加一条车道从而将构型改为B型。对于通常不是必须增加的这条车道，可在匝道另一端点处减掉或设计。实际上，这一计算强调了构型的重要性。A型构造不适于平衡交通流。 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 M.E. - 分析人员 高速公路/行驶方向 CEI - 单位部门 交织区位置 8/3/99 - 日期 范围 1999 分析时段 上午高峰 年份 ,运行分析(服务水平)，设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平)，规划分析(N、L、类型) 输入 L=300m= 110 km/h 高速公路自由流速度，SCFF BD交织区车道数， N= 3 交织区长度， L= 300 m 975C地形 ，平原 ,丘陵 650交织构造 ,A型 ，B型 ，C型 520BD 流量比， VR=v/v 0.545 w 21 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0.444 0102w1w2w2w 转换为基本条件pc/h Vv,AADT V PHF*f*fHVp(pc/h) K D PHF %HV f f HVp(辆/天) (辆/h) v 975 0.85 15 0.816 1.000 1,406 01 v 0 0.85 15 0.816 1.000 0 02 v 650 0.85 15 0.816 1.000 973 w1 v 520 0.85 15 0.816 1.000 750 w2 v 1,678 w v 1,406 nw v 3,093 交织车速和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) 0.15 0.0035 0.35 0.0020 a(图表24-6) 2.2 6.0 2.2 4.0 b(图表24-6) 0.97 1.3 0.97 1.3 c(图表24-6) 0.80 0.75 0.8 0.75 d(图表24-6) cba(1，VR)v/N，，交织强度系数W iW,1.319 0.938 3.077 0.536 id，，3.28L 交织和非交织速度S(km/h) is,1664.5 72.5 47.1 85.2 FF s,24，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) 1.57 w 最大车道数N(max)(图表24-7) 1.4 w ，如果N < N(max)则是非约束型运行状态,如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,59.1 ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, 交织区车流密度D(pc/km/ln) v,,17.4 ,, N,,D,s D 服务水平(图表24-7) 4,790 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*f3,909 bHVp 小时流量通行能力C(辆/h) c,c*PHF3,323 hh 24.4.4算例4 交织区:如作业单所示，两条城区高速公路的主要连结点，可以思考为几种不同的交织区，但有以下几个强制性设计。入口支路A(左侧)有两条车道;进口支路B(右侧)有三条车道;出口支路C(左侧)有三条车道;出口支路D(右侧)有两条车道。交织区最大长度为300米。所有进出口支路的自由流速度为 22 120km/h。 问题:为了达到C级服务水平，需要多少条车道,交织区是何构型, 已知: A——C流率=2,000pc/h B——D流率=2,000辆/h A——D流率=1,450pc/h 两条高速公路自由流速度FFS=120km/h B——C流率=1,500pc/h 交织区长度L=300m 解答提示: 已知需求流量，以基本条件下每小时当量小客车数计，故不需进行流量转换。假设交织区构造和车道数，确定服务水平。如果服务水平低于C级，就重新假设一种构造类型，直到服务水平达到或者优于C级为止。 步骤 1.假设车道构造，见作业单 2.根据图表24-5确定交织区构C型(A-D方向需要变换两次车道，B-C方向不需要变换造类型 车道) v,1,500，1,450,2,950pc/hw v,2,000，2,000,4,000pc/hnw v,4,000，2,950,6,950pc/h 3.计算关键参数 2,950 VR,,0.4246,950 1,450R,,0.4922,950 cbs,16，，FFa(1，VR)v/N s,24，W,iid1，W，，3.28Li 0.806,950,,2.30.08(1，0.424),,5 ,,W,,0.944w0.60(3.28,300)4.根据图表24-6与公式24-3、 1.16,950,,6.024-4，在假设为非约束型运行状0.0020(1，0.424),, 5,,W,,0.765nw0.60态下计算交织与非交织速度 (3.28,300) 120,16 s,24，,77.5 km/hw1，0.944 120,16 s,24，,85.9 km/hnw1，0.765 N,N[0.761，0.047VR,0.00036L,0.0031(S,S)]Wnww5.根据图表24-7检验运行状态 N,5[0.761，(0.047*0.424),(0.00036*300),0.0031(82.9,77.5)],3.28W 类型 ，所以，为约束型运行状态 N(max),3.0w 23 1.16,950,,2.30.14(1，0.424),,5 ,,W,,1.651w0.60(3.28,300) 1.16,950,,6.00.0010(1，0.424),,6.重复步骤4计算约束型运行状 5,,W,,0.382nw0.60，，3.28,300态下交织与非交织速度 120,16 s,24，,63.2 km/hw1，1.651 120,16 s,24，,99.3 km/hnw1，0.382 v6,9507.