关于道路通行能力和服务水平评价的简述
王欣
辽宁省公路勘测设计公司 沈阳
一.概念
通行能力是指公路设施在正常的公路条件、交通条件和驾驶行为等情况下,在一定的时段(通常取 1h)内可能通过设施的最大车辆数。将这些条件用服务水平标准来衡量时,就得到各级服务水平下的服务交通量。公路通行能力反映了公路设施所能疏导交通流的能力,作为公路规划、设计和运营管理的重要参数。通行能力根据使用性质和要求,。
通行能力分析的目的是为了确定交通运行质量,因此通行能力的分析、评价必须与服务水平的分析、评价同时进行。服务水平是用路者在不同的交通流状况下,所能得到的速度、舒适性、经济性等方面的服务程度,亦即公路在某种交通条件下为驾驶者和乘客所能提供的运行服务质量。服务水平通常由速度、交通密度、行驶自由度、交通中断情况、舒适性和便利程度等来描述和衡量。
二.服务水平的分级
服务水平划分为六级,是为了说明公路交通负荷状况,以交通流状态为划分条件,定性地描述交通流从自由流、稳定流到饱和流和强制流的变化阶段。服务水平的划分,高速公路、一级公路以饱和度(v/C)作为主要指标;二级、三级公路以延误率和平均运行速度作为主要指标;交叉口则用车辆延误来描述其服务水平。
一级服务水平,交通流处于完全自由流状态。交通量小,速度高,行车密度小,驾驶员能自由地按照自己的医院选择所需速度,行驶车辆不受或基本不受交通流中其他车辆啊的影响。在交通流内驾驶的自由度很大,为驾驶员、乘客或行人提供的舒适度和方便性非常优越。较小的交通事故或行车障碍的影响容易消除,在事故路段不会产生停滞排队现象,很快就能恢复到一级服务水平。
(2)二级服务水平,交通流状态处于相对自由流的状态,驾驶员基本上可按照自己的意愿选择行驶速度,但是开始要注意到交通流内有其他使用者,驾驶人员身心舒适水平很高,较小交通事故或行车障碍的影响容易消除,在事故路段的运行服务情况比一级差些。
(3)三级服务水平,交通流状态处于稳定流的上半段,车辆间的相互影响变大,选择速度受到其他车辆的影响,变换车道时驾驶员要格外小心,较小交通事故仍能消除,但事故发生路段的服务质量大大降低,严重阻塞并形成排队车流,驾驶员心情流运紧张。
(4)四级服务水平,交通流处于稳定流范围下限,但是车辆运行明显地受到交通路段流内其他车辆的相互影响,速度和驾驶的自由度受到明显限制。交通量稍有增加就会导外,致服务水平的显著降低,驾驶人员身心舒适水平降低,即使较小的交通事故也难以消以消除,会形成很长的排队车流。
(5)五级服务水平,交通流处于拥堵流的上半段,其下是达到最大通行能力时的运行状态。对于交通流的任何干扰,例如车流从匝道驶人或车辆变换车道,都会在交通道化流中产生一个干扰波,交通流不能消除它,任何交通事故都会形成长长的排队车流,车描流行驶灵活性极端受限,驾驶人员身心舒适水平很差。(6)六级服务水平,交通流处于拥堵流的下半段,是通常意义上的强制流或阻塞流。这一服务水平下,交通设施的交通需求超过其允许的通过量,车流排队行驶,队列中的车辆出现停停走走现象,运行状态极不稳定,可能在不同交通流状态间发生突变。
三.通行能力和服务水平计算实例
国道鹤大线(G201)东港市石佛至东高线段绕城公路新建工程起点位于国道鹤大线上,由前堡村向西南方向走行途经楚家堡村、望马山村及周家堡村,路线均在村屯与丹大高铁间走行,与丹大高铁保持大于50 米安全距离,满足规范要求。为保证国道鹤大线的通行效率与安全,沿途设置单点菱形互通式立体交叉与在建凤东线交叉,采用4-30 米分离式立交桥跨越在建凤东线,随后,路线继续向西布抵达终点县道东高线。拟采用一级公路标准,设计速度 80km/h ,车道宽度 3.75 米,路面宽度 21.0 米,路基宽度 22.5 米。
本设计以“ 国道鹤大线(G201)东港市石佛至东高线段绕城公路新建工程” 为例子,交通量预测见下表。
表1-1 本项目交通量预测结果
单位:小客车辆/日

依据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014),一级公路的设计服务水平不应低于三级。本项目车道数根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)及其条文说明的相关规定,结合交通量预测结果来计算确定。通过计算设计小时交通量可见下表。
1.设计通行能力
Cd=MSFi×ΓfHV×Γfp×Γff 其中: Cd -设计通行能力( pcu/h );
MSFi -设计服务水平下的最大服务交通量,一级公路设计速度为80km/h 时
;
fHV -交通组成修正系数,fp -驾驶人总体特征修正系数, fd=0.97 ;ff -路测干扰修正系数, ff=0.80 。将上述参数代入计算公式, Cd=970 ( pcu/h )。
2.设计小时交通量
DHV
AADT× K其中:DHV-设计小时交通量( pcu/h );AADT-预测年度的年平均日交通量(pcu/d);K-设计小时交通量系数,根据调查数据分析, K=0.11 ;
表1-2 项目各特征年设计小时交通量(辆小客车/小时)

3.车道数计算
N= DHV/ Cd
其中:N-四级服务水平下需要的断面车道数(条)DHV-设计小时交通量( pcu/h );
Cd -设计通行能力(pcu/h)。
表1-3 各特征年计算断面车道数结果

表1-4 各特征年计算断面车道数结果(取整)

依据《公路工程技术标准》(JTGB01-2014),一级公路的车道数大于等于 4 车道,结合本项目交通量预测数据,本次设计的断面车道数为对向四车道。
4.通行能力和服务水平分析
服务水平 v/C 的计算v/C= DHV /( ΔCD′ ·N)其中: CD -基准通行能力 (pcu/h);CD=CB× fHV× fp× ffCB -理想条件下的基准通行能力将上述参数代入计算公式, CD=1397 (pcu/h)。N-断面车道数, N=4 ;K-设计小时交通量系数,根据调查数据分析, K=0.11 ,;通行能力分析结果表明,本项目全线在运营期内服务水平均不低于三级,说明全线采用对向四车道一级公路标准是合理的。