公路通行能力探讨（徐伟栋,宋银平,刘红杰）

［摘 要］叙述了通行能力的概念、种类，并分析了各种通行能力之间的相互关系，最后论述了通行能力在公路交通建设中的意义。

［关键词］通行能力 交通量 服务水平

1 引言

在公路投资分析和交通工程中，经常要用到道路通行能力，通行能力的研究应该在研究交通流特性的基础上，进而利用获得的基础数据作进一步的分析使用。国外对不同的道路及交通特性条件下车速与交通量及通行能力的关系做过大量的研究，其中最有影响的莫过于1950年出版的美国《道路通行能力手册》（简称HCM）。道路通行能力的研究始于美国，从20世纪40年代起，美国加速建成了全国公路网，并针对公路的规划、设计、修建养护及营运管理中出现的问题，开始对道路通行能力进行研究。中国目前的交通状况类似于美国20世纪40、50年代，汽车数量急剧增加，道路建设方兴未艾。道路通行能力研究的发展方向是以计算机为辅助工具，利用其可重复性、可延续性模拟交通运行状况进行分析研究。合理确定公路建设的规模与标准是成本控制的关键，而确定公路建设规模与标准和设计总体方案的重要依据之一便是公路通行能力。所以，作为一项基础性工作，有必要对通行能力的基本概念与计算作进一步的研究。

2 通行能力的种类及相互关系

2.1通行能力的种类

根据通行能力的作用性质，可以将其分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力。

公路通行能力的计算离不开交通运行质量，因此通行能力的分析计算必须与服务水平的分析计算一起进行。公路服务水平是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客感受的质量量度。

基本通行能力是指公路组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1小时所能通过标准车辆的最大辆数。

可能通行能力是指一已知公路的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1小时所能通过标准车辆的最大辆数。

设计通行能力是指一设计中的公路的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，在所选用的设计服务水平下，1小时所能通过标准车辆的最大辆数。

道路条件是指公路的几何特性，包括车道的数量和宽度、路肩宽度、侧向净宽、设计车速、平面和纵面线型等要素。交通条件是指道路上交通流的特性，包括车型分布、交通量及其在上、下行方向的分布。控制条件主要指信号设置的地点、形式等。环境条件主要指横向干扰和交通秩序等。

在“标准”或“理想”条件下的通行能力为基本通行能力，在这里，我们将符合《公路工程技术标准》的道路称之为满足“标准”条件。一个路段确实可能达到的通行能力称为可能通行能力，它是通过考虑道路、交通条件后对基本通行能力修正后获得的。在影响通行能力的各种几何条件中，路面宽度是最主要的因素，公路两侧的商业活动、停车、行人活动等通常称为路边“干扰”，它们也会对通行能力产生一定的影响。

2.2 各种通行能力的相互关系与计算

在同一时期同一路段上，从数值说，基本通行能力大于可能通行能力，可能通行能力大于设计通行能力。

《公路路线设计规范》已给出了各级公路的基本通行能力和设计通行能力数值，此处不在赘述。仅将可能（或实际）通行能力的计算说明如下：

公路（或实际）通行能力的计算公式为：

Cr=Cd·fHV·fN·fP·fj·ff·fd·fw

式中

Cr—公路实际可能出现的通行能力，单位为Veh/（h.Ln）；二、三级公路为Ven/h。

Cd—与实际行驶速度相对应的路段设计通行能力Pcu/（h.Ln）。当复核公路最大通行能力时取Cd为基本通行能力，以获取Cr最大值。

fHV—交通组成修正系数。

fN—车道修正系数

高速公路六车道及其以上公路fN＝0.98～0.99；

一级公路fN＝0.95～0.97；

二、三级公路为双车道，不修正，即fN＝1.0。

fP—驾驶者总体特征系数，可通过调查确定。通常fP＝0.95～1.0，二、三级公路fP＝1.0。

fj—平面交叉修正系数。高速公路不存在平面交叉，fj＝1.0

一级公路不单独进行平面交叉通行能力分析时，fj值见路线设计规范取用，其它路fj＝1.0。

ff—路侧干扰修正系数。

fd—方向分布修正系数。

fw—车道宽度，路肩宽度修正系数。

以上参数值详见《公路路线设计规范》，或参阅其它有关资料。

2.3 年平均日交通量AADT的计算

我国通常使用各级公路适应的交通量指标是“年平均日交通量”，并非单车道小时交通量，因此需将高速公路、一级公路中的单车道小时交通量转换为年平均日交通量，计算式为：

AADT=KDNCD

式中

AADT—年平均日交通量Pcu/d

CD—单车道设计通行能力。高速、一级公路CD单位为Pcu/（h.Ln）；二、三级公路CD单位为Pcu/h（双车道）。详见《公路工程技术标准 》，对某一特定公路CD值可用上述Cr代替。

N—单向车道数。对于高速公路，N为单向车道数；

对于一级公路，由于车道间的相互影响，车道数予以折减，单向双车道N＝1.9，单向三车道N＝2.65；二、三级公路，N＝1.0。

K—设计小时交通量系数，可查阅当地交通资料获取，无资料时，近似值范围：近郊公路K＝0.085～0.11，一般公路K＝0.12～0.15。

D—方向分布系数，对高速和一级公路，取值范围为50/50～60/40之间；对二、三级公路D＝1.0。

3 通行能力的作用

公路通行能力的研究，主要是对公路交通流的特性研究，其中包括交通构成、车速分布、三参数的关系、换算系数等。从而获得基础数据，用于公路设计通行能力与服务水平的计算。它对于公路网规划、可行性研究、公路勘察设计、工程项目后评价、路网管理都具有指导价值。

（1）用于公路设计

根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可分析得出所设计公路的技术等级及多车道公路的车道数，以及是否需要设置爬坡车道，亦可在道路设计阶段进行公路各组成部分的通行能力和服务水平分析，发现潜在的瓶颈路段，设计改进后，可在设计阶段就消除将来可能形成的瓶颈段。

（2）用于公路规划

在分析当前交通流的质量水平，评估现有公路网承受交通的适应程度的基础上，通过交通量预测及投资效益和环境影响等的评估，提出改善和提高公路网的规模和建设项目及其实施步骤。

（3）用于公路交通管理

根据预测交通量增长情况对运行条件的分析，计算各阶段交通管理措施。

4 结束语

作为公路交通建设的一项基础性工作，细致深入的进行通行能力分析，不仅可以确定公路建设的合理规模及合理建设模式，还可为公路网规划、公路工程可行性研究、公路设计、公路建设后评价等方面提供更为科学的理论依据。