互通式立体交叉通行能力的研究

华中科技大学

硕士学位论文

互通式立体交叉通行能力的研究

姓名：王永清

申请学位级别：硕士

专业：交通运输规划与管理

指导教师：胡光明

20070530

摘 要

目前，关于互通式立体交叉通行能力的概念及计算方法国内外尚无统一的说法，国内交通工作者常将互通式立交各流向（包括主线和匝道）的通行能力相“叠加”，以此作为立交的设计通行能力并用于指导立交的规划设计工作。但事实证明，以传统“叠加法”为依据设计出来的立交经常会出现“整体通行能力过剩、局部通行能力不足”的现象，笔者认为其根本原因在于，“叠加法”只是从立交结构物本身去计算立交整体能够通过的最大交通量，而忽略了实际交通流向流量的影响。

本着改善传统“叠加法”这种设计弊端的理念，笔者提出了立交“设计通行能力”和“实际通行能力”的概念，并将通行能力和服务水平一一对应起来，具体为，某一服务水平下立交的设计通行能力即立交主线及匝道在该服务水平下设计通行能力之和，某一服务水平下立交的实际通行能力是在实际交通流向流量及交通组成下当立交某一组成部位已达到该服务水平时，整个立交所能容纳的实际交通量。 论文第2章首先从互通式立交各组成部位的运营分析方法及相应通行能力的计算方法入手，对目前国内外较为成熟的立交通行能力方面的研究成果进行了总结分析，也为下文新概念及新理论的提出作出了铺垫。第3章提出计算与服务水平相对应的互通式立交各组成部位（交织区、合（分）流区主线、匝道端部、主线及匝道基本路段）通行能力的新理论，并于第4章给出了互通式立交通行能力的定义及计算方法。最后第5章以上海市内环高架与南北高架相交的共和新路立交为例，说明传统的通行能力“叠加”计算法在立交运营分析中的不足之处，以及如何应用实际通行能力进行互通式立交的运营分析和改善研究。

关键词：互通式立交;设计通行能力;实际通行能力;服务水平;流向流量

ABSTRACT

At present, there is not a uniform definition about interchange capacity at home and abroad, neither the capacity calculation method. The most often used capacity calculating method by domestic engineers is the “adding up method”, that’s take the sum of capacity of each mainline and ramp as interchange capacity to guide the interchange planning and design. But it has been proved that this capacity calculating method has certain shortcomings, such as disproportional distribution of interchange capacity among all the interchange compositions. In our opinion, the radical reason of this phenomenon is: the above method doesn’t consider the differences of traffic demand among different traffic flow directions of interchange.

In light of the existing problems and causes of “adding up method”, the author put forwards the concepts of design capacity and actual capacity, together with the point that interchange capacity should be one to one correspondent with the level of service （LOS）. In details, design capacity under a certain LOS is the sum of each mainline and ramp capacity, actual capacity under a certain LOS is the total volume that can be accommodated by interchange under the design flow direction and volume, while one of the interchange compositions has reached the above LOS.

Chapter 2 of this paper has generalized and analyzed the production in interchange capacity field at home and abroad. Chapter 3 has put forward a new set of theory to calculate the capacity of each composition of interchange, including weaving segment, mainline segment in merge （diverge） area, ramp junction, and basic segment of mainline and ramp. Chapter 4 has given out the definition and calculating method of interchange capacity. Finally, chapter 5 takes example of Gonghe interchange in Shanghai to illuminate the differences between design capacity and actual capacity, to show how to carry through operation analysis and make correspondent improvements with the new theory in this paper.

Key Words: interchange; design capacity; actual capacity; LOS; flow direction

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日

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本论文属于

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指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日

1 绪 论

1.1 研究背景

立体交叉是利用跨线构造物使道路与道路（或铁路）在不同标高相互交叉的连接方式，它是伴随着社会经济增长和汽车工业发展而产生的一种道路交通设施[1]。上世纪20年代初，新建城市中构想采用多层、空间交叉的高效快速交通系统就已在国外提出并建成。追溯道路立体交叉的发展和演变，从构思到实现，从平面到空间，发端于城市道路，发展于高速公路。早在上世纪20年代，美国就开始修建立体交叉，1928年美国在新泽西州的两条道路交叉处修建了第一座立体交叉，该立体交叉为全苜蓿叶式。1931~1935年，瑞典在斯德哥尔摩建成了著名的斯鲁先立体交叉，该立交采用3个环道的部分苜蓿叶式立交解决交通问题。德国从1935年开始修建大量苜蓿叶式或部分苜蓿叶式立体交叉。1996年，加拿大在安大略省别尔里格顿城附近的公路上建成第一座三路喇叭式立体交叉。二次世界大战后，汽车保有量的急剧增加使高速公路应运而生，由于传统的平面交叉已不能适应高速公路交通特性的要求，代之而起的是空间立体交叉的交通分配模式。上世纪50年代中期开始，美、英、法、德、日等多开始大量修建高速公路，立体交叉向多层化方向发展。进入60年代，澳大利亚、西班牙、墨西哥、加拿大、捷克斯洛伐克、南斯拉夫及一些发展中国家也加入到大量修建立体交叉的行列。我国修建立体交叉起步较晚，首先从解决城市道路交叉口的交通问题开始的。1955年武汉在滨江路上建成第一座部分苜蓿叶式立体交叉。1956年，北京开始在京密引水工程滨河路上修建三座部分苜蓿叶式立体交叉。1964年，广州市在大北路建成第一座双层环行立体交叉。从上世纪70年代初开始，北京市在二环路上先后修建了十几座立体交叉。进入80年代后，随着我国高速公路的兴建，立体交叉也得到了一定的发展。

立体交叉按交通功能可划分为分离式立体交叉和互通式立体交叉两类。分离式立体交叉仅设跨线构造物（跨线桥或地道）一座，使相交道路空间分离，上、下道路间无匝道连接，这种类型立体交叉结构简单，占地少，造价低，但相交道路的车

辆不能转弯行驶，只能保证直行方向的车辆空间分离行驶。互通式立体交叉不仅设跨线构造物使相交道路空间分离，而且上、下道路之间有匝道连接，以供转弯车辆行驶，主要优点是上、下道路的车辆可以转弯行驶，全部或部分消灭了冲突点，各方向行车相互干扰小。本文主要研究对象即为互通式立体交叉（简称互通式立交）。

互通式立交是高等级公路及城市道路的交通枢纽。近年来，随着我国公路及城建事业的飞速发展，各地已陆续兴建了一些互通式立交，从发展趋势来看，仍有方兴未艾之势。互通式立交的规划布局合理与否，对交叉口通行能力的提高、交通的安全、行驶时间的节省和道路功能的发挥有很大的影响。衡量互通式立交规划布局合理与否的一个重要标准就是其设计是否能满足未来的交通需求，即供需平衡问题，这就涉及到成熟的通行能力计算理论和交通需求预测理论。

