高速公路匝道通行能力控制

学 号 200033005203044

毕业设计（论文）说明书

题目

高速公路匝道通行能力控制

学

专

指生业导姓名教

名 称 师 余 荣 军 交 通 工 程 许 伦 辉

交 通 工 程

2004年06月10日

华 南 理 工 大 学

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

兹发给 00级交通工程 班学生 余荣军 毕业设计（论文）任务书，内容如下：

1.

2.应完成的项目：

3.参考资料以及说明：

（1）朱从坤 陈洪仁 《高速道路匝道入口控制设施的实施对道路通行能力的

影响》 东北公路 1996年

（2）王金艳 刘铁成 《高速公路交通控制策略》 河南交通科技 1998年第

三期

（3）朱从坤 陈洪仁 王野夫 郎国彦《高速道路匝道控制对道路通行能力的

影响》 哈尔滨建筑大学学报 第31卷第1期 1998年2 月

（4）贾元华、董平如《高速公路建设与管理》 北方交通大学出版社

（5）彭勇 《高速公路车道基本通行能力计算方法探讨》 湖南交通科技

第25卷第1期 1999年3月

（6）寇学智 《道路通行能力制约因素分析》 华东公路 1999年4月第二期

（7）王炜 过秀成《交通工程学》东南大学出版社 2000年10月

（8）艾贺申 李强《我国公路通行能力研究现状》公路 2001年9月第9 期

（9）周伟 王秉纲《路段通行能力的理论探讨》交通运输工程学报第1卷第2

期2001年6月

4.本毕业设计（论文）任务书于2004年 4月 1 日发出，应于2004年 6月18

日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。

系主任： 批准 年 月 日

教研室主任： 年 月 日

指导教师：签发 年 月 日

毕业设计（论文）评语：

毕业设计（论文）总评成绩：

毕业设计（论文）答辩负责人签字：

年

日月

摘 要

在高速公路上，往返车辆在分隔的车道上快速行驶，全部交叉口都采用立体交叉，

从而为汽车的快速、安全、舒适、连续地运行提供了条件与保证。但随着交通量

的增加，交通拥挤成为高速公路的主要问题，它使高速公路的运行效益降低，并

且也使高速公路上拥挤和发生事故的可能性显著增大。本文从入口匝道控制的思

想上寻求解决交通拥挤的有效方法。

关键词 高速公路 入口匝道 流量控制 影响因素

Abstract

On the expressway ，the vehicles runs on the separation lanes ，the rim completely

joining with overhead crossings 。Thereby it assures a condition of fast、

security 、cozy for the cars 。But with the traffic number increases ，the main

problem of expressway is swarmed as traffic jam ,which causes the expressway

operation cut down ，moreover, causing accidents。The original explores settlement in

valid means on entrance ring road control idea 。

Keywords : expressway entrance ring flux control affect factors

目 录

摘 要 ......................................................................................................................................... III

第一章 绪论 ................................................................................................................................... 1

1.1高速路定义及发展史 ......................................................................................................... 1

1.2高速公路的优点 ................................................................................................................. 2

1.3高速公路的社会经济效益 ................................................................................................. 2

1.4我国高速路的发展史 ......................................................................................................... 4

1.5高速公路的发展趋势 ......................................................................................................... 4

1.6 我国公路发展前景展望 .................................................................................................... 5

第二章 通行能力的基本概念 ..................................................................................................... 8

2.1基本通行能力 ..................................................................................................................... 8

2.2可能通行能力 ..................................................................................................................... 9

2.3 服务水平与设计通行能力 ................................................................................................ 9

第三章 道路通行能力影响因素 ................................................................................................. 11

3.1、道路构造功能对路道通行能力的制约 ........................................................................ 11

3.1.1 道路等级 ............................................................................................................... 11

3.1.2 道路划分 ............................................................................................................... 11

3.1.3 道路线型 ............................................................................................................... 12

3.1.4 车道宽度 ............................................................................................................... 13

3.1.5 路面抗滑能力 ....................................................................................................... 14

3.1.6 道路使用因素对道路通行能力的制约 ............................................................... 14

3.2、交通条件 ........................................................................................................................ 15

第四章 高速公路通行能力控制 ................................................................................................... 16

