第二节  高速公路通行能力

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，完全控制车辆出人，专供汽车行驶的公路。

高速公路是自成系统的一种公路形式，它一般由以下三部分组成：

①高速公路基本路段；②交织区；③匝道，包括匝道-主线连接处及匝道-相连公路连接处。

二、高速公路基本路段通行能力

（一）导言

1．高速公路基本路段的定义

高速公路基本路段是指不受匝道附近的合流、分流以及交织流影响的高速公路路段，其位置如图9－7所示。

2．理想条件下的速度一流量关系

理想条件包括：a）车道宽度大利于3.75m，小于等于4.50m；b）侧向净空大于等于1.75m；c）交通组成全部为小客车；d）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。理想条件下的速度一流量关系如图9-1。

（二）高速公路基本路段服务水平

目前，高速公路基本路段的服务水平是根据交通密度（pcu／km·车道）来划分，该指标也就是高速公路基本路段所谓的效率指标（Measureof effectiveness）。我国根据交通密度将服务水平分成四级。各种设计速度的基本路段在理想条件下各级服务水平的平均行程速度、 V／C比及最大服务交通量列于表 9－3。

注：l．密度，pcu／（km.车道）；

2．车速指平均行程速度，km／h；

3．V／C是在理想条件下，最大服务交通量与基本通行能力之比，基本通行能力是四级服务水平上半段的最大服务交通量；

4．在理想条件下各级服务水平通行的最大交通量，pcu／（km.车道）；

5在第四级服务水平下半段，交通处于强制流状态，V／C及交通量变化很大且频繁，但最大不会超过四级服务水平上半段的V／C或最大服务交通量。

（三）分析方法

1．通行能力和服务水平分析基本公式

高速公路是多车道公路，和其他多车道道路一样，由于两个方向的交通运行互不依赖，且两个方向在其前进方向上的线形（其中主要是纵断线形上）是不同的，因此，两个方向车行道的通行能力和服务水平的分析计算是分别进行的。

进行通行能力分析之前，首先来了解一下最大服务交通量和设计通行能力的计算公式。

①最大服务交通量。

MSV_i＝C×（V／C）_i                （9－2）

式中：MSV_i—第i级服务水平的最大服务交通量，pcu／（h.车道），即小客车数／（h.车道）；

C—基本通行能力，即理想条件下一车道所能通行的最大交通量，pcu／（h.车道）。设计速度为 120、100、80和60km／h的高速公路基本路段，其C分别为2000、2000、1900和1800pcu／（h.车道）；

（V／C）—第i级服务水平下，最大服务交通量与基本通行能力的比值。

②单向车行道的可能通行能力。

Cp＝C×N×f_w×f_HV×f_p             （9-3）

式中：Cp——单向车行道可能通行能力，即在具体条件下所能通行的最大交通量，辆／（h.车道），即自然车辆数／（h.车道）；

N——单向车行道的车道数；

f_w——车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数；

f_HV——大型车对通行能力的修正系数；

f_p——驾驶员条件对通行能力的修正系数；其他符号同式（9－2）。

③单向车行道的设计通行能力。

C_D＝MSV_i×N×f_w×f_HV×f_p＝C×（V／C）_i×N×f_w×f_HV×f_p       （9-4）

式中：C_D——单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量，辆／（h.车道），自然车辆数/（h.车道）；其他符号同式（9－2）。

2．通行能力影响因素及其修正系数

    ①车道宽度及测向宽度的修正系数f_w

  ②大型车的修正系数fHV。

f_HV=1/[1+P_HV(E_HV-1)]    

式中：P_HV——大型车交通量占总交通量的百分比，%；

E_HV——大型车换算成小客车的车辆换算系数。

③驾驶员条件的修正系数人