1.2 国内外研究现状与分析

立交通行能力是立交规划、设计和运营管理工作中的基础参数，世界各国对立交通行能力都进行了不同程度的研究。其中，最具系统性和代表性的是美国交通研究所（Transportation Research Board，简称TRB），该院在1975年以前，名为Highway Research Board，简称HRB，该院前后对其研究成果Highway Capacity Manual（HCM）进行了三次修订，具体为1950年版（HCM1950）、1965年版（HCM1965）、1985年版（HCM1985）和2000年版（HCM2000）。继美国之后，许多西方发达国家如英国、法国、德国、瑞典、加拿大、澳大利亚、日本等国均根据本国实情组织专门研究队伍开展了这方面的实地调研，编制出版各自的HCM手册，如1977年，瑞典出版了《瑞典通行能力手册》，1984年，加拿大出版了《加拿大信号交叉口通行能力规程》，1986年，日本出版了《道路通行能力》，1994年，德国出版了《道路通行能力手册》（HBS）。20世纪80年代初，一些发展中国家，如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持下，对道路通行能力进行研究，编制出适合各自国情的通行能力手册。美国HCM2000将互通式立交分解为交织区、匝道基本路段、匝道端部以及主线基本路段，并分别给出了各部位服务水平评价方法及经验计算公式[2]。印度尼西亚IHCM给出了交织区和机动车专用路的通行能力

计算方法[3]。

国内，研究较为全面的要属王炜的《交通工程学》，但同其他大多数文献类似，《交通工程学》也仅对互通式立交各组成部位的通行能力进行了研究，而没有涉及到整个立交通行能力的计算方法[4]。杨少伟的《道路立体交叉规划与设计》[1]以及严宝杰的《道路通行能力分析》[5]也给出了互通式立交某些组成部位通行能力的理论计算公式或经验取值。此外，很多交通学者也陆续不断地提出了计算立交各组成部位通行能力的新方法、新模型，包括道路入口匝道连接处通行能力计算模型[6]、城市高架道路连续入口匝道通行能力研究[7]、城市快速路基本路段通行能力的确定

[8]、出口匝道连接处通行能力分析计算模型[9]等。近几年，也有学者提出应用先进的计算机仿真技术和严谨的数学模型来计算立交通行能力，包括仿真求解快速路交织区通行能力[10]、高架道路立交通行能力的组合计算方法[11]以及通过突变理论模拟交通流三要素之间的关系，从而计算立交通行能力[12]等。

关于整个互通式立交，国内学者普遍取各流向（匝道、主线）通行能力“叠加”之和为整个立体交叉的通行能力，而各组成部位所能服务的最大交通量即为该组成部位的通行能力。事实上，在应用上述“叠加”通行能力指导立交规划设计时，经常会出现以下情况：由于某一匝道或某一主线方向上的堵塞而造成整个立交交通的瘫痪，但此时，整个立交的实际交通量却远小于上述“叠加”的通行能力。我们认为，造成这种现象的一个很重要的原因就是设计时没有考虑到立交各组成部位的通行能力与相应部位交通流量需求差距的不同[13]。

如上所述，以往关于互通式立交通行能力的研究主要集中在各组成部位，而较少将其作为一个整体，使得立交设计的科学性大大降低，最终导致修建出来的立交总的通行能力与总的交通需求不相吻合，各流向的通行能力与相应的交通需求不相吻合，以及各流向之间服务质量的不均衡等等现象，如此，既不能有效地发挥立交的基本功能、解决交通拥堵问题，又造成了资源的浪费。有鉴于此，本文提出了一套计算互通式立交通行能力的新方法。

1.3 研究目标

目前国内最常用的互通式立交通行能力的计算方法即上述的“叠加法”。由于“叠加法”计算通行能力时没有考虑到立交各流向交通需求之间的不同，所以本文认为这种方法并不能准确地描述互通式立交的实际运行状况，更为严重的是，此法还会掩盖立交运行中可能会出现的瓶颈部位。论文主要观点为：互通式立交的通行能力与交叉口的交通流向流量需求以及预计达到的服务水平密切相关。在此基础上，本文旨在理清互通式立交的通行能力与交叉口流向流量以及服务水平之间复杂的关系，最终寻找一套能够有效计算不同服务水平下互通式立交通行能力的理论方法，从而能更好地用于指导立交的规划布局与设计。

以科学性、实用性为基础，本文重点研究互通式立体交叉的通行能力，其结论可用于：

1. 现有互通式立体交叉的运行分析和改善研究；

2. 待建互通式立体交叉的可行性研究、选型及设计。

1.4 研究内容

本文是这样进行逻辑构思的：首先在第2章对现有国内外的研究成果进行系统回顾，重点剖析了较为典型的三本文献，包括美国道路通行能力手册（HCM2000）、印度尼西亚道路通行能力手册（IHCM）和国内的《交通工程学》（王炜），为后文提出新的理论作了宽厚的铺垫。在此基础上，于第3章给出了与服务水平和交通流向流量相关的立交各组成部位通行能力的计算方法，于第4章给出了立交设计通行能力和实际通行能力的定义及各自的计算方法。最后第5章以上海市内环高架与南北高架相交的共和新路立交为例说明设计通行能力与实际通行能力的不同之处，以及如何应用文中新理论进行互通式立交的运营分析和改善研究。其中，第3章和第4章是本文的核心组成部分。概言之，全文的逻辑架构围绕三个内容展开：研究的理论依据是什么？研究的具体内容是什么？如何应用研究成果？

1.5 创新之处

论文的创新之处主要反映在以下三个方面：

第一，认为互通式立交的通行能力与服务水平一一对应[14]。现有观点大多认为，立交的布局、形式、构造一经确定，它的通行能力也就随之确定了，其值为主线和匝道通行能力的简单“叠加”，是一定值。实际应用时，常根据立交设计交通量与立交通行能力的比值（饱和度）大小来分析立交疏导交通流的能力，一般的，饱和度小于1.0，即认为该立交方案基本能够满足预测交通流的需求。我们认为，将立交通行能力定义为一定值并不能有效指导立交的布局和设计。立交的通行能力应与服务水平应是一一对应的关系，不同等级的立交在设计时应有不同的服务水平目标，一般而言，立交等级越高，设计时所应提供的服务水平也应越高，而同一立交，服务水平越高，允许通过的最大车流量就越小。

第二，认为互通式立交的通行能力与交通流向流量密切相关。传统“叠加法”仅从道路自身条件计算立交通行能力，并未考虑实际流向流量的影响，所以设计出来的立交经常会出现各流向交通分布极不均匀的现象：交通量大的转向上车流异常密集，高峰时段甚至产生拥堵，而此时形成明显对比的是另外一些方向上的车流却较为稀少。为了改善这种交通流对立交各组成部位利用不均匀的情况，必然要将立交的通行能力与交叉口的交通流向流量挂钩。设计时，应力求做到使不同流向的服务水平旗鼓相当，以发挥立交的最大通行潜力。基于此，本文提出了互通式立交“设计通行能力”和“实际通行能力”的概念：“设计通行能力”是立交各主线及匝道的设计通行能力之和，其计算方法与传统“叠加法”大同小异；“实际通行能力”是在实际交通流向流量组成下，当立交某一组成部位已达到设计服务水平时，整个立交所能容纳的实际交通量。相对设计通行能力，实际通行能力还考虑到了立交各流向交通需求之间的差异以及实际交通组成的影响。

