公路通行能力的測(cè)算和車(chē)速——流量關(guān)系的建立

1、公路通行能力的測(cè)算和車(chē)速流量關(guān)系的建立張劍飛【交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院北京100010】摘要：本文采用理論分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)不同等級(jí)道路的通行能力及不同車(chē)型的車(chē)速與流量關(guān)系進(jìn)行了較深入的研究，并建立了相應(yīng)的于公路運(yùn)輸?shù)暮暧^(guān)分析，對(duì)用于交通工程分析也有著較好的參考數(shù)學(xué)模型，可應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：公路通過(guò)能力車(chē)速流量關(guān)系研究1簡(jiǎn)介在公路投資分析和交通工程中，經(jīng)常要用到道路通行能力及車(chē)速流量關(guān)系，國(guó)外對(duì)不同的道路及交通特性條件下車(chē)速與交通量及通行能力的關(guān)系 做過(guò)大量的的研究，其中最有影響的莫過(guò)于1965年出版的美國(guó)道路通行能力手冊(cè)(Highway Capacity Manual，簡(jiǎn)稱(chēng)HCM

2、)以及后來(lái)的1985年修訂本。最近，世界銀行又在印度尼西亞開(kāi)展了一項(xiàng)大規(guī)模的公路通行能力研究，其研究結(jié)論中不少與HCM的結(jié)論相似。國(guó)內(nèi)在這方面也開(kāi)展過(guò)一些研究，交通部公路科研所完成了雙車(chē)道公路通行能力研究，交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院與全國(guó)5個(gè)省的交通部門(mén)協(xié)作完成山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)指標(biāo))研究等，指標(biāo)的研究建立了山區(qū)低等級(jí)公路的車(chē)速流量關(guān)系。但從總體上說(shuō)，這方面研究無(wú)論是在深度還是在廣度上均是有限的。19941995年，交通部和世界銀行聯(lián)合委托我院及澳大利亞的RUSTPPK公司和蔡摩根公司一道開(kāi)展了“公路投資優(yōu)化和可行性方法改善研究”工作，用理論分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證相結(jié)合的辦法，對(duì)不同道路等級(jí)

3、的通行能力及不同車(chē)型的車(chē)速流量關(guān)系做了比較深入的研究，并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。本文將介紹這一研究的主要成果。應(yīng)當(dāng)指出，這里建立的車(chē)速流量關(guān)系及公路通行能力主要是針對(duì)可行性研究中的測(cè)算車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本而建立的，它的應(yīng)用范圍主要是宏觀(guān)分析。如果用于交通工程分析，則模型還應(yīng)更細(xì)一些，如道路的局部幾何條件等均應(yīng)考慮在內(nèi)。2公路和車(chē)輛分類(lèi)2.1公路的分類(lèi)我國(guó)公路目前分為兩大類(lèi)：汽車(chē)專(zhuān)用公路和普通公路。汽車(chē)專(zhuān)用公路又分為高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路；普通公路分為二、三級(jí)和四級(jí)公路，各類(lèi)公路的幾何要求在公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格的定義，這里不再贅述。2.2車(chē)輛的分類(lèi)和換算系數(shù)目前我國(guó)將汽車(chē)分為六類(lèi)，即小客車(chē)、大客

4、車(chē)、小貨、中貨、大貨、拖掛，考慮到面包車(chē)(包括中巴)和小轎車(chē)雖然同屬小客車(chē)，但它們的動(dòng)力性能、行駛速度區(qū)別較大，在本次研究中又對(duì)它們加以區(qū)分。各類(lèi)車(chē)輛換算系數(shù)(以中型汽車(chē)為標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型)如表1。表1車(chē)輛類(lèi)型換算系數(shù)車(chē)輛類(lèi)型換算系數(shù)小轎車(chē)0.5中貨1.0面包0.5大貨1.0大客1.0拖掛1.5小貨1.0拖拉機(jī)1.03公路通行能力的測(cè)算公路通行能力是指在給定的道路和交通條件下，公路上的某個(gè)斷面或某個(gè)規(guī)定的路段上單位時(shí)間內(nèi)平均能夠通過(guò)的最大車(chē)輛數(shù)，一般采用小時(shí)為單位，故通行能力一般以每小時(shí)能夠通過(guò)的最大車(chē)輛數(shù)計(jì)。道路條件是指公路的幾何特性，包括車(chē)道的數(shù)量和寬度、路肩寬度、側(cè)向系寬、設(shè)計(jì)車(chē)速、平面和縱面線(xiàn)