4.1 高速公路匝道控制 ...................................................................................................... 16

4.1.1 入口匝道控制 ....................................................................................................... 16

4.1.2 出口匝道控制： ................................................................................................. 18

4.2 高速公路主线交通控制 .................................................................................................. 18

4.3通道控制 ........................................................................................................................... 19

4.4其他控制 ........................................................................................................................... 19

第五章 入口匝道控制 ............................................................................................................. 20

5.1 匝道入口研究历史 .......................................................................................................... 20

5.2 影响匝道入口流量因素 ................................................................................................ 20

5.3、入口匝道控制方法 ........................................................................................................ 22

5.4 入口匝道自适应控制策略 .............................................................................................. 24

5.5 检测控制设备及控制逻辑 .............................................................................................. 24

结 语 ........................................................................................................................................... 28

致 谢 ........................................................................................................................................... 29

参考文献 ......................................................................................................................................... 30

第一章 绪论

1.1高速路定义及发展史

高速公路是专供汽车行驶的专用公路。在高速公路上严格控制出入，往返

车辆在分隔的车道上快速行驶，全部交叉口都采用立体交叉，并且采用了较高的

技术标准，阻塞之完善的交通设施，从而为汽车的快速、安全、舒适、连续地运

行提供了条件与保证。所以高速公路的出现使得人们出行更加地方便，同时也成

为能够适应公路运输交通量迅速增长、减少交通事故、改善道路拥塞的新型交通

手段，成为现代公路高度发展的象征。现今人民生活水平逐渐提高了，为了使自

己的活动更加方便快捷，许多人都买了私人小汽车，同时人们对各种生活物质的