第三，认为互通式立交匝道出入口既对匝道端部通行能力有影响[2]，也对主线通行能力有影响。传统“叠加法”取主线与匝道通行能力之和作为整个立交的通行能力，计算过程虽考虑到了匝道出入口对匝道通行能力的影响，但却忽视了匝道出

入口对主线通行能力的影响。不难想象，匝道出入口处车流的分流和合流必然会影响到主线上直行车流的通行，既而影响到主线的通行能力。所以，本文将主线分为主线交织区、合（分）流区主线和主线基本路段三个部位，计算时，主线通行能力取三者中通行能力的最小值。而匝道通行能力的计算仍沿用“叠加法”的思路，取匝道交织区、匝道端部和匝道基本路段三者中通行能力的最小值。

2 主要相关成果回顾

2.1 HIGHWAY CAPACITY MANUAL 2000（HCM2000）

2.1.1 交织区

交织是指行驶方向相同的两股或多股交通流，沿着相当长的路段，不借助交通控制设施进行的交叉。当合流点后紧接分流点，或者当进口匝道后紧接出口匝道且两者被辅助车道连接时，就形成了交织段。HCM2000将交织分为简单交织和多重交织。一个单独的合流点后接一个单独的分流点所形成的交织称为简单交织。一个合流点后接两个分流点，或者两个合流点后接一个分流点形成的交织称为多重交织。多重交织的评估计算是以简单交织为基础的，所以HCM2000主要研究的是简单交织。

对于简单交织，根据交织车流完成交织所需交换的车道数，HCM2000又将其分为A、B、C三类。A类交织最显著的特点是所有交织车辆都必须要经历一次车道变换；B类交织的特点是一股交织车流不需要变换车道，另一股交织车流则要经历至多一次的车道变换；C类交织的特点是一股交织车流不需要变换车道，另一股交织车流则要经历两次或两次以上的车道变换。交织分类见表2-1，交织示意图见图2-1。

表2-1 交织分类表

另一股交织车流完成交织所需变换的车道数 一股交织车流完成交织所需变换的车道数

≥2

类 类

B类

C类

A类≥类 A类交织

B类交织

C类交织 图2-1 交织示意图

HCM2000交织区服务水平评价主要依据的是交织区平均密度指标，主要思路为“交织构型、几何条件及交通组成——交织车流平均车速和非交织车流平均车速——交织区所有车辆的平均车速——交织区平均密度——交织区服务水平”，具体步骤如下：

1. 按式2-1将以veh/h为单位的小时交通量V化成以pcu/h为单位的高峰15min

流率v；

2. 假设交织运行形式为非约束，查表2-2得到非约束运行下的常数a、b、c、

d，将其代入式2-2计算交织车辆平均车速Sw和非交织车辆平均车速Snw； 3. 按式2-3（A类）、2-4（B类）或2-5（C类）检验交织运行形式：若Nw

（max）则为非约束运行，上述假设成立，将第2步所得Sw和Snw直接代入式2-6求取交织区所有车辆平均车速S；若Nw>Nw（max）则为约束运行，上述假设不成立，需要重新查表2-2得约束运行下的常数a、b、c、d，再将其代入式2-2计算Sw和Snw，再将此Sw和Snw代入式2-6求取交织区所有车辆平均车速S；

4. 按式2-7求交织区的平均密度D，查表2-3得交织区服务水平。

v=

V

PHF*fHV*fp

式2-1

Sw(Snw)=15+

(SFF−10)Ldv

Ld+a(1+VR)b()c

N

0.438Sw

式2-2

0.5710.234

NVRL0.74()Nw=

式2-3

Nw=N0.085+0.703(VR)+234.−0.018(Snw−Sw)

Nw=N[0.761+0.047(VR)−0.00011L−0.005(Snw−Sw)]

S=

vvwvnwS+S

nww

vN

D=S

式中，

V-交织区小时交通量，veh/h； v-交织区高峰15min流率，

VR-流量比，VR=vw/v；

[]

式2-4

式2-5



式2-6

式2-7

SFF-驶入、驶出交织区的路段的自由流车速

v=vw+vnw，pcu/h； vw-交织流率，pcu/h； vnw-非交织流率，pcu/h； PHF-高峰小时系数； fHV-重型车调整系数；

的平均值，mi/h；

L-交织区段的长度，mi；

N-交织区段的车道数； a、b、c、d-常数，查表2-2；

Nw-交织车辆所用的车道数（不一定是整数）；

S-交织区所有车辆的平均车速，mi/h；

fp-驾驶员修正系数；

Sw-交织区交织车辆的平均车速，mi/h；

D-交织区的平均密度pcu/mi/ln。

Snw-交织区非交织车辆的平均车速，mi/h；

Nw(max)-各种交织类型交织车辆所能使用的最大车道数，A、B、C三类交织的Nw(max)分别为1.4、3.5、3.0；

表2-2 （非）交织运行车速中常数a、b、c、d取值表

交织车速Sw

非交织车速Snw

A类交织

非约束运行约束运行0.97非约束运行约束运行0.70非约束运行约束运行0.80

0.800.800.500.500.600.60

0.00350.00200.00200.00100.00200.0010

B类交织

C类交织

对于交织区通行能力，HCM2000将其定义为：使交织区平均车辆密度达到E级服务水平下限（高速公路为43.0 pcu/mi/ln，多车道公路或集散道路为40.0

pcu/mi/ln）的任何流量组合。影响交织区通行能力的因素有很多，主要有交织类型、交织车道数N、交织长度L、自由流车速SFF和交织比VR。

HCM2000并没有给出交织区通行能力详细的计算方法，仅给出了各种不同组合情况下交织区设计通行能力cb的经验值，实际应用时可直接查取，再经过修正得到交织区的实际通行能力。

表2-3 交织区服务水平列表

LOS A

交织区密度（pcu/mi/ln） 高速公路 ≤10.0

多车道公路或集散道

≤12.0

交织区以veh/h为单位的高峰15min实际通行能力：

c=cb*fHV*fp

交织区以veh/h为单位的实际小时通行能力：

ch=c*PHF

式2-8

式2-9

式中，

cb-交织区高峰15min设计通行能力，pcu/h；

c-交织区高峰15min实际通行能力，veh/h； ch-交织区实际小时通行能力，veh/h。

2.1.2 匝道基本路段

由于匝道基本路段很少会是立交运行的瓶颈所在，所以关于匝道基本路段的研究就稍微少一些。虽然到目前为止，美国也出现过有关匝道基本路段设计的若干标，但这些标准大多是针对匝道几何线形的，并不能直接用于匝准（如AASHTO等）