5、型等要素。交通條件是指道路上交通流的特性，包括車(chē)型分布、交通量的大小及車(chē)流在不同車(chē)道上的分布等要素。在“標(biāo)準(zhǔn)”或“理想”條件下的通行能力為基本通行能力，在這里，我們將符合公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的道路稱(chēng)之為滿(mǎn)足“標(biāo)準(zhǔn)”條件。一個(gè)路段確實(shí)能達(dá)到的通行能力稱(chēng)為實(shí)際通行能力，它是通過(guò)考慮道路、交通條件后對(duì)基本通行能力修正后獲得的。當(dāng)實(shí)際交通條件與“理想”條件不同時(shí)，在本研究中所采取的處理方法是在計(jì)算交通量時(shí)按換算系數(shù)將不同類(lèi)型的車(chē)輛換算成標(biāo)準(zhǔn)中型車(chē)，建立車(chē)速流量曲線(xiàn)時(shí)分車(chē)型進(jìn)行。在影響通行能力的各種幾何條件中，路面寬度是最主要的因素，當(dāng)路面寬度與公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的要求的寬度不同時(shí)，必須對(duì)基本通行能力進(jìn)行修

6、正。公路兩側(cè)的商業(yè)活動(dòng)、停車(chē)、行人活動(dòng)等通常稱(chēng)為路邊“摩阻”，它們也會(huì)對(duì)通行能力產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，路邊“摩阻”也會(huì)對(duì)車(chē)速產(chǎn)生影響。對(duì)公路來(lái)說(shuō)，路邊“摩阻”對(duì)車(chē)速的影響比對(duì)通行能力的影響要大一些，因此，我們這次采取了修正車(chē)速而不修正通行能力的做法。根據(jù)美國(guó)道路通行能力手冊(cè)所述，水平直線(xiàn)上的4車(chē)道、路面寬為14m的公路路段的理論通行能力為4000標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h，或1000標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/車(chē)道/h(2000小汽車(chē)/車(chē)道/h)，由于我國(guó)車(chē)輛的動(dòng)力性能較差及存在著混合交通(這樣外側(cè)車(chē)道路利用不充分)，理論通行能力將小于這一數(shù)字。根據(jù)對(duì)廣佛高速公路觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，每小時(shí)每個(gè)車(chē)道能力約為800輛中型車(chē)，因此，我們以這

7、一數(shù)值作為高速公路和一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的基本通行能力。平原地區(qū)路面寬為9m的雙車(chē)道三級(jí)公路的基本通行能力約為1200輛/h中型車(chē)，其它各種等級(jí)公路的基本通行能力均以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并考慮車(chē)道寬度、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和路肩寬度而測(cè)算的。各類(lèi)公路的基本通行能力見(jiàn)表2 。由于雙向車(chē)道公路需要利用對(duì)方行車(chē)道超車(chē)，在考慮通行能力時(shí)必須考慮雙向交通量，因此，雙車(chē)道公路的通行能力是指兩個(gè)車(chē)道雙向能夠通過(guò)的最大交通量，而不是某個(gè)方向、某個(gè)車(chē)道的通行能力。汽車(chē)專(zhuān)用公路及普通公路基本通行能力表2道路類(lèi)別等級(jí)地形車(chē)道寬度(1)(m)路肩寬度(m)通行能力(2)汽車(chē)專(zhuān)用公路高速公路平原微丘區(qū)3.752.50800山嶺重丘區(qū)3.7

8、52.5/2.0750一級(jí)平原微丘區(qū)3.752.50800山嶺重丘區(qū)3.502.5/2.0750二級(jí)平原微丘區(qū)8.003.001200山嶺重丘區(qū)7.501.51100普通公路二級(jí)平原微丘區(qū)9.003.001200山嶺重丘區(qū)7.000.50800三級(jí)平原微丘區(qū)7.001.50700山嶺重丘區(qū)7.001.50600四級(jí)平原微丘區(qū)3.500.0200山嶺重丘區(qū)3.500.0180注：(1)指汽車(chē)專(zhuān)用公路單車(chē)道寬度或普通公路的雙車(chē)道寬度；(2)汽車(chē)專(zhuān)用公路和普通公路分別以(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h/車(chē)道)和(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h)為單位。高速公路和一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)道寬度是固定的，即在平原微丘區(qū)每個(gè)車(chē)道為3.75m，山嶺重

9、丘區(qū)為3.5m，因此，不需要做寬度修正。但是，路面寬度對(duì)其它公路的通行能力卻有著十分重要的影響，當(dāng)路面寬度與公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬度有出入時(shí)，必須考慮采用寬度修正系數(shù)對(duì)基本通行能力進(jìn)行修正，亦即：C=fw*Co式中：C實(shí)際通行能力；fw寬度調(diào)整系數(shù)；CO基本通行能力。某個(gè)等級(jí)公路的寬度修正系數(shù)是這樣測(cè)算的：首先測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)寬度下的基本通行能力，并測(cè)算一個(gè)假想的4車(chē)道、路面寬度為14m的同類(lèi)公路的基本通行能力，然后采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法求取修正系數(shù)。寬度修正系數(shù)fw可以通過(guò)下式計(jì)算：fw=aW+b式中：W 行車(chē)道寬度；a，b系數(shù)，見(jiàn)表3。寬度修正系數(shù)表3公路類(lèi)別等級(jí)地形ab汽車(chē)專(zhuān)用公路二級(jí)平原微丘區(qū)0.2