根据公式24-5计算交织区速s,,,79.9 km/h2,9504,000,,,,,,,,vvwnw，,,,,,,,,，,,,,度 63.299.3,,,,sswnw,,,, v6,950,,,,8.根据公式24-6计算交织区车,,,,N5 ,,,,D,,,17.4 pc/km/ln流密度 s79.91 9.根据图表24-2确定服务水平 D级服务水平 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 M.E. - 分析人员 高速公路/行驶方向 CEI - 单位部门 交织区位置 8/3/99 - 日期 范围 1999 分析时段 上午高峰 年份 ，运行分析(服务水平) ,设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平) ，规划分析(N、L、类型) L=300 m输入 AC高速公路自由流速度，S= 120 km/h FF 交织区车道数， N= 5 BD2000交织区长度， L= 300 m 1450地形 ，平原 ，丘陵 交织构造 ，A型 ，B型 ,C型 1500流量比， VR=v/v 0.424 w2000草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0.492 0102w1w2w2w 转换为基本条件的pc/h Vv,AADT V PHF*f*fHVppc/h K D PHF %HV f f HVp(辆/天) (辆/h) v 2,000 01 v 2,000 02 v 1,500 w1 v 1,450 w2 v 2,950 w v 4,000 nw v 6,950 交织速度和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) 0.08 0.0020 0.14 0.0010 a(图表24-6) 2.2 6.0 2.3 6.0 b(图表24-6) 24 0.80 1.1 0.80 1.1 c(图表24-6) 0.60 0.60 0.60 0.60 d(图表24-6) cba(1，VR)v/N，，交织强度系数W iW,0.944 0.765 1.651 0.382 id，，3.28L 交织和非交织速度S(km/h) i s,1677.5 82.9 63.2 99.3 FF s,24，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) 3.28 w 最大车道数N(max)(图表24-7) 3.0 w ，如果N < N(max)则是非约束型运行状态,如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,79.9 ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v,,,,17.4 N交织区车流密度D(pc/km/ln) ,,D,s D 服务水平(图表24-7) 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*fbHVp 小时流量通行能力c(辆/h) c,c*PHFhh 这次设计没达到设计C级服务水平的要求。并且计算结果也有其它方面的不足。交织比(0.492)超过了推荐的C型交织区最大交织比(0.40)，因此交织区的运行状况比预想的可能更糟。另外，约束型运行使交织速度和非交织速度之间的差异很大，这也是不理想。 交织区长度不可能增加了，因为已经使用了最大长度(300m)。不在进口和出口支路增加1条车道，不将宽度做成6车道，显然这样做也不必要。所以唯一的其它可能变化就是把构型设计成B型。通过在出口D处增加1条车道，可以很好的实现这一构型，这条车道将会使交织更为有效，在出口D的较远的下游可以去掉这条车道。 10.假设车道构型，见作业单。 11.根据图表24-5确定交织区构B型(A-D方向需要变换一次车道，B-C方向不需要变换型 车道) cbs,16，，a(1，VR)v/NFF s,24，W,iid1，W，，3.28Li 0.806,950,,2.30.08(1，0.424),,5 ,,W,,0.888w0.60(3.28,300)12.根据图表24-6与公式24-3、 1.16,950,,6.024-4，在假设为非约束型运行状0.0020(1，0.424),, 5,,W,,0.739nw0.60态下计算交织与非交织速度 (3.28,300) 120,16 s,24，,79.3 km/hw1，0.880 120,16 s,24，,83.8 km/hnw1，0.739 25 ，，N,N[0.085，0.703VR，71.57L,0.0112(S,S)]Wnww13.根据图表24-7检验运行状态 N,5[0.085，(0..703,0.424)，(71.57300),0.0112(83.8,79.3)],2.86W类型 所以，为非约束型运行状态 N(max),3.5w v6,95014.根据公式24-5计算交织区速,,,81.8 km/hs2,9504,000,,,,,,,,vvwnw，,,,,,,,,，,,,,度 79.383.8,,,,sswnw,,,, v6,950,,,,15.根据公式24-6计算交织区车,,,,N5 ,,,,D,,,17.0 pc/km/ln流密度 s81.8 16.根据图表24-2确定服务水平 C级服务水平 结果 除了服务水平提高到期望的C级以外，B型构造还有许多其他方面的优点。能够得到非约束型运行，并且交织和非交织车辆速度之间的差异也大大缩小。本算例说明在承担高交织比例交通时，B型构造的交织区有很大的优越性。 