道车流的运行分析。所以，以下内容也仅能对匝道基本路段的设计起指导作用。

匝道基本路段与高等级道路基本路段的区别在于：

1. 匝道基本路段的长度和宽度（常为单车道）是受限的；

2. 匝道基本路段的自由流车速要比与其相连的道路，特别是高等级道路基本

路段的低；

3. 单车道匝道限制了超车，所以大货车等低速行驶的车辆对匝道上其他车辆

的影响也就较主线更大；

4. 在匝道与低等级道路相交所形成的匝道平交口处，特别是灯控匝道平交口

处，匝道上常常会出现车辆排队现象。

表2-4给出了匝道基本路段通行能力的近似值，这些经验值主要是在1970年调查数据的基础上调整得来的。

表2-4 匝道基本路段通行能力近似值

匝道自由流车速SFR

（mi/h）

通行能力（pcu/h）

单车道匝道

双车道匝道

2.1.3 匝道端部

不同服务水平下匝道端部的影响范围也不相同，为了能全面考虑各个服务水平下匝道端部的影响，特将匝道端部定义为长度为自合（分）流点向后（前）1500ft，宽度为加、减速车道以及主线上与匝道相邻的最外侧两条车道（即车道1和车道2）之间的范围，如图2-2所示。

图2-2 匝道端部影响区及变量

匝道端部运行分析的主要步骤如下：

1. 计算流入合（分）流区的主线最外侧两条车道上的交通量v12；

2. 计算各控制点的通行能力值，并与相应的需求流量进行比较以确定饱和度。

对于合流区，控制点主要是合流后的主线；对于分流区，控制点有分流前后的主线以及分流后的出口匝道；

3. 若上述所有控制点的饱和度均小于1.0，则继续计算合（分）流区的平均密

度DR，据此查表2-5得出服务水平；否则，服务水平直接取为F级。 主要计算公式如下：

vi=

Vi

PHF*fHV*fp

式2-10 式2-11 式2-12 式2-13

对于合流区：v12=vF*pFM 双向四车道高速公路（单向2车道） 双向六车道高速公路（单向3车道）

pFM=1.000

pFM=0.5775+0.000028LA

pFM=0.7289−0.0000135(vF+vR)−0.003296SFR+0.000063LuppFM=0.5487+0.2628vD

双向八车道高速公路（单向4车道）

进入合流区的交通量 vR12=v12+vR

平均密度

式2-14 式2-15

down

FR

pFM=0.2178−0.000125vR+0.0115LA

式2-16 式2-17

DR=5.475+0.00734vR+0.0078v12−0.00627LA

式2-18 式2-19 式2-20 式2-21 式2-22

对于分流区：v12=vR+(vF−vR)pFD 双向四车道高速公路（单向2车道） 双向六车道高速公路（单向3车道）

pFD=1.000

pFD=0.760−0.000025vF−0.000046vR

pFD=0.717−0.000039vF+0.604

vU

up

双向八车道高速公路（单向4车道） 平均密度

pFD=0.616−0.000021vF+0.1248vD

pFD=0.436

DR=4.252+0.0086v12−0.009LD

down

式2-23 式2-24 式2-25

注：1.上述公式只适用于单车道右侧驶入（出）匝道的端部，其他各种情况则在上式基础上修正；

2.在求双向六车道高速公路的流量v12时，系数pFM、pFD的取值要依据前后相邻匝道的设置情况来确定。

式中，

vi-高峰15min流向i的流率，pcu/h；vD,vU-相邻下（上）游匝道的交通需求，

pcu/h；

Vi-流向i的小时流量，veh/h； PHF-高峰小时系数； fHV-重型车调整系数；

vR12-驶入合流区的所有交通量，pcu/h； SFR-匝道的自由流车速，mi/h；

pFM-合流前主线上最外侧两车道上的交通

量占主线总交通量的比例；

fp-驾驶员修正系数；

pFD-分流前主线上最外侧两车道上的直行

交通量占主线总直行交通量的比例；

v12-驶入合（分）流区的主线上最

LA,LD-加（减）速车道的长度，即从匝道

外侧两条车道的交通量，pc/h； 与主线相交点至加（减）速车道渐变段终（起）点之间的距离，ft；

vF-驶入合（分）流区的主线上所有

Lup,Ldown-与相邻上（下）游匝道之间的距离，ft；

DR-合（分）流区的平均密度，pcu/mi/ln。

车道的交通量，pc/h；

vR-匝道交通量，pc/h；

HCM2000并没有给出关于匝道端部通行能力的计算方法或是经验值。所以，设计中只能采用“试算法”即“假设－检验－调整－…”，直至检验结果满足设计要

求为止。

表2-5 合（分）流区服务水平列表

LOS A

密度（pc/mi/ln）

≤10

F

2.1.4 高速公路基本路段

基本路段即除匝道或交织区影响范围以外的路段，如图2-3所示。

控制点交通需求超过通行能力时

图2-3 基本路段示意图

对基本路段进行运行分析的步骤大致如下[13][14]：

1. 根据式2-26及式2-27确定自由流车速及高峰15min流率；

2. 根据自由流车速和高峰15min流率，查速度－流量曲线图2-4即可得到基

本路段的平均车速S；

3. 根据式2-28计算基本路段的密度，查服务水平列表2-6可得服务水平。 主要计算公式如下：

自由流车速FFS=BFFS−fLW−fLC−fN−fID

式2-26

高峰15min流率vp=

V

PHF*N*fHV*fp

式2-27

密度D=式中，

vpS

式2-28

FFS-自由流车速，mi/h；

vp-15min流率，pcu/h/ln；

BFFS-基本自由流车速，市区为70mi/h，乡V-小时交通量，veh/h；

村为75mi/h；

fLW-车道宽度校正系数； fLC-右侧路肩侧向余宽校正系数； fN-车道数调整系数；

fID-立交密度调整系数；

PHF-高峰小时系数；

N-路段车道数；

fHV-重型车调整系数； fp-驾驶员修正系数；

图2-4 速度－流量曲线图

同样，HCM2000没有提出高速公路基本路段通行能力的计算方法。但设计中，可以根据图2-4，求出给定自由流车速的路段在某一服务水平下所对应的最大服务

交通量。

表2-6 高速公路基本路段服务水平列表

LOS 密度（pcu/mi/ln）

～11 ～18 ～26

～35 ～45

2.2 INDONESIA HIGHWAY CAPACITY MANUAL（IHCM）

2.2.1 交织区

由于不同国家具有不同的交通流特性，所以直接引入西方国家通行能力手册中的计算方法显得很不切实际，为此，印度尼西亚以英国的Wardrop理论为基础，建立了适合本国交通特性的一套理论，即《印度尼西亚道路通行能力手册》（IHCM）。

IHCM将交织分为单一交织和环交交织两类，如图2-5，环交交织是指环形交叉口内的交织。给定几何线形、环境因素、交通条件，可用IHCM所给方法计算两类交织的相应指标，见表2-7。