要求也日渐加大，这就促进了运输行业的发展。如此这些以至于高速公路建设的

发展与高速发展的汽车之间的供需出现了较为尖锐的矛盾，若是单靠修筑高速公

路来满足汽车的发展这样是远远不够的，这就要求我们必须从另外的角度来思考

解决高速公路交通压力的方法，满足人们对物质、生活等方面的需要。因此高速

公路通行控制必然势在必行。

高速公路是20世纪20年代出现的一种安全、快速、通行能力大的新型的

交通设施。德国是最早开始修建高速公路的国家，早在1919年就修建了世界上

第一条高速公路。到1990年为止，高速公路已达8970km，居世界第二。

美国是目前世界上高速公路最多、；路网最发达的国家。1937年美国在加

州建成国内第一条高速公路，只有11.2km。1944年美国制定了修建70000km的

州际喝国防高速公路网的13年计划。建成这些高速公路要征用6000 km²土地，

开瓦60多亿土石方，建造16000座互通式立体交叉和70多座简易式立体交叉，

完成这些工程计划投资1000亿美元。到1990年已建成84361km的高速公路，占

世界高速公路一半以上。美国纽约到洛杉矶的高速公路长达4556km。1956－1980

年的24年，平均增长速度为3000km/年。

日本高速公路起步较晚，但是发展的速度 很快，1957年日本公布了“高

速公路干道法”，以后以1965年7月建成第一条高速公路－名神高速公路开始，

到1990年止日本高速公路里程已达到4661km，初步形成了以东京为中心纵贯南

北的高速公路网。

高速公路密度最大的是荷兰，每1000 km²面积中有高速公路43.9km。高速

公路人口密度最大的是美国，每100万人口占有380.61km的高速公路。

1.2高速公路的优点

高速公路有下列优点：

1.高速行车

速度是交通运输的主要技术指标。由于高速公路平均车速高达90－

110km/h，因此行驶时间的缩短带来了巨大的经济效益和社会效益。德国高速公

路每147km平均行驶时间为1.23h，比一般国道节约时间47％，节约燃料93％。

2.通行能力大

一般双车道公路的通车能力为0.5－0.6万pcu/昼夜，而一条四车道的高

速公路则为3.5－5.0万pcu/昼夜，六车道和八车道高速公路则达到7－10万

pcu/昼夜。可见，高速公路的通行能力是一般公路的几倍至几十倍。通行能力大，

运输能力必然提高。如美国高速公路里程仅占公路总长的1.1％，而其交通量却

占了总交通量的21.3％。日本高速公路里程占公路总里程的1.9％，却承担了

20.2％的公路总运量。英国高速公路和干线公路占全公路系统的4.4％，却承担

了全运输量的35％和重型货物量的60％。

3.安全行车

由于高速公路全线采用分隔行驶、立体交叉、限制出入等措施，使其行车

事故大为减少。据统计，各国高速公路的交通事故率和死亡率仅为一般公路的

1/3或1/2。日本高速公路交通事故死亡率为普通公路的1/40。英国高速公路的

事故率只是一般公路的1/10，我国高速公路的事故比一般公路低两倍以上。

4.运费低廉

高速公路车速高，通行能力，行车安全，使油耗，轮胎损耗和事故损失大

大减少，而运输量却成倍增加，因此其运输成本明显降低，经济效益显著。我国

合宁高速公路通车一年即节约运输成本3241万元。美国资料表明：货车车速为

30哩/时，每次刹车的耗油量相当于行驶0.41km的耗油量，其州际和国防高速

公路总投资为900亿美元，由于行驶时间缩短及运费降低，8－12年就可以收回

全部投资。日本资料统计，高速公路可使货车节油42％，名神高速公路的运输

成本较一般公路降低17%。

1.3高速公路的社会经济效益

想致富、先修路，富不富、先看路。在中国老百姓心里，路的好坏是走向

富裕的一个象征。高速公路建设对国民经济的拉动作用包含两个方面的内容：

一是直接拉动效应，即工程建设直接产生的经济量的增长，同时也包括建材

行业、机械制造业等相关产业巨大的衍生经济效益，还包括对社会劳动力就业的

贡献。

二是间接拉动效应，也就是公路交通条件改善产生的国民经济效益和社会

效益，其中包括运输距离和时间缩短带来的成本节约效益，交通服务水平的改善

带来的安全、舒适性等效益。高速公路的间接拉动效应（间接经济效益）比直接

拉动效益（直接经济效益）的影响还要大。关于高速公路的间接经济效益，我们

可以从以下几个方面分析：

（1）促进沿线资源的开发及市场的扩大

如意大利“太阳道”高速公路通车后，沿途地区工业企业迅速发展，繁荣了

地方经济，事17个省的平均国民收入提高了3％，有如法国里昂至巴黎高速公

路建成通车后沿线出现许多新集镇，带动了就业和扩大了市场范围。上海沪嘉高

速公路的兴建使地属上海的卫星城嘉定县经济更繁荣，土地增值，投资环境优化，

一跃成为1992年全国首富县城。

（2）促进多种运输方式的优化组合

高速公路与一般公路构成新的路网使公路布局日趋合理，还与运量大的铁路

运输及价廉程长的水运有机结合在一起形成联运网，使物资运输更为直接、便捷、

快速、准时，从而最大限度地提高运输效率，随着集装箱汽车的直达运输，使大