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 M.E. - 分析人员 高速公路/行驶方向 CEI - 单位部门 交织区位置 8/3/99 - 日期 范围 1999 分析时段 上午高峰 年份 ，运行分析(服务水平) ,设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平) ，规划分析(N、L、类型) 输入 L=300mC= 120 km/h 高速公路自由流速度，SFFBD交织区车道数， N= 5 2000C交织区长度， L= 300 m 1450地形 ，平原 ，丘陵 1500BD2000 交织构造 ，A型 ,B型 ，C型 流量比， VR=v/v 0.424 w 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0.492 0102w1w2w2w 转换为基本条件pc/h Vv,AADT V PHF*f*fHVppc/h K D PHF %HV f f HVp(辆/天) (辆/h) v 2,000 01 v 2,000 02 v 1,500 w1 v 1,450 w2 v 2,950 w v 4,000 nw v 6,950 交织速度和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) 0.08 0.0020 a(图表24-6) 26 2.2 6.0 b(图表24-6) 0.70 1.0 c(图表24-6) 0.50 0.50 d(图表24-6) cba(1，VR)v/N交织强度系数W ，，iW,0.880 0.793 id，，3.28L 交织和非交织速度S(km/h) is,1679.3 83.8 FF s,24，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) 2.86 w 最大车道数N(max)(图表24-7) 3.5 w ,如果N < N(max)则是非约束型运行状态，如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,81.8 ,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v,,,,17.0 N交织区车流密度D(pc/km/ln) ,,D,s C 服务水平(图表24-7) 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*fbHVp 小时流量通行能力c(辆/h) c,c*PHFhh 24.4.5算例5 交织区:修建一座连接两条郊区高速公路的立交桥。 问题:为了达到C级服务水平，交织区需要采用什么构造型式，需要多少条车道、需要长度如何, 已知: 交通情况见下图所示。流率以基本条件下每小时小客车数给出。由于是修建连接将来设施的立交桥，所以交织区的长度和宽度具有较大的灵活性。自由流速度为120km/h。 1500 CA 1000 700 1000BD 交织草图 结果: 由于该问题中将采用的长度、宽度和构造类型都未加限制，所以对采用什么样的交织区设施也没有限制。针对包括3车道、4车道和5车道，长度从150m到750m 27 的不同条件，采用试算方法确定速度、车流密度以及服务水平。同时，也要评价三种交织区构造型式。这是一项费时的工作，建议使用可编程计算器或者作业单试算。分析结果见下页的表。 关于设计结果和对最终设计决定的影响提出以下几点。 1. 在检验所有可能选用的解答之前，需要考虑入口和出口道路的构造。为了得 到最低C级服务水平，每个入口和出口道路都需要两条车道。由于4车道方 案已经能满足要求，所以去掉了5车道的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 2. 如果所有进出口道路简单相连，采用4车道A型交织区，可以达到C级服 务水平。该构型的主要缺点是，运行处于约束状态。交织和非交织车流间存 在显著的不均衡。同时，VR为0.405也比A型交织区的推荐最大值0.35高。 交通运行会比这里预测的更差。 3. 给定进口和出口道路的要求，很难构造C型交织区。 4. 给C通道增加一条车道实现B型构造。4车道B型交织区，对任何长度，都 可以在所有建议值的范围内达到所需的最低C级服务水平。如果在入口有车 道合并而在出口有车道分离，则构成3车道B型交织区。这时，如果交织区 长度在300米及以上，仍然可以达到C级服务水平。 分析结果没有给出明确的答案，但是却给分析者提供了决策信息。显然，长的4车道B型交织区，运行效果最好。而经济和环境因素也对最终决策有影响。 约束型,车道数 长度(m) 车速(km/h) 车流密度(pc/km/ln) 服务水平 是/否 A型 150 59.3 23.6 E N 72.5 19.3 D N 300 80.6 17.4 D N 450 3 79.3 17.7 D Y 600 83.5 16.8 C Y 750 150 61.9 17.0 C Y 300 73.7 14.2 C Y 450 81.2 12.9 C Y 4 600 86.5 12.1 C Y 750 90.5 11.6 B Y 150 66.9 12.6 C Y 300 79.2 10.6 B Y 5 450 86.6 9.7 B Y 600 91.7 9.2 B Y 28 750 95.5 8.8 B Y B型 150 74.3 18.8 D N 300 83.3 16.8 C N 450 88.3 15.8 C N 3 600 91.8 15.3 C N 750 94.4 14.8 C N 150 80.7 13.0 C N 300 89.4 11.7 B N 450 94.2 11.1 B N 4 600 97.7 10.8 B N 750 99.7 10.5 B N 150 83.3 10.1 B Y 300 94.0 8.9 B N 450 98.4 8.5 B N 5 600 101.4 8.3 B N 750 103.5 8.1 B N C型 150 71.2 19.7 D N 300 82.0 17.1 C N 450 88.1 15.9 C N 3 600 92.2 15.2 