单一交织

图2-5 交织示意图

环交交织

表2-7 交织计算指标列表

指标 通行能力 饱和度 延误 排队概率 行程车速 行程时间

主要计算公式如下：

交织类型

单一交织 √ √

环交交织 √ √ √ √

√ √

135W1.3(1+WE)1.5(1−W%300)0.5FCSFRF

通行能力C=

(1+WL)1.8饱和度DS=

式2-29

Qp

式2-30

环交交织的延误D及排队概率QP%都与饱和度DS有关，可直接查取D-DS及

QP%-DS经验曲线，如图2-6和图2-7。 单一交织的行程车速V=0.5V0(1+(1−DS)0.5)

式2-31

V0=45.2(1+HV%)−2.8(1−W300)

单一交织行程时间TT=3.6式中，

C-交织区通行能力；pcu/h； W-交织区宽度，m；

DS-交织区饱和度；

式2-32

Qp-交织区总交通量，pcu/h； D-环交交织区延误，sec/pcu； QP%-环交交织区排队概率，％；

V-单一交织区的行程车速，km/h；

L-交织区长度，m；

WE-进口道平均宽，m； W%-交织交通量百分比，％；

FCS-城市规模修正系数； V0-单一交织区的自由流车速，km/h；

HV%-重型车百分比，％；

FRF-道路环境及侧向干扰修正系数；

图2-6 D-DS曲线图

图2-7 %QP-DS曲线图

验证表明，利用上述公式计算所得交织区的通行能力值与实际观测值之间的误差大致在15％以内。注意，当交通需求较大时，车辆之间可能会为了争夺有限的空间而引起交织区的拥堵，所以本方法只适用于饱和度小于0.8的交织区。

2.2.2 机动车专用路

IHCM给出了市区机动车专用路可承担的最大流量及相应行程时间的计算方法。首先，我们看看什么是标准机动车专用路？

满足以下条件的道路即为标准机动车专用路：

； 1. 双向四车道，每车道宽3.6m（即单向车行道宽为7.2m）

2. 左侧路肩有效宽为2.0m； 3. 特大型城市，即人口>3.0M； ； 4. 无侧向干扰（严格限制出入口）

5. 路段上交叉全部为立体交叉； 6. 交通流中无摩托车和非机动车； 7. 地势平坦； 8. 线形顺直。

其它类型机动车专用路的运行评价是以上述标准机动车专用路为基础的。主要计算公式如下：

给定车速下单向车行道最大流量Qi=4600(Q0)iFW 行程时间TT=3600

式中，

式2-33式2-34

Qi-车速Vi下单向车行道的最大流量，pcu/h；

(Q0)i-车速Vi对应的流量容量最大比，见表2-8，C0=4600pcu/h； FW-车道宽及有效路肩宽修正系数； L-路段长速，m；

TT-平均行程时间，sec；

V-行程车速，km/h。

当(QC0)i＝1.0时，求出的流量Qi即为路段通行能力。

由于本方法的支撑数据来自印尼市内高速公路，其修正系数也是依据美国HCM（TRB，1985）调整得来的，所以计算精度较低。

表2-8 车速Vi与流量容量最大比(Q0)i对应列表

2.3 《交通工程学》（王炜）

2.3.1 交织区

《交通工程学》对交织区的分类及运行评价的思路基本与HCM2000相同，唯一的不同在于，《交通工程学》中交织区的服务水平是直接依据交织车辆及非交织车辆的平均车速建立的，见表2-9。其中，一级服务水平相当于HCM2000的A、B级，二、三级服务水平分别相当于HCM2000的C级和D级，四级相当于HCM2000的

E、F级。

表2-9 交织区服务水平标准

服务水平等级

最小平均交织速度

（km/h）

最小平均非交织速度

（km/h）

一二三四abab

注a.四级服务水平下半部系强制流状态，车速很不稳定，变化于0~56km/h之间；

b.56km/h系计算时使用，与实地测速相比有一些误差。

根据《交通工程学》，若已知交织区自由流车速、流量比、交织长度和交织车道数，则可采用逆向思维的方式（暂称之为“逆推法”）来计算各级服务水平对应的交织区最大交通量，即设计通行能力。

2.3.2 匝道基本路段

匝道基本路段分为单车道匝道基本路段和双车道匝道基本路段。单车道匝道基本路段的设计通行能力当匝道设计车速≤50km/h时，为1200pcu/h；当匝道设计车速

≥60km/h时，为1500pcu/h。双车道匝道基本路段的设计通行能力只有在驶入或驶出匝道端部的车辆能以两列并行的方式驶入或驶出主线时，才能取单车道匝道基本路段设计通行能力的两倍。 2.3.3 匝道端部

《交通工程学》将匝道分为孤立匝道和非孤立匝道。不论驶入匝道还是驶出匝道，当其与相邻匝道之间的间距大于对其产生交通影响的间距时，此匝道就是孤立匝道，反之就是非孤立匝道。对孤立匝道可单独进行通行能力和服务水平的分析计算，而对非孤立匝道，则需考虑相邻匝道的交通影响。

匝道端部服务水平分析计算的步骤如下：

1. 建立匝道的几何构造与交通量，几何构造包括匝道的型式和位置，交通量

是指匝道以及匝道附近的交通量；

2. 计算合（分）流上游与匝道相邻近的主线最外侧车道，即车道1上的交通

量V1，计算公式见图2-8；

； 3. 将所有交通量（veh/h）换算成每小时小客车交通量（pcu/h）

4. 计算检验点交通量，检验点包括驶入匝道汇合交通量Vm、驶出匝道分离交

通量Vd、主线交通量Vf，见图2-9；

5. 据表2-10确定各检验点的服务水平，一般情况下，上述三个检验点在运行

质量上是不平衡的，此时，服务水平最差者是控制因素。

同HCM2000一样，《交通工程学》也没有给出关于匝道端部通行能力的计算方法或是经验值。

图2-8 交通量V1的计算图示

图2-9 检验点交通量示意图

上图中，

Vm-驶入匝道汇合交通量，Vm=V1+Vr，veh/h；

Vd-驶出匝道分离交通量，Vd=V1，veh/h；Vr-匝道交通量，veh/h； Vf-主线单向交通量，veh/h；

V1-主线最外侧车道交通量，veh/h；

Du-与相邻上游匝道之间的距离，m；Vu-相邻上游匝道的交通量，veh/h；

表2-10 匝道与主线连接处检验点服务水平标准

服务水平等级 一

汇合交通量Vm

分离交通量Vd

以下计算行车速度（km/h）下的主线单向交通量Vf（pcu/h）a

四车道

≤2000

（pcu/h） （pcu/h） 四车道 六车道

≤1000

≤1050

≤2200

≤3300

六车道

≤3000

四车道-b

六车道 四车道-b

-b

六车道 -b

二 三 四

≤1450 ≤1750 ≤2000

c

≤1500 ≤1800 ≤2000

c

≤3200 ≤3800 ≤4000

c

≤4600≤5700≤6000

c

≤2600≤3400≤4000

c

≤4200≤5100≤6000

c

≤2600≤3200≤3800

c

≤3900 ≤4800 ≤5700

c

≤2300≤2900≤3600

c

≤3450≤4350≤5400

c

注：a..驶出匝道上游或驶入匝道下游主线一个行驶方向的总交通量；

b.由于计算行车速度的限制，不能达到该级服务水平；

c.由于交通流处于强制流状态，交通量在低于四级上半部情况下变化高度不稳定； d.三个检验点交通量换算成每小时小客车数。

2.3.4 高速公路基本路段

高速公路基本路段的理想条件为：

1. 3.75m≤车道宽度≤4.50m； 2. 侧向净宽≥1.75m； 3. 车流中全部为小客车；

4. 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者。

最大服务交通量即在上述理想条件下各级服务水平允许通行的最大交通量，计算公式见式2-35。i级服务水平下的最大服务交通量经过车道宽、重型车及驾驶员特性修正后即为该级服务水平下的设计通行能力，见式2-36。 高速公路基本路段最大服务交通量MSVi=Cb*(V)i 单向车行道的设计通行能力CD=MSVi*N*fw*fHV*fp 式中，