吨位、大型牵引车迅速发展，促进多种运输方式的优化组合。

（3）有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发

现代大城市人口密集，居住拥挤，交通阻塞，环境污染等弊端在修建高速公

路后，随着沿线城镇，工业的兴建，使城市人口向郊外分散，不少城市主要居住

地区也转向周围卫星城，既促进了地区发展，又缓和了城市人口的增长。例如日

本名神高速公路建成后，在14个立体交叉周围新建工厂900座以上，许多小城

镇已经发展成工业城市。

（4）加速物质生产和产品流通

现代化生产对原材料的需要和产品的流通要求直达、快速，以减少货物转运，

加快资金周转，有利于扩大再生产。高速公路的快速、大量、便捷对加速物资生

产，促进产品流通方面起着重要作用。

（5）从宏观经济发展的角度，公路交通对经济的拉动作用具有更为深刻的

意义。今年，辽宁、山东在全国率先实现了所有地市通高速，长江三角洲、珠江

三角洲、环渤海等经济发达地区的高速公路网络也正在形成。以高速公路网络为

依托，随着物流产业的蓬勃发展，新兴的经济带和经济圈正在东部沿海发达地区

逐步形成。由经济点-经济带-经济圈的现代经济发展模式在高速公路发展的支撑

下正在变为现实。

1.4我国高速路的发展史

正因为认识道高速公路的优点，我国近年来的高速公路得以迅速发展。70

年代初开始高速公路修建的前期准备工作，其中包括高速公路的急速资料翻译、

科学考察、可行性研究以及测绘工作。我国高速公路起步较晚，但是发展相当迅

速，到1996年底，我国的高速公路通车里程达3422km，位居美国、加拿大、德

国、法国、意大利、日本之后列世界第七。1988－1996年平均建设高速公路324km，

速度仅仅次于美国，位居世界第二。1997建设速度更快，一年建成1313km。“九

五”期间，随着高等级公路的大规模建设发展，我国高速公路建设更是突飞猛进，

到2000年年底，全国公路通车总里程达到了1400000km，其中，高速公路通车

里程已达到16000km，占总里程的1.16％。在国道主干线的建设当中，京沈、京

沪高速公路实现了全线贯通，东北、华北、华东之间形成了一条公路运输大通道。

用了短短10余年的时间，我国高速公路建设就走过了发达国家一般休要40年才

能完成的发展历程。其中最具代表性的有5条：

（1）沈大高速公路

（2）津京塘高速公路

(3) 首都机场高速公路

（4）沪宁高速公路

（5）京沈高速公路

高速公路的建设不仅改善了公路交通运输状况，而且产生了巨大的经济效

益和社会效益，带来了人们观念上的巨大变革，国内绝大多数省、市已制定了高

速公路发展的规划，不少省、市的高速公路正在逐步形成网络，高速公路的建设

规模虽说我国国民经济的发展逐步扩大建设区域已从东南沿海、京津等经济发达

地区向内陆腹地以及中西部地区发展。

1.5高速公路的发展趋势

1．未来公路的主要发展趋势

（一）建立运输主通道，强化干线网络，大力发展高速公路

运输主通道是一个国家交通运输网络体系的主骨架，一般承担大量、快速的客

货流任务据高速公路是运输主通道的重要组成部分。公路主通道的建设和发展与

国家或地区经济建设及公路运输事业的发展相适应。美国目前已形成12条运输

主通道，如东部大西洋沿海主通道

、密西西比河河谷主通道、中部主通道、太平洋沿海主通道等等。这些主通道与

美国经济总体格局布置相适应，成为全国运输的主骨架，把全国重要的城市，如

东部的波士顿、纽约、华盛顿，西部的西雅图、旧金山、洛杉矶等连接起来。在

运输主通道之间重点强化干线五网络，是主通道的作用得到强化，加速了经济发

展。强化干线网络的主要内容有：继续完成高速公路网目标的规划和建设，使之

成为干线网络骨架；在交通繁忙地区加修绕行道、环道等快速干线；继续提高现

有道路等级

（二）重视应用高新技术

用高新技术来改造传统的公路交通行业，是未来透露科技发展的总趋势。这些技

术主要是

计算机技术、信息技术、自控技术、新材料技术、新结构技术、新设备技术和清

设计理论等等

（三）发展立体交通，开发智能运输系统

道路上行驶的车辆特别是小型汽车的数量增长很快。车辆的增多使道路更加拥

塞，为此在未来道路交通规划建设中，把单一的地面交通发展到地下和空中，建

立点、线、面、空间相结合的立体交通系统。智能运输系统或称之为智能车辆公

路系统。该系统将通信传输、电子控制以及计算机处理等先进技术有效的结合，

并运用于整个地面运输管理体系，从而建立起一种在大规模范围内全方位发挥作

用的、实时、准确、高效的公路管理综合系统，它四公路运输达到高度的智能化

程度，即车辆靠本身的只能在道路上自由行驶，公路靠自身的只能将交通流调到

最佳状态。借助IVHS的信息支持，驾驶员对道路的交通状况了如指掌，能够科

学合理的进行出行的选择决策，管理人员则对路网中车辆的运行一清二楚，实现

智能化的调度和管理，体现“人、车、路”的密切配合，从而大大地提高了交通

安全性、舒适性、工作效率以及环境质量和能源地利用率。