C N 750 95.3 14.7 C N 150 78.4 13.4 C N 300 88.9 11.8 B N 450 94.6 11.1 B N 4 600 98.4 10.7 B N 750 101.1 10.4 B N 150 82.6 10.2 B Y 300 92.2 9.1 B Y 450 99.2 8.5 B N 5 600 102.7 8.2 B N 750 105.2 8.0 B N 注:Y表示“是”，N表示“否” 29 24.5参考文献 1. Reilly, W. R., J. H. Kell, and P. J. Johnson. Weaving Analysis Procedrues for the New Highway Capacity Manual. Technical Report. JHK & Associates, Tucson, Ariz., 1984. 2. Pignataro, L. J., W. R. McShane, R. P. Roess, B. Lee, and K. W. Crowley. NCHRP Report 159: Weaving Areas: Design and Analysis. TRB, National Research Council, Washington, D. C., 1975. 3. Roess, R. P., et al. Freeway Capacity Analysis Procedures. Final Report, Project DOT-FH-11-9336. Polytechnic Institute of New York, Brooklyn, 1979. nd4. McShane, W. R., R. P. Roess, and E. S. Prassas. Traffic Engineering, 2 ed. Prentice-Hall, Upper Saddle River, N. J., 1998. 5. Jack E. Leisch & Associates. Completion of Procedures for Analysis and Design of Traffic Weaving Sections. Final Report. Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation, 1983. 6. Roess, R. P. Development of Weaving Area Analysis Procedures for the 1985 Highway Capacity Manual. In Transportation Research Record 1112, TRB, National Research Council, Washington, D. C., 1987, pp. 17-22. 7. Fazio, J. Development and Testing of a Weaving Operational Analysis and Design Procedure. Master’s thesis. University of Illinois at Chicago, Aug. 1985. 附录A 作业单 高速公路交织分析作业单 30 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 分析人员 高速公路/行驶方向 单位部门 交织区位置 日期 范围 分析时段 年份 ，运行分析(服务水平) ，设计分析(N、L、类型)，规划分析(服务水平) ，规划分析(N、L、类型) 输入 高速公路自由流速度，S= km/h FF 交织区车道数， N= 交织区长度， L= m 地形 ，平原 ，丘陵 交织构造 ，A型 ，B型 ，C型 交织流量比， VR=v/v w 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0102w1w2w2w 转换为基本条件(pc/h) Vv,AADT V PHF*f*fHVppc/h K D PHF %HV f f HVp(辆/天) (辆/h) v 01 v 02 v w1 v w2 v w v nw v 交织速度和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) a(图表24-6) b(图表24-6) c(图表24-6) d(图表24-6) cb a(1，VR)v/N，，交织强度系数W iW,id，，3.28L 交织和非交织速度S(km/h)is,16FF s,24，i1，Wi 非约束状态下所需的车道数N(图表24-7) w 最大车道数N(max)(图表24-7) w ，如果N < N(max)则是非约束型运行状态，如果N > N(max)则是约束型运行状态 wwww 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 交织区速度S(km/h) vs,,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v ,,,,N交织区车流密度D(pc/km/ln) ,,D,s 服务水平(图表24-2) 31 基本条件通行能力C(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/h) c,c*f*fbHVp 小时流量通行能力C(辆/h) c,c*PHFhh 32 图表24-1 高速公路交织分析流程 输入 - 几何数据 - 交织流量和非交织流量 - 交织区前后高速公路路段自由流速度 流量修正 - 高峰小时系数 - 重型车修正系数 - 驾驶员总体特征修正系数 计算流率 确定交织区构造类型 计算非约束状态的交织和非交织车速 约束运行条件检验 当处于约束运行状态时 计算约束状态的交 织和非交织车速 当处于非约束 运行状态时 