MSVii-第i级服务水平下的最大服务交通量，pcu/h/ln；

式2-35 式2-36

Cb-设计通行能力，即理想条件下一车道所能通行的最大交通量，设计车速为120、100、80、和60km/h时，对应的Cb分别为2000、2000、1900和1800 pcu/h/ln；(V)i-第i级服务水平下的最大服务交通量与设计通行能力的比值；

CD-单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行

的最大交通量，veh/h；

N-单向车行道的车道数；

fHV-重型车修正系数； fp-驾驶员特性修正系数。

fw-车道宽度和侧向净宽修正系数；

2.4 成果总结

2.4.1 交织区通行能力的计算方法

HCM2000根据交织车辆完成交织所需变换的车道数将交织分为三种类型，A类、B类和C类，并认为，交织区达到E级服务水平下限时所承担的交通量即为交织区的通行能力，影响交织区通行能力的因素是多方面的，主要因素有交织类型、交织长度、交织车道数、自由流车速和交织交通量比。在此认知的基础上，HCM2000给出了不同类型的交织区在不同自由流车速、不同交织长度、不同交织车道数以及不同交织比下设计通行能力的经验值，应用时，可直接查取。设计通行能力经重型车、驾驶员特性、高峰小时系数等参数修正后即可得到交织区的实际通行能力。

IHCM将交织分为单一交织和环交交织两类，认为影响交织区通行能力的主要因素有交织长度、交织宽度、进口道宽度、交织交通量比、城市规模、道路环境及侧向干扰。在对实际调查数据进行分析模拟的基础上，IHCM给出了交织区实际通行能力的经验计算公式。

在HCM2000交织区服务水平评价方法的基础上，《交通工程学》提出了交织区通行能力的计算方法——“逆推法”，即“假定交织区的服务水平——交织车流平均车速和非交织车流平均车速——交织区的最大流量”，该最大流量即为通行能力。值得提出的是，HCM2000对交织区服务水平评价的思路为“交织车流平均车速和非交织车流平均车速——交织区所有车辆的平均车速——交织区平均密度——交织区服务水平”，该过程是“二推一”模式的，是不可逆的，所以为了使反推得以实现，《交通工程学》直接依据交织车流平均车速和非交织车流平均车速建立了自己的服务水平评价方法。

综上所述，三种方法最大的区别在于：HCM2000和IHCM都认为交织区通行能力与服务水平无关，是个定值；而《交通工程学》“逆推法”则变相的认为交织区

通行能力是与交织区服务水平直接相关的，不同服务水平对应不同的通行能力，这也与本论文的观点是相一致的。 2.4.2 匝道基本路段通行能力的计算方法

目前，国内外普遍认为，匝道基本路段很少会是立交运行的瓶颈，所以有关匝道基本路段的研究就较少了。其中HCM2000给出了不同自由流车速下单车道匝道和双车道匝道基本路段通行能力的近似经验值。 2.4.3 匝道端部通行能力的计算方法

HCM2000将匝道端部影响区划定为长度为自合（分）流点向后（前）1500ft，宽度为加、减速车道以及主线上最外侧两条车道之间的范围。认为匝道会对主线最外侧两条车道上的交通造成影响。匝道端部服务水平评价的基本思路为：“计算主线最外侧两条车道上的交通量——计算各控制点的通行能力值并验证其饱和度——计算合（分）流区的平均密度——得出端部的服务水平”。

IHCM中缺少与匝道端部服务水平评价或是通行能力计算相关的内容。 《交通工程学》将匝道分为孤立匝道和非孤立匝道，对非孤立匝道，还需考虑相邻匝道的影响。匝道端部服务水平评价时仅考虑到了匝道对主线上最外侧那条车道的影响，评价的基本思路为：“计算主线最外侧车道的交通量——计算检验点交通量——确定检验点的服务水平”。

不管是HCM2000或是《交通工程学》，都没有给出匝道端部通行能力的计算方法或经验值。所以，设计中只能采用“验算法”，即先将几何构造物初步设计出来，再作相应服务水平的分析计算，若不满要求，则需对初步设计方案进行修改，直至满足为止。

2.4.4 主线基本路段通行能力的计算方法

HCM2000将主线基本路段定义为不受交织区或匝道影响的主线路段。对基本路段进行运行分析的步骤为：“确定自由流车速及高峰15min流率——查速度－流量经验曲线可得基本路段的平均车速——计算基本路段的密度——查得主线基本路

段的服务水平”。 设计中，可直接查取速度－流量经验曲线得到给定自由流车速的路段在某一服务水平下所对应的最大服务交通量，即为该服务水平下的通行能力。

IHCM认为主线基本路段所能承担的最大流量与设计车速、饱和度、车道数、车行道宽、及重型车比例有关，并给出了四车道主线基本路段最大流量的计算公式，当主线饱和度达到1.0时，车行道的最大流量即为通行能力。

《交通工程学》认为主线基本路段的通行能力与主线的设计车速、饱和度、车道数、车道宽、重型车及驾驶员特性有关，并给出了基本路段通行能力的计算公式，思路为：“各级服务水平所对应的最大服务交通量——该服务水平下车行道的通行能力”。

综上，除IHCM以外，HCM2000与《交通工程学》都将基本路段的通行能力与服务水平联系起来了。

3 互通式立交组成部位通行能力的研究

文中“立交组成部位”主要是指立交交织区、匝道基本路段、匝道端部、主线基本路段以及合（分）流区主线[15][16]，“通行能力”主要指“设计通行能力”和“实际通行能力”。我们的观点为：通行能力与服务水平密切相关。某一服务水平下立交某一组成部位的设计通行能力即该服务水平下该组成部位所能服务的最大交通量。对设计通行能力进行重型车、驾驶员特性等修正即为实际通行能力。

目前，世界各国中，属美国对互通式立交的研究较多，主要成果有HCM2000、AASHTO等。其中，HCM2000以大量实测数据为基础，回归得到各组成部位车流密度计算的经验公式，从而得到服务水平，进而进行运行质量分析。

