公路的通行能力一、概述公路的通行能力是指在通常的道路条件、交通条件和度量标准下，单位时间内道路断面可以通过的最大车辆数。

公路的通行能力，尤其是公路"咽喉"处（一般在隧道、桥涵、交叉口、交汇处、匝道与口、山下坡、急拐弯等）的通行能力是决定运输车辆行驶径路的决定因素，因此它在运输组织中非常重要。

公路通行能力是公路的一种性能，是一项重要指标。

研究它的目的在于：估算公路设施在规定的运行质量条件下所能适应的最大交通量，以便设计时确定满足预期交通需求和服务水平要求所需要的道路等级、性质和设计道路的几何尺寸，同时可以评价现有道路设施。

关于通行能力的研究，最早是以美国为中心进行的，并于1950年将其算法标准化编入美国《公路通行能力手册》(Highway Capacity Manual－HCM)中。

之后，几经修订，目前最新版本为2000年版。

该手册不仅在美国，而且在很多国家作为计算通行能力的规范书使用着。

在日本，于1960年制定了公路工程技术标准，该标准采用了美国《公路通行能力手册》中的观点。

之后，于1982年趁修改日本《公路工程技术标准》的机会，将日本的研究成果编入《道路交通容量》一书中，而使日本的公路通行能力的计算标准化。

《道路交通容量》中论述了路段、平面交叉路口、匝道、交织区间等公路各组成部分通行能力的算法。

二、影响公路通行能力的因素公路条件：①车道应有充足的宽度以不影响通行能力(3.5m以上)。

②路旁障碍物(挡土墙、电线杆、护轨、路标等)的距离(侧向净空)应在即使与通行能力相等的交通量时也不给行驶车速带来影响(侧向净空应为1.75m以上)。

③纵向坡度、曲率半径、视距及其它线形条件不应给通行能力交通量时的车速带来影响。

交通条件：①交通量中不应含有影响通行能力的卡车等大型车辆、摩托车、自行车、行人，即仅由小客车构成。

②不应有给通行能力交通量时的车速带来影响的速度限制。

根据公路条件和交通条件的不同，将通行能力分"基本通行能力"、"可能通行能力"和"设计通行能力"。

(1) 基本通行能力：是公路和交通都处于理想条件下，标准车辆以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过公路断面的车辆数，是理论上能通行的最大交通量。

(2) 可能通行能力(possible capacity)：即公路实际所能承担的最大交通量，指偏离上述理想条件各种公路修正后得到的通行能力，其计算采用对基本通行能力进行补偿的方法求出。

(3) 设计通行能力(或实际通行能力) (design capacity)：是指在一定的服务水平要求下，公路所具有的通行能力，即根据对交通服务的质量要求和路段的具体结构条件、交通条件及交通管理水平，对可能通行能力进行相应的修正后得到的通行能力。

它是指在规划、设计公路时，根据公路的种类、特性、重要性、适应全年应提供的服务质量规定的交通量。

其值是给可能通行能力乘以表示全年应提供的服务质量(规划等级)的系数求出。

通行能力用１小时为单位定义，为了表示车辆数，用小客车当量辆数(passenger count unit), 即用pcu/h表示。

公路的通行能力->影响公路通行能力的因素三、公路通行能力的计算方法(一)、无平交路段通行能力(1)基本通行能力一般路段是指不受信号、暂停标志、铁公路口等外界因素的中断，保证大体连续的交通流的公路部分。

多车道公路的基本通行能力是以高速公路上观测到的最大交通量为基准确定的。

根据观测结果，城市快速路比城际间高速公路的值来得大一些，在大体接近城市快速路最大交通量处确定了多车道公路的基本通行能力为每车道2200pcu/h。

往返2车道公路的基本通行能力用往返合计值表示。

其理由为往返2车道公路通常不进行往返车道的分离，以供对面车辆超车用，这种方法是比较现实的。

实际上，在往返2车道公路上发生超车时的最大交通量的观测数据非常少，在美国《公路通行能力手册》中写明往返2车道公路的基本通行能力大约为多车道公路中2车道基本通行能力的二分之一，并确定为2500pcu/h。

另外，与多车道公路相同，对单向通行公路，把其基本通行能力定为每车道2200pcu/h 。

(2)可能通行能力可能通行能力是用基本通行能力乘以公路的几何结构、交通条件对应的各种补偿系数求出的。

亦即⨯⨯⨯⨯=I C L B L C C γγγ(2.1)式中，C ：可能通行能力； C B :基本通行能力； γL γC γI :各种补偿系数。

就多车道公路而言，先用(2.1)式求出每车道的可能通行能力，然后乘以车道数求出公路截面的可能通行能力。

对往返2车道公路，用往返合计值求出。

在用实际车辆数表示可能通行能力时，需要用大型车辆的小客车当量系数换算成实辆数。

影响通行能力的因素有以下几种，各因素的补偿系数也已决定。

a)车道宽度(γL )：基本通行能力方面而言，必要充分的车道宽度W L 为3.50m ；根据日本的观测结果，最大交通量在宽度为3.25m 的城市快速路上得到，对车道宽度小于3.25m 的公路应进行补偿,其系数如参考表2.1。

表2.1 公路宽度补偿系数b)侧向净空(γC):称从车道边缘到侧带或分隔带上的保护轨、公路标志、树木、停车车辆、护壁及其它障碍物的距离为侧向净空，必要充分的侧向净空为单向l.75m，在城市内高速公路上，以0.75m的侧向净空时的最大交通量出现次数多，所以，对比0.75m窄的情况需要进行补偿，如表2.2所示。