计算交织区内区间平均车速 计算交织区内的车流密度 确定服务水平 33 图表24-2 交织区服务水平标准 密度(小客车/km/ln) 服务水平 高速公路交织区 多车道公路和集散路交织区 A ?6.0 ?8.0 B >6.0—12.0 >8.0—15.0 C >12.0—17.0 >15.0—20.0 D >17.0—22.0 >20.0—23.0 E >22.0—27.0 >23.0—25.0 F >27.0 >25.0 34 图表24-3 影响交织区运行的参数 v或v0102 v或vw1w2 v或vw1w2 v或v0102 35 图表24-4 交织区示意图 1500 C A 500 300 400 D B 交织区和流率 1500 C A 300 500 400 B D 交织示意图 36 图表24-5 确定交织构型标准 交织所需变换车道次数 交织所需变换车道vvw2w1 次数 0 1 ?2 0 B型 B型 C型 1 N/A B型 A型 ?2 C型 N/A N/A 37 图表24-6 计算交织强度系数时的常量 一般形式 cv,,ba(1，VR),,N,, W,d3.28L 计算交织速度的常量 计算非交织速度的常量 SSwnw a b c d a b c d A型 0.15 2.2 0.97 0.80 0.0035 4.0 1.3 0.75 非约束 型 0.35 2.2 0.97 0.80 0.0020 4.0 1.3 0.75 约束型 B型 0.08 2.2 0.70 0.50 0.0020 6.0 1.0 0.50 非约束 型 0.15 2.2 0.70 0.50 0.0010 6.0 1.0 0.50 约束型 C型 0.08 2.3 0.80 0.60 0.0020 6.0 1.1 0.60 非约束 型 0.14 2.3 0.80 0.60 0.0010 6.0 1.1 0.60 约束型 38 图表24-7 确定约束或非约束型运行的标准 交织区构型 ，，Nmax非约束型运行所需的车道数 Nww 0.4380.5710.2341.4 A型 ，，1.21NVRL/S w 3.5 B型 ,,，，，， N0.085，0.703VR，71.57L,0.0112S,Snww a 3.0C型 ,,，，N0.761，0.047VR,0.00036L,0.0031S,Snww 39 图表24-8 交织区的通行能力 (A)A型交织区——自由流速度为120km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 b b b0.10 6050 6820 7200 7200 7200 0.20 5490 6260 6720 7050 7200 0.30 5040 5780 6240 6570 6830 c c0.40 4660 5380 5530 5800 6050 d c c c c0.45 4430 5000 5270 5550 5800 4车道交织区 b b b0.10 8060 9010 9600 9600 9600 0.20 7320 8340 8960 9400 9600 c c c0.30 6710 7520 8090 8510 8840 e c c c f f0.35 63707160 7700 8000 8000 5车道交织区 b b b0.10 10,080 11,380 12,000 12,000 12,000 g c c c b0.20 9150 10,540 11,270 11,790 12,000 (B)A型交织区——自由流速度为110km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bb0.10 5770 6470 6880 7050 7050 0.20 5250 5960 66280 6680 6900 0.30 4830 5520 5940 6240 6480 ccc0.40 4480 5150 5250 5250 5760 dcccc0.45 4190 4790 5020 5310 5530 4车道交织区 bb0.10 7690 8630 9180 9400 9400 0.20 7000 7940 8500 8900 9200 cccc0.30 6440 7180 7710 8090 8390 eccccc0.35 60800 6830 7360 7730 8030 5车道交织区 bb0.10 9610 10,790 11,470 11,750 11,750 gcccc0.20 8750 10,030 10,690 11,160 11,520 40 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (C)A型交织区——自由流速度为100km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 0.10 5470 6110 6480 6730 6910 0.20 5000 5540 5020 6290 6490 0.30 4610 5240 5520 5900 6110 cc c0.40 4290 4900 4990 5250 5460 dccc c0.45 4000 4520 4790 5040 7600 4车道交织区 0.10 7300 8150 8630 8970 9220 0.20 6660 7520 8030 8380 8650 ccccc0.30 6080 6830 7310 7650 7920 eccccc0.35 5780 6520 6990 7330 7600 5车道交织区 b0.10 9120 10,180 10,790 11,210 11,500 gcccc0.20 8330 9500 10,080 10,510 10,830 (D)A型交织区——自由流速度为90km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 0.10 5160 5730 6050 