本文主要以HCM2000交通运行质量分析理论为基础，采用“逆推法”的思路来计算立交各组成部位的通行能力。“逆推法”是一种以服务水平为基础的方法，即先给定一服务水平，查取该服务水平对应的服务水平指标（如车流密度、行驶车速、饱和度等）最大值，然后依据经验公式反推得到该服务水平所对应的最大服务交通量，该最大服务交通量即为这一服务水平下的通行能力。

3.1 交织区通行能力的计算

受HCM2000交织区服务水平评价方法以及《交通工程学》交织区通行能力计算方法的启发，若已知交织区自由流车速、流量比、交织长度和交织车道数，则可采用逆向思维的方式（“逆推法”）来计算各级服务水平对应的交织区最大服务交通量，即设计通行能力[18][31]。为了简化计算，我们采用《交通工程学》推荐的以交织车流平均密度及非交织车流平均密度为基础的服务水平评价指标表3-1。交织区通行能力计算的思路见图3-1，具体为：

1. 确定交织区预计达到的服务水平指标，查表3-1得各级服务水平所对应的最

小交织车速Sw(min)和最小非交织车速Snw(min)；

2. 按式3-1（A类）、3-2（B类）或3-3（C类）计算交织车辆所使用的车道数

Nw，以检验约束类型；

为非约束运行，从表2-2中查出非约束运行所需常数a、3. 当Nw

b、c、d，代入式3-4计算Sw(min)和Snw(min)对应的交通量v1和v2，则

min(v1,v2)即为交织区的设计通行能力；

4. 当Nw>Nw(max)时，为约束运行，取Nw=Nw(max)，由式3-5（A类）、3-6

′

（B类）或3-7（C类）可求出Sw(min)（A类）或(Snw－Sw)(min)（B、C′

类）：对于A类交织，直接将此Sw(min)及从表2-2中查出的常数a、b、c、

′'d代入式3-4，求出相应交通量v1，则minv1,v2,v1即为交织区设计通行能力；对于B、C类交织，在式(Snw－Sw)(min)中取Sw=Sw(min)即可得

′′

Snw(min)，将此Snw(min)及从表2-2中查出的常数a、b、c、d代入式3-4，

()

′

求出的v2即为交织区的设计通行能力；

5. 设计通行能力经重型车修正及驾驶员特性修正后即为实际通行能力[33]。

表3-1 交织区服务水平标准[4]

服务水平等级

最小平均交织速度（km/h）最小平均非交织速度（km/h）

A 85 90

主要计算公式如下：

0.5710.234

NVRL1.2()A类交织Nw=

0.438

Sw

式3-1

B类交织Nw=N0.085+0.703(VR)+71.−0.011(Snw−Sw)

C类交织Nw=N[0.761+0.047(VR)−0.00036L−0.0031(Snw−Sw)]

[]

式3-2 式3-3

d

式3-4 (0.6214SFF−10)(3.2808L)0.6214Sw(Snw)−15)−(3.2808L)

v=N b

a(1+VR)

d

()

1

c

0.74N(VR)0.571L0.234

A类交织Sw=3.036

w

2.283

89.41Nw

式3-5

B类交织(Snw−Sw)=7.599+62.853(VR)+6496.−

C类交织(Snw−Sw)=244.94+15.13(VR)−0.116L−式中，

Nw-交织车辆所用的车道数（不一定是整数）；

N-交织区段的车道数；

式3-6 式3-7

321.86Nw

L-交织区段的长度，m；

VR-流量比，VR=vw/v；

Sw-交织区交织车辆的平均车速，km/h； Snw-交织区非交织车辆的平均车速，km/h；

v-交织区最大服务交通量即设计通行能力，pcu/h；

a、b、c、d-常数，查表2-2；

Nw(max)-各种交织类型交织车辆所能使用的最大车道数，A、B、C三类交织

的Nw(max)分别为1.4、3.5、3.0。

图3-1 交织区通行能力计算流程图

为检验模型精度，我们将上述“逆推法”应用于自由流车速SFF=100km/h的B类交织区，计算其在E级服务水平下的设计通行能力，并以HCM2000推荐的经验值为基础，计算误差，结果列于表3-2。

表3-2 “逆推法”模型检验表（SFF=100km/h、B类交织区、E级服务水平）

L（m）

VR

计算值

误差

计算值

误差

计算值

误差

计算值7050b7050b7050b7050b7050b7050b9400b9400b9400b9400b9400b6670f5760f11750b11750b11750b10000f8000f6670f5760f

误差

计算值

误差

7050b7050b7050b7050b7050b20.2%12.3%9400b9400b9400b9400b9400b6670f11750b11750b11750b10000f

0.0%1.7%10.7%2.1%

bbbbbbbbbbbffbbbffffbbbb3

车道

bbbb7050b24.4%bbbb4车道

bbbbcb18.7%bbbb5车道

cbcfcfcfcf8000f6670f5760f注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；f-交织区通行能力受最大允许交织流率的限制。

b-交织区通行能力受路段设计通行能力的限制，表中三车道、四车道和五车道基本路段的设计通行能力分别取为7050pcu/h、9400pcu/h、11750pcu/h[2]；

从表3-3可以看出，上述“逆推法”在计算交织区（特别是流量比VR≤0.3的交织区）设计通行能力时准确度较高，基本能满足设计精度要求。

立交设计时，经常采用C级服务水平。为此，这里我们给出C级服务水平下A、B、C三类交织区分别在自由流车速为50km/h、60km/h、80km/h和100km/h时的设计通行能力，详见表3-3~3-14。

表3-3 A类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=120km/h

VR

L（m）

3车道

1817cc 1119cccc 425ccccc2121cccc

4车道

ccc3360cccc

cc5车道

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-4 A类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=110km/h

VR

L（m）

2734 2245 1872 1582

4843 3976 3316 2803

6766 5554 4632 3915

8578 7042 5873 1426

10311 8464 7059 1044c

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4

cccccc0.1 0.2

3646 2993

6457 5301

9021 7406

11437 9389

13748 11286

1721ccc4车道

ccc0.1

4557

8071

11277

14296

17185

2743cccc5车道

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-5 A类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=100km/h

VR

L（m）

2125 1745 1455 1230

3764 3090 2577 2178

5259 4317 3600 3043

6667 5473 4564

8014 6579 5487

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4

1038cc

cccc0.1 0.2

2833 2326

5019 4120

7012 5756

8889 7297

10685 8772

1324ccc4车道

c0.1

3542

6273

8765

11111

13357

2129cccc5车道

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-6 A类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=80km/h

VR

L（m）

925 759 633 535

1638 1345 1121 948

2288 1879 1567 1324 2901 2382 1986

3487 2863 2387

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4

278c276c0.1 0.2

1233 1012

2184 1793

3051 2505

3868 3175

4650 3817

542c4车道

c920c5车道

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-7 B类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=120km/h