表2.2 侧向净空补偿系数γCc)沿线状况(γI)：在沿线不受限制的公路上，通行能力的减少原因有从其它道路和沿道设施驶入的车辆或行人、自行车的突然出现等潜在干涉。

并且，在市内因有频繁停车，所以停车的影响也较大，因为通常认为通行能力与沿道的城市化程度有很大关系，所以确定了城市化程度补偿系数，如表2.3所示。

表2.3 沿线状况补偿系数γI(a) 不需要考虑停车影响度(b) 考虑停车影响的场合a)坡度:因为坡度对大型车辆的影响尤其大，所以通常包含在大型车辆影响中。

b)大型车辆(γT)：大型车辆比小客车车身长，即使保持同一车间距离，车头距离也较大。

并且因大型车在坡道处降低车速，故通行能力将减小。

大型车辆的影响程度用一辆大型车辆相当的小客车辆数即小客车当量系数 (passenger car equivalent)来表示。

一般认为，小客车当量系数随大型车辆混入率、车道数、坡度大小及长度而变化，并用表2.4所示值表示。

在用实辆数表示通行能力时，应该用下式所示补偿系数乘以小客车当量交通量TE T T T+-=)100(100γ(2.2)式中，γT ：大型车辆补偿系数;E T ：大型车辆的小客车当量系数; T ：大型车辆混入率(%)。

a)摩托车和自行车:对摩托车和自行车交通量应该用表2.5示小客车当量系数乘以交通量求出小客车当量交通量。

但是，在用实辆数表示通行能力时，应与大型车辆的方法相同，对当量交通量进行补偿。

b)其它因素:除上述几种因素外，使通行能力降低的原因还有:公路线形，尤其是曲线路段和隧道、以及驾驶技术、经验的不同等，但这些原因目前还没有较好的定量化方法。

表2.4 大型车的小客车换算系数表2.5 摩托车和自行车的小客车换算系数四、规划、设计通行能力可能通行能力为公路上可能实现的最大交通量。

然而，这时的交通流不安定，不能长时间停留在一定状态。

有时遇到微小的紊乱干扰便陷入阻塞状态，肇致行驶时间严重增加，并且驾驶员经常处十紧张状态。

行驶舒适性和安全性降低，故让驾驶员在这种状态下行驶是不合适的。

此外，交通量因月、日、时刻的不同而经常变动，规划、设计中未必以最大交通量为对象。

因此，在进行公路规划设计时，使用着通路许可的设计通行能力、设计基准交通量及营运交通量。

(1)规划等级及设计通行能力将规划、设计的公路应该提供的营运的质的程度称为规划等级。

根据公路的种类等条件可将规划等级分成二级。

并根据各规划等级设定了补偿系数，用该系数与可能通行能力之积算出设计通行能力(design capacity)，如表2.6所示。

各规划等级的交通状态如下:l级:在规划目标年度，预测年度最大峰值小时交通量不能超过可能通行能力。

应保持在第30位小时交通量状态下，以某一车速(不能任意选择)可以畅通行驶。

2级:在规划目标年度，一年内有总计10h左右预测峰值小时交通量超过可能通行能力，有时发生较严重的交通阻塞。

在第30位小时交通状态下，难以以匀速行驶、行驶车速产生变动。

3级:在规划目标年度，一年内有总计30h左有预测峰值小时交通量超过可能通行能力，发生严重的交通阻塞。

在第30位小时交通量状态下，行驶车速经常变动，有时不得不停车。

规划等级除交通流的畅通、安全性等交通工程指标之外，还应结合考虑规划公路对人民生活和工业生产所起的作用的大小及公路修建的经济性指标等确定。

上述1级标准适用于营运质量要求高的高等级公路及汽车专用公路；２级标准适用于上述１级之外的公路；3级标准的规划等级值为1.0，属于处于交通极限状态的等级，原则上不使用。

(2)设计小时交通量交通量作为公路设计的基础指标常用设计小时交通量(design hourly volume)，并与设计通行能力成对儿使用。

根据线路和地区特点不同，交通量具有特有的时间变动特性。

把一年的交通量按大小顺序排列，可以得到图2.1示时间顺序图。

通常时间顺序图在第30一50位交通量处发生急剧变化。

所以，如果以第30位交通量为设计对象，一年之内将有30h左有发生交通量超出通行能力的现象，绝大部分时间能畅通行驶，并且与最大交通量相比能以较低的交通量为设计对象，从设计上比较经济。

因此，通常以第30位小时交通量为设计基准。

为了由规划交通量确定设计交通量，可以利用交通量观测资料，在没有观测值的公路上，按下式给规划交通量乘以K,D值求出。

亦即,设计小时交通量=规划交通量×K/100(往返合计辆/h) (2.3)2车道公路:多车道公路:设计小时交通量=规划交通量×K/100×D/100(相同方向辆/h) (2.4)式中，K：设计小时交通量(通常为第30位小时交通量)与规划交通量之比，用%表示;D：相同方向交通量与往返合计交通量(lh单位)之比，用%表示。

(3)设计基准交通量所谓设计基准交通量，是指按公路的种类级别及地形不同，以标准的公路结构和交通条件为公路车道数的决定基准时的交通量。

这是因为公路通行能力因公路条件和交通条件的不同而变化。

因此即使在同一路段也因截面不同等理由，而按标准的公路条件和交通条件并以日交通量来确定的。

(4)公路的服务水平在美国《公路通行能力手册》中，取代设计通行能力使用了服务交通量(service volume)的概念。