（四）加强能源、环保和安全的研究

为改善道路地运输环境，国际上地研究机构将从改进汽车结构及营运改进道路线

形结构方面上来，同时道路地美学设计和环境设计一时地加强会使道路地公害减

少，道路地环境得到进一步发展，据支链统计，美国每年因交通事故而伤亡地人

数达4.7万，伤370万，经济损失达420亿美元，因此各国都将致力于道路安全

方面的研究，把缓解道路交通拥塞、减少交通事故作为道路建设的重点。另外，

为俩解决能源问题，新能源汽车的研制将进入实施阶段，入太阳能、氢气作为燃

料的汽车已研制成功，这些新型车辆既节省了能源，有减少了环境污染

1.6 我国公路发展前景展望

据统计，我国“七五”期间国民生产总值增长7.8％，“八五”期间增长11％，

公路运输（特别是客运）增长速度略高于国民经济增长的速度，而且在今后的一

段时间内，综合交通运输系统中公路的运量增长速度将继续高于铁路与水运。

我国汽车保有量将继续以较高的速度增长。1980年民用汽车仅有164.9万

俩，到2000年底已达到1608.9万俩，平均每年递增12％以上。随着汽车拥有

量增长速度的加快，到2010年民用汽车保有量达到6000万俩。

为了适应国民经济发展的需求，公路建设应有与之相适应的公路规划，交通

部门制定鸟今后的我国公路建设的方针———“全面规划，加强养护，积极改善，

重点发展，科学管理，保障通畅”。根据这个方针和全国交通发展规划，到2010

年实现交通运输和基础设施建设上新的台阶，交通运输的紧张局面明显缓解，对

国民经济发展的制约状况有明显的改善。

我国公路科技发展“九五”计划和到2010年长期规划的总目标是：围绕过

道主干线、水运主通道、港站主枢纽和支持保障系统建设，提高运输生产效率、

效益和安全保障，研究开发和应用先进适应成套技术，发展和应用面向交通行业

的电子信息及通信技术、自动控制技术和新材料技术等高新技术，大力发掌告诉、

重载的交通运输设备，使交通全行业的技术水平和技术构成有一个较大幅度的提

高和新的突破，形成快速、即使、经济、便利、安全、优质的公里客货运体系。

到2010年交通科技力争接近当时的国际水平。

今后我国交通科技研究的方向主要内容有以下几个方面

（1） 积极开发软科学研究

主要使开展加快交通基础建设、建立现代企业制度、培育和发展社会主义

运输市场、改革管理体制和加强宏观调控、价钱交通法规建设以及科技发展战略

和技术政策等方面的软科学研究

（2） 加强关键技术研究

关键技术和主要研究项目有：

1、 提高沥青混凝土路面使用性能关键技术：

2、 省级公路数据苦、公路通行能力及公路项目使用者效益分析研究：

3、 特大公路桥梁关键技术及预应力工艺：

4、 长大隧道成套技术研究：

5、 山区高等级公路修筑技术：

6、 高等级水泥混凝土路面成套施工机械开发和研究

7、 高等级公路安全与交通工程技术亚流开发

8、 控制兴建高等级公路对环境有害影响的研究：

9、 高薪技术在公路交通中的应用

10、 航测、遥感技术。计算机模拟技术，以及勘测设计全面现代化、自

动化的研究。

（3） 加强高新技术应用与研究

在以后的交通发展过程中，交通的发展主要是以高新技术为手段，尤其是

在信息技术、计算机技术、微电子技术、智能化公路技术、环境保护以及

生态平衡、评价决策和综合养护、新材料、新燃料的开发应用方面得到重

大进展和突破。

（4） 开发“智能运输”系统（ITS）

“智能运输”系统是交通现代化的必然产物，开展这方面的研究必然是公

路科技研究的主攻方向，告诉公路所配备的先进通讯、监控等机电系统是

发展ITS的重要技术条件

第二章 通行能力的基本概念

本设计主要是鉴于目前有的高速公路出现的拥赛状况提出一些入口匝道、

主线、通道的交通控制策略，并具体的运用一种解决方案阐述，以此来解决一些

高速公路面临的通行能力问题。

回顾了现行路段通行能力的计算方法，剖析了其在理论体系和实际应用方

面存在的问题，在全面分析行车间距的基础上，提出了路段通行嫩嫩国立分析的

理论体而实现了交通流理论和通行能力分析的协调统一。这些内容对于完善交通

工程学基础，改进通行能力分析方法和指导通行能力手册的编辑都有重要的理论

意义和实用价值。系与新定义，从

高速公路是投资巨大的基础设施，其建设规模和技术等级的确定都必需已

通行能力分析为基础。如果由于标准选择不当而造成决策失误，要么会使建设方

案不适应交通发展的要求，要么会使方案过渡超前而造成巨大浪费。改革开放以

来，中国借鉴国外的经验，沿用美、日等国家的方法与标准，做了大连的通行能

力分析与评价，对促进中国公路建设的健康发展起到了积极的作用，但是由于中

国的道路条件，交通条件以及社会经济环境与国外有较大差别，美、日的方法不

能充分反映中国公路交通的实际运行特性，同时对其方法体系本身的研究亦显不

足，所以从实践效果来看，理论上不完善，应用上有缺陷仍然是通行能力分析方

面存在的突出问题，因此我们必须在分析现行方法的基础上，对高速公路通行能

力做出比较透彻的探讨

现行分析计算方法概述:

2.1基本通行能力

基本通行能力是在理想的道路、交通、控制、环境条件下，该组成部分一条撤到

或者一条车行道的均匀路段上或一横断面上，不论服务水平如何，一小时所能够

通过标准车辆的最大辆数；也称为理论通行能力，记为 ，其计算公式为

cB max{C 1000V 2VVt ＋3.6254 L安L车

式中：V为行车速度（Km/h）;t为驾驶员反映时间（S）

；为轮胎与路面的

着系数； 为车辆间的最小安全停车间隙（m）； 为车辆平均长度（m）。

令， 可求得最佳车速为 ，带入上面公式

可以得到

利用式（2）计算得到得基本通行能力一般在1100～1600pcu/h/lane,远远

小于实际观察道得最大交通量，因此大多数国家得关于通行能力得规定值直接来

自实际观测得结果。

2.2可能通行能力

可能通行能力指一已知公路得一组成部分在实际或者预测得道路、交通控

制和环境条件下，该组成部分的一条车道或一车行道对上数条件有代表性的均匀

路段上或一横断面上不论服务水平如何，1h所能通过的车辆

（pcu）的最大辆数。

它是道路的实际最大容量，记为。在实际中，完全理想的状况是不存在的，

总有一些条件不符合理想的标准。着种实际条件与理想条件的差异，将造成道路

理论上的最大容量－基本通行能力折减，因此用下式来确定可能的通行能力。

该公式中； 为基本通行能力（pcu/h）； 分别为车道宽度折减

系数侧向净空折减系数、侧向净空折减系数、纵坡折减系数、视距不足折减系数

和沿途条件折减系数。

纵坡折减系数的确定与车辆换算系数有关，通常是根据载货汽车所占的百

分数按照下面的公司计算

（4

）

式中；为载货汽车所占百分数；为载货汽车换算为小汽车的当量值，可按

照一定的坡度和坡长查表得到。其他的折减系数都是根据实际条件与理想条件的

差异大小，查相应的表格来确定。

2.3 服务水平与设计通行能力

服务水平也叫做服务等级，是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路

环境等方面可能得到的服务程度或者是服务质量，如可以提供行驶速度、舒适、

方便、驾驶员的视野以及经济、安全等方面所能得到的实际效果等等。

设计通行能力是指设计中的公路的一组成部分在预测的道路、交通、控制

以及环境条件下，该组成部分的一条车道或一车行道对上述条件有代表性的均匀

断面上，在所选用的设计服务水平下，1h所能够通过的车辆的最大数。也称为

服务交通量，它通常是作为道路规划以及设计的依据。只要确定了道路的可能通

行能力，在乘以给定的服务水平的V/C,就可以得到设计通行能力，如下；

C

第三章 道路通行能力影响因素

我国目前道路交通状况, 对道路构造中的道路等级、道路划分、道路线型、

交叉形式、车道宽度、路面抗滑能力以及对道路使用中的道路服务水平、交通条

件、人为因素等对道路通行能力都会造成一定的影响

道路是交通的基础, 只有道路畅道, 才能发挥其使用功能。然而,我国目前

道路交通状况主要为混合交通模式, 交通延误、交通阻塞时有发生, 致使道路的

使用效率降低,通行能力受到限制, 以下就道路通行能力的影响因素分析。

3.1、道路构造功能对路道通行能力的制约

3.1.1 道路等级

《公路工程技术标准》根据公路的使用任务、性质和交通量, 将公路分为

四个等级。一般说来, 道路的等级愈高其通行能力愈高。但在我国目前条件下,

高等级公路在全国公路网中所占的比例还相当小。近年来, 我国道路的年增长率

大体维持在115% 左右, 而车辆增长却迅猛异常, 年增长率达到了15% , 个别地

方超过20% , 致使车辆的发展与道路的发展严重失衡, 许多道路上的机动车交

通流量已接近或超过了设计通行能力。迫切需要对这样的道路进行重新勘测设计,

提级增容, 提高其通行能力。

虽然, 道路的等级对道路的通行能力具有制约作用, 但并不是说, 所有

的道路都设计成高等级。这要根据当时当地的道路交通流量,经济战略地位等诸

多因素结合考虑。在交通流量较低的沿途修建高等级公路, 会使其不能满负荷运

转, 势必造成巨大浪费。

3.1.2 道路划分

若按照道路横向划分的不同, 大致可以分为以下几种:

(1) 快、慢、非混合行驶

划有快(小汽车) 慢（载重货车）两种车道线的道路, 快慢机动车分别在各

自车道上行驶。但由于在此道路上, 允许快慢车在保证安全的条件下, 可以超越

分道线。因此, 相互干扰比较大, 通行能力受到一定程度的影响。若是快慢不分,

快车一般在路中央行驶, 慢车右边行驶。由于快慢车行驶路线、行驶空间没明确

划分, 再加上两者之间的速度相差悬殊, 不仅相互牵制、相互干扰, 更重要的是

双方都有一种不安全感, 其通行能力难以提高;

(2) 分向行驶或快、慢混合行驶

即利用隔离带或分隔墩在交通组织上起到分流渠化作用, 快慢车分道分向

行驶, 也可不划线使快、慢机动车混合行驶;

(3) 中间快车双向行驶、两侧慢车单向行驶

它是用分隔或分离墩把车行道分隔为三块, 中间的为双向行驶的快车道,

两侧的为单向行驶的慢车道;

