淺談雙車道公路通行能力的計算

成盛

摘要：雙車道公路是我國公路網(wǎng)中最普遍的一種公路形式，是供車輛分向、分車道行駛，行車道數(shù)量為2的公路。在煤礦場外道路的設(shè)計中，應(yīng)用也最為廣泛，結(jié)合煤礦車流特征，準(zhǔn)確分析道路運(yùn)輸能力。

關(guān)鍵詞：公路；理想通行能力；服務(wù)水平；實(shí)際通行能力

公路通行能力反映了公路設(shè)施在保持規(guī)定的運(yùn)行質(zhì)量前提下所能疏導(dǎo)交通流的能力，是公路規(guī)劃、設(shè)計和運(yùn)營、管理的重要參數(shù)。公路通行能力定義為在一定時段和通常的道路、交通與控制條件，以及規(guī)定的服務(wù)質(zhì)量要求下，能合理地期望車輛通過車道或道路的一點(diǎn)或均勻斷面上的最大小時流率。

雙車道公路是我國公路網(wǎng)中最普遍的一種公路形式，是供車輛分向、分車道行駛，行車道數(shù)量為2的公路。在煤礦場外道路的設(shè)計中，應(yīng)用也最為廣泛，由于我國地形條件復(fù)雜，因地形、地物不同而使雙車道公路的基本橫斷面形式存在較大差異，路肩寬度從0.5-2.0m不等。雙車道公路具有以下特性：每條車道用于一個方向的交通，只有在視距和對向交通流間隔允許的情況下，車輛才可占用對向車道，超越慢速車輛。雙車道公路中任一方向的車輛在行駛過程中，不僅受到同向車輛的制約，還受到對向車流的影響。

理想通行能力，在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，一條車道的均勻路段或典型橫斷面上，道路在特定時段內(nèi)（通常為15min.）所能通過的最大標(biāo)準(zhǔn)車輛小時流率，也稱基本通行能力。其中，理想條件是指天氣良好、路面狀況良好、道路使用者熟悉交通設(shè)施且道路中沒有任何障礙。理想條件原則上是指對條件更進(jìn)一步改進(jìn)時也不能提高通行能力的條件。

服務(wù)水平指標(biāo)體系，盡管都是雙車道公路，由于二級公路和三級公路在擔(dān)負(fù)的功能上有所區(qū)別，因此，在建立評價其服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)體系時也就有所不同。二級公路是城市問的主要連接道路，或者是連接高速公路的主要道路，其使用者追求一定的機(jī)動性，因此，其服務(wù)水平評價指標(biāo)是運(yùn)行速度和延誤率：而三級公路主要連接小城鎮(zhèn)，或作為農(nóng)村道路，主要解決的是可達(dá)性的問題，因此，其使用者并不強(qiáng)調(diào)快速，服務(wù)水平指標(biāo)也就不采用運(yùn)行速度，而僅采用延誤率。同時，在雙車道公路中，由于實(shí)際條件的限制，常常出現(xiàn)不能滿足視距要求的路段。由于視距不足的影響，各計算行車速度的服務(wù)水平等級各不相同。

一級：交通量小、速度高、駕駛員能自由或較自由地選擇行車速度，行駛車輛不受或基本不受交通流中其他車輛的影響，交通流處于自由流狀態(tài)，超車需求遠(yuǎn)小于超車能力，被動延誤少，為駕駛員和乘客提供的舒適便利程度高。

二級：隨著交通量的增大，速度減小，交通流處于穩(wěn)定流中間范圍；行駛車輛受別的車輛或行人的干擾較大，司機(jī)選擇速度的自由度受到一定限制，交通流狀態(tài)處于穩(wěn)定流的中間范圍，有擁擠感。到二級下限時，車輛問的相互干擾較大，開始出現(xiàn)車隊，被動延誤增加，為使用者提供的舒適便利程度下降，超車需求等于超車能力。