6270 6430 0.20 4730 5310 5650 5880 6060 0.30 4380 4850 5290 5540 5720 c c c c0.40 4090 4420 4730 4960 5140 d c c c c0.45 3850 4240 4470 4780 4950 4车道交织区 0.10 6880 7460 8070 8350 8570 0.20 6310 7080 7530 7840 8060 c c c c c0.30 5790 6360 6890 7190 7430 e c c c c c0.35 5520 6180 6590 6910 7140 5车道交织区 0.10 8600 9550 10,080 10,440 10,710 g c c c c c0.20 8060 9460 9460 9820 10,100 41 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (E)B型交织区——自由流速度为120km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 b b b b b0.10 7200 7200 7200 7200 7200 b b b b0.20 6830 7200 7200 7200 7200 b b0.30 6120 6690 7010 7200 7200 0.40 5550 6100 6430 6670 6850 0.50 5100 5630 5950 6180 6370 0.60 4750 5260 5570 5800 5980 0.70 4180 4990 5290 5520 5690 h fff0.80 3900 4820 5000 5000 5000 4车道交织区 bbbbb0.10 9600 9600 9600 9600 9600 b b b b0.20 910 9600 9600 9600 9600 bb0.30 8170 8910 9350 9600 9600 0.40 7400 8140 8570 8890 9130 cff0.50 6670 7500 7930 8000 8000 c f fff0.60 6070 6670 6670 6670 6670 c f fff0.70 5580 5760 5760 5760 5760 hf f fff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 5车道交织区 bbbbb0.10 12,000 12,000 12,000 12,000 12,000 bbbb0.20 11,390 12,000 12,000 12,000 12,000 bb0.30 10,210 11,140 11,690 12,000 12,000 cffff0.40 9270 10,000 10,000 10,000 10,000 fffff0.50 8000 8000 8000 8000 8000 fffff0.60 6670 6670 6670 6670 6670 fffff0.70 5760 5760 5760 5760 5760 hfffff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 42 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (F)B型交织区——自由流速度为110km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbbbb0.10 7050 7050 7050 7050 7050 bbb0.20 6460 6950 7050 7050 7050 0.30 5810 6320 6620 6630 6980 0.40 5280 5790 6090 6300 6470 0.50 4860 5350 5650 5860 6030 0.60 4550 5010 5300 5510 5680 0.70 4320 4770 5050 5250 5410 hff0.80 3650 4600 4880 5000 5000 4车道交织区 bbbbb0.10 9400 9400 9400 9400 9400 bbb0.20 8610 9270 9400 9400 9400 0.30 7750 8430 8820 9100 9310 0.40 7040 7720 8120 8400 8620 cf0.50 6370 7140 7530 7820 8000 cffff0.60 5810 6670 6670 6670 6670 cffff0.70 5350 5760 5760 5760 5760 hfffff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 5车道交织区 bbbbb0.10 11,750 11,750 11,750 11,750 11,750 bbb0.20 10,760 11,590 11,750 11,750 11,750 0.30 9690 10,540 11,370 1,370 11,640 cfff0.40 8830 9650 10,000 10,000 10,000 cffff0.50 7960 8000 8000 8000 8000 fffff0.60 6670 6670 6670 6670 6670 fffff0.70 5760 5760 5760 5760 5760 hfffff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 43 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (G)B型交织区——自由流速度为100km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbbb0.10 