VR

L（m）

8639 6572 5110 4048 2829 1921 1335 11519 8763 6814 5398 3772

14174 10782 8384 6053 4001 2717 1888 18898 14377 11179 8071 5335 3622 2518 1787 23623 17971 13974 10088 6669

18935 14404 11201 7413 4900 3327 2313 25246 19206 14934 9885 6534 4436 3083 2188 31558 24007 18668 12356 8167 3854

23254 17690 13354 8560 5659 3842 2670 31006 23587 17805 11414 7545 5122 3560 2527 38757 29484 22256 14267 9431 4451

27272 20747 14930 9571 6326 4295 2986 36363 27663 19906 12761 8435 5727 3981 2825 45454 34579 24883 15951 10544 4976

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4 0.5 0.6 0.7 0.1 0.2 0.3

4车道

0.4 0.5

c c c 0.1 0.2

14398 10953

c

5车道

c c

ccc cc

4592cc注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-8 B类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=110km/h

VR

L（m）

6527 4965 3861 3059 2276 1545 1074 8702 6620 5148 4078 3034

10708 8146 6334 4869 3219 2185 1519 14277 10861 8446 6492 4291

14305 10882 8462 5963 3942 2676 1860 19073 14510 11283 7951 5256

17568 13365 10392 6886 4552 3090 2148 23424 17820 13856 9181 6069

20604 15674 12009 7699 5089 3455 2402 27472 20899 16012 10265 6785

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4 0.5 0.6 0.7 0.1 0.2 0.3

4车道

0.4 0.5

ccc0.1 0.2

10878 8275

17847 13577 10557 8115

23841 18137 14103 9939

29280 22275 17320 11476

34340 26124 20015 12831

c

5车道

c

cccccccc注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-9 B类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=100km/h

VR

L（m）

4603 3501 2723 2157 1722 1169 577 6137 4669 3630 2876 2297

7552 5745 4467 3539 2436 1654 816 10069 7660 5956 4719 3248

10088 7675 5968 4513 2983 2025 999 13451 10233 7957 6018 3978

12390 9425 7329 5211 3445 2339 1154 16520 12567 9772 6948 4593

14531 11054 8595 5826 3851 2615 1290 19374 14739 11461 7769 5135

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4 0.5 0.6 0.8 0.1 0.2 0.3

4车道

0.4 0.5

ccc0.1 0.2

7671 5836

12586 9575 7445

16814 12791 9946

20650 15709 12215

24218 18423 14326

c

5车道

ccccc1395ccc注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-10 B类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=80km/h

VR

L（m）

1453 1105 860 681 548 418 290 206 1937 1474 1146 908 731 / / 2422 1842

2384 1814 1410 1117 870 591 411 292 3179 2418 1880 1490 1161 788 548 389 3973 3023 2350 1862 1451 985

3185 2423 1884 1492 1066 724 503 357 4246 3230 2512 1990 1422 965 671 476 5308 4038 3140 2487 1777 1206 839

3911 2975 2314 1833 1231 836 581 412 5215 3967 3085 2444 1641 1114 775 550 6519 4959 3856 3055 2052 1393 968

4587 3490 2713 2082 1376 934 650 461 6116 4653 3618 2776 1835 1246 866 615 7645 5816 4522 3470 2294 1557 1083

0.1 0.2 0.3

3车道

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.1 0.2 0.3

4车道

0.4 0.5 0.7 0.8 0.1 0.2

c

c

5车道

c 0.5 0.6

/ /

645c

cc注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-11 C类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=120km/h

VR

L（m）

6845 5330 4234 3422 2667 9127 7107 5646 4562 3556

11512 8964 7121 5671 3892 15349 11952 9495 7561 5190

15603 12150 9652 7074 4856 20805 16200 12870 9432 6474 26006 20250 16087

19361 15076 11977 8276 5681 25814 20101 15969 11035 7574 32268 25126 19961 13794 9468

22888 17822 14004 9347 6416 30517 23763 18672 12463 8554 38146 29704 23340 15579 10693

0.1 0.2

3车道

0.3 0.4 0.5 0.1 0.2

4车道

0.3 0.4 0.5

cc cc

5车道

cc

ccc ccc

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-12 C类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=110km/h

VR

L（m）

5356 4170 3313 2677 2188 7141 5561 4418 3570 2917

9007 7014 5572 4503 3193 12010 9352 7429 6004 4258

12209 9507 7552 5804 3984 16278 12675 10070 7739 5312 20348 15844 12587

15148 11796 9371 6790 4661 20198 15728 12495 9054 6214 25247 19660 15618 11317 7768

17908 13945 11078 7669 5264 23878 18593 14771 10226 7019 29847 23241 18464 12782 8773

0.1 0.2

3车道

0.3 0.4 0.5 0.1 0.2

4车道

0.3 0.4 0.5

cc cc

5车道

cc

ccc ccc

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-13 C类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=100km/h

VR

L（m）

3946 3072 2441 1972 1618 5261 4097 3254 2630 2157

6636 5167 4105 3317 2479 8848 6889 5473 4423 3305

8994 7004 5564 4496 3092 11992 9338 7418 5995 4123 14990 11673 9273

11160 8690 6904 5271 3618 14880 11587 9205 7028 4824 18600 14483 11506 8785 6030

13193 10273 8161 5953 4086 17591 13697 10882 7937 5448 21988 17122 13602 9922 6810

0.1 0.2

3车道

0.3 0.4 0.5 0.1 0.2

4车道

0.3 0.4 0.5

cc 11473c

5车道

6644c

3937cc 2371cc

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

表3-14 C类交织区在C级服务水平下的设计通行能力—SFF=80km/h

VR

L（m）

1439 1120 890 719 590 1918 1494 1187 959 786 / / /

2420 1884 1497 1210 973 3226 2512 1996 1613 1297 / / /

3279 2554 2029 1639 1214 4373 3405 2705 2186 1618 5466 4256 3381

4069 3169 2517 2034 1420 5426 4225 3356 2712 1893 6782 5281 4195 3390 2366

4811 3746 2976 2336 1603 6414 4994 3968 3115 2138 8018 6243 4960 3893 2672

0.1 0.2

3车道

0.3 0.4 0.5 0.1 0.2

4车道

0.3 0.4 0.5 0.1 0.2

5车道

0.3

5202c 3022c

注：表中通行能力单位为pcu/h；c-约束运行下的交织区通行能力；

交织区通行能力还受到路段设计通行能力和最大允许交织流率的限制，应取三者中的最小值。

3.2 合（分）流区主线通行能力的计算

受出入口车辆分流、合流的影响，合（分）流区主线的通行能力也会较基本路段有所下降。对于合（分）流区的主线，若已知几何构造及交通组成，同样可以采用“逆推法”计算其通行能力。基本步骤为：

1. 给定一服务水平LOS，查服务水平列表3-15得到该服务水平所对应的合

（分）流区最大平均车流密度值DR；

将最大车流密度DR代入下列相应公式，计算驶入合（分）2. 根据出入口构造，

流区的主线最大车流量vF，即为该服务水平下合（分）流区主线的设计通行能力；