三級：司機(jī)選擇車輛運(yùn)行速度的自由度受到很大限制，行駛車輛受別的車輛或行人的干擾很大，交通流處于穩(wěn)定流的下半部分，并已接近不穩(wěn)定流范圍，流量稍有增長，就會出現(xiàn)交通擁擠，服務(wù)水平顯著下降。到三級下限時所受的限制已到司機(jī)所允許的最低限度，不受限制的超車需求超過了超車能力，但可通行的交通量尚未達(dá)到最大值。

四級：行駛車輛受別的車輛或行人的干擾非常大，交通流處于不穩(wěn)定流狀態(tài)，靠近下限時每小時可通行的交通量達(dá)到最大值，司機(jī)已無自由選擇速度的余地，車速降到一個低的但相對均勻的數(shù)值。這時交通量稍有增加，或交通流出現(xiàn)小的擾動，就會出現(xiàn)交通擁擠，服務(wù)水平顯著下降。交通流變成強(qiáng)制狀態(tài)，能通過的交通量很不穩(wěn)定，其變化范圍從通行能力到零，時常發(fā)生交通阻塞。

在兼顧節(jié)省建設(shè)經(jīng)費(fèi)和高效運(yùn)營原則的基礎(chǔ)上，二、三級雙車道公路在設(shè)計過程中通常采用三級服務(wù)水平作為設(shè)計服務(wù)水平。

公路通行能力的影響因素，雙車道公路的通行能力與其他類型公路的通行能力一樣，受到多種因素的影響，包括路面寬度、地形條件和交通組成、橫向干擾。其中，由于雙車道公路沒有實(shí)施橫、縱向干擾的隔離，且單方向交通流的行車道僅1條，橫向干擾因素成為雙車道公路通行能力的重要影響因素。

（1）路面寬度的影響

根據(jù)全國各典型地區(qū)觀測的路面寬度對速度的影響，結(jié)果表明：小客車自由流速度隨路面寬度的增加而加大，但加寬至12m后，自由流速度趨于平穩(wěn)，幾乎不再增加。

（2）地形條件的影響

地形條件主要影響交通流的自由流速度，其不同等級的影響大約為5km/h，即平原區(qū)的自由流速度分別比丘陵和山嶺區(qū)高5 km/h和10km/h。

（3）交通組成的影響

在雙車道公路交通組成與多車道公路一樣復(fù)雜，分為小型車、中型車、大型車、拖掛車和拖拉機(jī)。由于不同道路、交通條件下，不同車型對通行能力的影響有所不同，在實(shí)際應(yīng)用中，需要按照車輛折算系數(shù)取值。

（4）橫向干擾的影響

影響一般公路通行能力的因素很多，尤其是混合交通條件下，影響因素遠(yuǎn)比國外的交通情況復(fù)雜。在沒有控制進(jìn)入的一般公路上，橫向干擾主要取決于公路通過街道或村鎮(zhèn)長度、街道或村鎮(zhèn)的繁忙程度、各種支路進(jìn)入主路的交通和行人與騎車人的多少以及路側(cè)停車數(shù)量等。

實(shí)際通行能力計算：雙車道公路的實(shí)際通行能力計算公式如下式所不：

SF_i=MSF_i×f_w×f_d×f_f×f_HV

其中，sF i——i級服務(wù)水平對應(yīng)的小時流率，輛/h：四級服務(wù)水平對應(yīng)的小時流率即為實(shí)際通行能力；

MSF 1——1級服務(wù)水平對應(yīng)的最大服務(wù)交通量，pcu/h：四級服務(wù)水平對應(yīng)的即為理想通行能力；

f_w——路面寬度對通行能力的修正系數(shù)；

f_d——方向分布對通行能力的修正系數(shù)；

f_f——橫向干擾對通行能力的修正系數(shù)；

f_HV——交通組成對通行能力的修正系數(shù)。

雙車道通行能力研究的意義：在煤礦場外道路的設(shè)計中，雙車道的應(yīng)用最為廣泛，通過對雙車道公路通行能力的研究計算，結(jié)合煤礦車流特征，準(zhǔn)確分析道路運(yùn)輸能力，為礦井及選煤廠場外道路的運(yùn)輸能力提供理論支撐，在設(shè)計階段消除將來可能形成的瓶頸。