(4) 快、慢、非完全隔离分向行驶

在中间快车双向行驶、两侧慢车车单向行驶的基础上, 再把中间的快车道

用分隔墩分隔为二, 分向行驶划分方式对于组织渠化交通, 保证行车安全, 提

高通行能力是最为理想的, 其缺点是占地多。

3.1.3 道路线型

从提高道路通行能力来讲, 起点和终点之间取直线其距离最短, 然而由于

受地形、地质等自然条件的制约, 必然形成道路平面上的转折, 纵面上有起伏。

因此, 道路平面通常都是由直线段和曲线段组成, 纵面由上坡或下坡的直线段

的竖曲线组成。

(1) 行车视距

从行车安全的观点来看, 是指驾车者视力所能清楚看到前方行驶的一段必

要路程。驾驶员只有在看清前方路面上的障碍物、迎面驶来的车辆及各种交通标

志, 有充分的时间和足够距离采取有效措施的前提条件下才能提高行车速度。

行车视距分为公路平面上和纵继面上两种。公路平面上的视距又分停车视距与会

车视距。

停车视距是所有道路, 无论是分道还是不分道行车, 都必须满足的最低要

求。当汽车在公路上行驶时, 驾驶员在离地面112 m 高处,看到前方路面上的障

碍物开始刹车至到达障碍物前完全停止所需要的最短距离称为停车视距。

停车视距由三部分组成, 即反应距离, 制动距离和安全距离。

会车视距是指在单车道的公路上或在没有分隔带的双车道公路上, 汽车习

惯在路中央行驶。当汽车遇到迎面来车时, 无法避让或来不及错车, 则能采取制

动, 使汽车在碰撞前能安全停止, 以保证安全。因此, 在双方离地112 m高的驾

驶员视点之间, 应保持有足够的安全制动距离, 称为安全视距。

会车视距是由反应距离、制动距离和安全距离三部分距离组成。

(2) 道路曲线半径

由于汽车在曲线上行驶受到横向离心力的作用, 可导致侧滑或倾翻, 因此,

为了保证行车的平顺与舒适, 避免因横向离心力、纵向离心力过大, 引起车辆的

侧滑、倾翻、颠簸和汽车弹簧超载。我国《公路工程技术标准》对各级公路所允

许的最小曲线半径及各级竖曲线最小半径及各级公路竖曲线最小半径和最小长

度均进行了规定。曲线半径过小时, 驾驶员须将车速降得很低才能通过, 既影响

道路的通行能力, 也带来不安全因素。研究表明, 当曲线半径在600 m～ 700m

以下时, 相对事故率急剧增加。因此,为了提高道路的通行能力, 降低事故率,

在条件许可的情况下, 曲线半径适当增加是很有必要的。

(3) 道路坡度

道路的极限坡度一般是根据汽车的爬坡性能、公路等级, 所经地区的自然

因素等确定的。公路等级越高, 行车密度越大, 要求的行车速度越高, 希望纵坡

越平缓, 以保证公路有较大的通行能量。但是, 公路所经地区的地形起伏、海拔

高度、气候(包括气温、雨量、湿度) 等因素都在不同程度上影响汽车的爬坡能

力。汽车爬坡能力的降低, 必然影响该段道路的通行能力。我国《公路工程技术