5750 6900 6900 6900 6900 bb0.20 6070 6510 6750 6900 6900 0.30 5490 5950 6210 6400 6540 0.40 5010 5470 5740 5930 6070 0.50 4620 5070 5340 5530 5680 0.60 4330 4760 5020 5220 5360 0.70 4120 4530 4790 4970 5120 h0.80 3600 4380 4630 4620 4960 4车道交织区 bbbb0.10 9000 9200 9200 9200 9200 bb0.20 8100 8680 9010 9200 9200 0.30 7320 7930 8280 8530 5710 0.40 6680 7290 7650 7900 8100 c0.50 6060 6760 7120 7370 7580 cfff0.60 5540 6340 6670 6670 6670 cbfff0.70 5130 5640 5760 5760 5760 hcffff0.80 4800 5000 5000 5000 5000 5车道交织区 bbbb0.10 11,250 11,5000 11,500 11,500 11,500 bb0.20 10,120 10,850 11,260 11,500 11,500 0.30 9150 9910 10,350 10,660 10,890 c0.40 8370 9110 9560 9880 10,000 cffff0.50 7570 8000 8000 8000 8000 fffff0.60 6670 6670 6670 6670 6670 fffff0.70 5760 5760 5760 5760 5760 hfffff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 44 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (H)B型交织区——自由流速度为90km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbb0.10 6270 6600 6750 6750 6750 0.20 5570 6050 6270 6410 6520 0.30 5150 5560 5790 5950 6070 0.40 4720 5130 5370 5540 5670 0.50 4370 4770 5010 5190 5320 0.60 4110 4500 4730 4900 5030 0.70 3910 4290 4520 4690 4820 h0.80 3440 4150 4380 4540 4670 4车道交织区 bbb0.10 8350 8800 9000 9000 9000 0.20 7560 8070 8360 8550 8690 0.30 6870 7410 7720 7940 8100 0.40 6290 6840 7160 7390 7560 c0.50 5740 6360 6680 6920 7090 cf0.60 5270 5990 6310 6530 6670 ccfff0.70 4890 5350 5760 5760 5760 hcffff0.80 4590 5000 5000 5000 5000 5车道交织区 bbb0.10 10,440 10,990 11,250 11,250 11,250 0.20 9450 10,090 10,440 10,680 10,860 0.30 8580 9260 9650 9920 10,120 c0.40 7890 8550 8950 9230 9450 cfff0.50 7170 7960 8000 8000 8000 cffff0.60 6580 6670 6670 6670 6670 fffff0.70 5760 5760 5760 5760 5660 hffff0.80 5000 5000 5000 5000 5000 45 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (I)C型交织区——自由流速度为120km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbbbb0.10 7200 7200 7200 7200 7200 bbbb0.20 6590 7200 7200 7200 7200 b0.30 5890 6540 6930 7200 7200 0.40 5530 5960 6350 6620 6840 i0.50 4890 5500 5870 6140 6360 4车道交织区 bbbbb0.10 9600 9600 9600 9600 9600 bbbb0.20 8780 9600 9600 9600 9600 b0.30 7850 8720 9230 9590 9600 ff0.40 7110 7950 8470 8750 8750 iffff0.50 6520 7000 7000 7000 7000 5车道交织区 bbbbb0.10 12,000 12,000 12,000 12,000 12,000 cbbbb0.20 11,520 12,000 12,000 12,000 12,000 ccfff0.30 10,140 11,170 11,670 11,670 11,670 fffff0.40 8750 8750 8750 8750 8750 ifffff0.50 7000 7000 7000 7000 7000 (J)C型交织区——自由流速度为110km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbbb0.10 7010 7050 7050 7050 7050 bbb0.20 6240 6830 7050 7050 