标准》对公路的最大纵坡度都进行了规定。在海拔2 000 m 以上或严寒冰冻地区

的山岭、重丘四级公路, 最大纵坡不应大于8% [ 1 ]。当平面曲线地段具有坡度

时, 尤其是坡度大, 曲线半径又小的情况下,为了保证安全行车, 提高通行能力,

对纵坡度要进行折减, 其折减值分别为: 海拔高度在3000 m～ 4 000m , 1%; 大

于4 000m～ 5 000m , 2%; 5 000m 以上, 3% , 折减后之最大坡度如小于4% , 仍

采用4% [ 2 ]。

[ 1 ], [ 2 ] 公路通用标准汇编1 北京: 人民交通出版社, 1991, 8

3.1.4 车道宽度

车道宽度是决定道路通行能力的重要因素。当宽度小于理想值(3175 m ) 时,

有可能使通行能力降低, 一般是当道路宽度小于315m 时, 就应考虑采用车辆通

行能力折减系数, 见表1。

3.1.5 路面抗滑能力

行车时道路表面抗滑能力不仅影响交通安全, 同时也影响道路的通行能

力。道路表面和轮胎之间的摩擦力称为道路表面的抗滑能力。同样一条路, 如果

表面干燥、清洁, 抗滑能力

3.1.6 道路使用因素对道路通行能力的制约

各种等级道路按照技术要求建成通车后,其实际通行能力往往与理论通行能

力相差甚远, 这并非是设计或计算的失误, 而是因为, 道路的通行能力不仅受

到如前所述各种道路构造等诸因素的制约和影响, 同时也必然受到道路

使用因素的制约和影响。其主要有以下几方面:

1、 道路服务水平

道路服务水平是指道路对交通参与者即道路使用者(主要是驾驶员) 所能提

供的运行畅快程度, 也就是行驶的方便程度。一般在路段上把服务水平分为A、B、

C、D、E、F 六级。

水平A: 交通流量是自由流; 低交通量, 低交通密度, 高速度。在这种条件

下, 驾驶员基本不受到什么限制和干扰, 一般可以保持自己的期望车速;

水平B: 交通流量是稳定流; 驾驶员因交通密度较大而开始使速度受限制,

但仍有选择自己的驾驶速度和车道的自由;

水平C: 交通流是稳定流; 但由于交通量大, 密度也大, 对于车辆的运行速

度和运行方式有较大限制。对大多数司机来说, 不能自由选择自己期望的车速,

也不能自由变更车道, 但还可以保持一个相当安全和满意的运行速度;

水平D: 交通流近似于非稳定流; 车辆的运行尽管受交通运行条件的影响很

大, 但还能维持一定的运行速度, 交通量大小的起伏变化和对交通流进行的临

时限制等, 也可使运行速度下降, 司机没有选择车速的自由;

水平E: 交通流量是非稳定流; 速度低、密度大, 经常临时停车, 交通流量

接近甚至等于道路的通行能力;

水平F: 交通流量是束缚流; 无论速度或流量都可能下降到零, 发生短时甚

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