7050 0.30 5610 6200 6550 6790 6980 0.40 5090 5670 5020 6270 6470 i0.50 4680 5240 5590 5840 6030 4车道交织区 bbbb0.10 9350 9400 9400 9400 9400 bbb0.20 8320 9100 9400 9400 9400 0.30 7470 8270 8730 9060 9300 0.40 6240 7560 8030 8360 6620 ifff0.50 5830 6990 7000 7000 7000 5车道交织区 bbbbb0.10 11,750 11,750 11,750 11,750 11,750 cbbbb0.20 10,900 11,750 11,750 11,750 11,750 cc0.30 9630 10,570 10,910 11,320 11,630 46 cffff0.40 8590 8750 8750 8750 8750 ifffff0.50 7000 7000 7000 7000 7000 47 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (K)C型交织区——自由流速度为100km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bbbb0.10 6570 6900 6900 6900 6900 b0.20 5890 6410 6700 6900 6900 0.30 5310 5850 6160 6370 6540 0.40 4840 5370 5680 5910 6080 i0.50 4460 4970 5290 5510 5690 4车道交织区 bbbb0.10 8760 9200 9200 9200 9200 b0.20 7850 8540 8930 9200 9200 0.30 7080 7790 8210 8500 8720 0.40 6450 7150 7580 7880 8100 ifff0.50 5950 6630 7000 7000 7000 5车道交织区 bbbbb0.10 11,500 11,500 11,500 11,500 11,500 bcb0.20 10,250 11,050 11,170 11,500 11,500 cc0.30 9110 9960 10,260 10,620 10,900 cffff0.40 8170 8750 8750 8750 8750 ifffff0.50 7000 7000 7000 7000 7000 48 图表24-8(续前表) 交织区的通行能力 (L)C型交织区——自由流速度为90km/h 交织流量比 交织区长度(m) aVR 150 300 450 600 750 3车道交织区 bb0.10 6120 6520 6730 6750 6750 0.20 5510 5970 6230 6400 6520 0.30 5000 5480 5750 5940 6090 0.40 4570 5050 5330 5530 5680 i0.50 4230 4700 4980 5180 5330 4车道交织区 bb0.10 8150 8700 8980 9000 9000 0.20 7350 7960 8300 8530 8700 0.30 6660 7300 7670 7920 8100 0.40 5640 6730 7110 7370 7580 if0.50 5300 6260 6640 6900 7000 5车道交织区 bbbb0.10 10,770 11,250 11,230 11,250 11,250 cc0.20 9580 10,270 10,380 10,660 10,870 cc0.30 8570 9310 9580 9900 10,140 cffff0.40 7720 8470 8750 8750 8750 ifffff0.50 7000 7000 7000 7000 7000 49 图表24-9 高速公路交织分析作业单 高速公路交织分析作业单 一般信息 地点信息 分析人员 高速公路/ 行驶方向 单位部门 交织区位 置 日期 范围 分析时段 年份 ，运行分析(服务水平) ，设计分析(N、L、类型) ，规划分析(服务水平) ， 规划分析(N、L、类型) 输入 高速公路自由流速度， S= ______km/h FF 交织区车道数，N= 交织区长度， L= m 地形 ，平原 ，丘陵 交织构型 ，A型 ，B型 ，C型 交织流量比， VR=v/v w 草图(示意车道、L、v、v、v、v) 交织比， R=v/v 0102w1w2w2w 按基本条件换算为pc/h Vv,V AADT(辆PHF*f*fK D PHF %HV f f (pc/h) HVpHVp(辆/小时) /天) v 01 v 02 v w1 v w2 v w v nw v 交织速度和非交织速度 非约束状态 约束状态 交织(i=w) 非交织交织(i=w) 非交织 (i=nw) (i=nw) a(图表24-6) b(图表24-6) c(图表24-6) d(图表24-6) cb a(1，VR)v/N，，交织强度系数W iW,id，，3.28L 交织和非交织速度S(km/h)i s,16FF s,24，i1，Wi 非约束运行所需车道数N(图表24-7) w 最大车道数N(max)(图表24-7) w ，如果N < N(max)则是非约束型运行状态 ，如果N > N(max)wwww则是约束型运行状态 交织区速度、车流密度、服务水平和通行能力 50 交织区速度S(km/h) vs,,,,,vvwnw,,,,，,,,,sswnw,,,, v ,,,,N,,交织区车流密度D(pc/km/ln) D,s 服务水平(图表24-2) 基本条件通行能力c(pc/h) (图表24-8) b 15分钟流率通行能力c(辆/小时) c,c*f*fbHVp 小时流率通行能力c(辆/小时) c,c*PHFhh 51