10、2-0.778山嶺重丘區(qū)0.196-0.269普通公路二級(jí)平原微丘區(qū)0.250-1.250山嶺重丘區(qū)0.286-1.000三級(jí)平原微丘區(qū)0.265-0.857山嶺重丘區(qū)0.286-1.000四級(jí)平原微丘區(qū)0.619-1.167山嶺重丘區(qū)0.619-1.167平原地區(qū)車(chē)道寬度對(duì)通行能力的影響見(jiàn)圖1 。4車(chē)速流量關(guān)系4.1簡(jiǎn)介車(chē)速流量關(guān)系一般形式如圖2所示，當(dāng)交通量較小時(shí)，車(chē)輛之間的干擾不大，高速行駛的車(chē)輛超車(chē)機(jī)會(huì)較多，此時(shí)，車(chē)輛行駛的速度主要取決于其機(jī)械性能和道路幾何特性，我們稱(chēng)這時(shí)交通流狀態(tài)為自由狀態(tài)。隨著流量的增大，車(chē)速也隨之降低，開(kāi)始時(shí)，降低的速度不是很大，當(dāng)交通量接近道路的通行能力時(shí)，降

11、低的速度增大。當(dāng)交通量達(dá)到通行能力時(shí)，車(chē)流量達(dá)到最大值。當(dāng)更多的車(chē)輛試圖進(jìn)入道路時(shí)，交通流變得不穩(wěn)定，流量開(kāi)始下降，同時(shí)車(chē)速也會(huì)進(jìn)一步下降。對(duì)車(chē)速流量關(guān)系產(chǎn)生影響的主要因素包括：(1)地形及道路幾何特性，如平縱線(xiàn)型、視距等；(2)車(chē)輛特性；(3)非機(jī)動(dòng)車(chē)的混入；(4)路邊“摩阻”。4.1.1對(duì)地形及道路幾何特性的影響考慮道路的平面線(xiàn)型及視距在設(shè)計(jì)中往往取決于設(shè)計(jì)車(chē)速，而設(shè)計(jì)車(chē)速又與地形及道路等級(jí)密切相關(guān)。為此，我們針對(duì)不同道路等級(jí)及地形(平原/微丘區(qū)和山嶺/重丘區(qū))分別建立了車(chē)速流量關(guān)系。縱坡對(duì)車(chē)速的影響主要取決于坡度、坡長(zhǎng)以及車(chē)輛的爬坡性能 ，在平原微丘區(qū)，縱坡對(duì)車(chē)速的影響非常小，通常可以忽

12、略不計(jì)，山嶺重丘區(qū)縱坡對(duì)車(chē)輛的影響是通過(guò)修正系數(shù)來(lái)反映的。4.1.2對(duì)車(chē)輛特性的影響的考慮由于不同汽車(chē)之間的機(jī)械性能差異很大，它們對(duì)應(yīng)的車(chē)速流量關(guān)系也有很大的不同，為了能反映這種差異，我們分別建立了不同車(chē)型的車(chē)速流量關(guān)系，考慮的車(chē)型有以下7種：(1)小轎車(chē)，(2)面包車(chē)，(3)大客車(chē)，(4)小貨，(5)中貨，(6)大貨，(7)拖掛。4.1.3對(duì)非機(jī)動(dòng)車(chē)的影響的考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)(如人力車(chē)、自行車(chē))對(duì)車(chē)輛的行駛速度有相當(dāng)大的影響，考慮的方法有兩種：一是將非機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)車(chē)(如標(biāo)準(zhǔn)中型車(chē))，然后在計(jì)算車(chē)速時(shí)將其計(jì)入交通量；或者根據(jù)非機(jī)動(dòng)車(chē)流量的大小測(cè)算需要的行駛寬度，然后在計(jì)算通行能力時(shí)在路面寬度中將

13、這部分扣除。前一種方法實(shí)際上修正的是交通量/通行能力比(v/c比)中的分子，而后者則是修正的分母，盡管大家對(duì)這兩種方法尚存不少爭(zhēng)議，但在目前條件下兩種方法均可使用，相對(duì)而言，前一種方法更為直觀(guān)和通俗易懂一些，因此本次研究采用前一種方法。4.1.4對(duì)路邊摩阻影響的考慮路邊摩阻通常是指那些對(duì)車(chē)速帶來(lái)負(fù)面影響的開(kāi)發(fā)活動(dòng)，如人行道、交叉口、街邊商店，影響的程度取決于開(kāi)發(fā)的程度。由于這種開(kāi)發(fā)程度很難定量描述，因此建立一套標(biāo)準(zhǔn)的修正系數(shù)的難度很大。然而，對(duì)于某個(gè)特定的路段，這種修正系數(shù)卻不難確定，可以通過(guò)比較實(shí)際行駛時(shí)間與理論行駛時(shí)間(得自車(chē)速流量關(guān)系)來(lái)確定。因此，在這個(gè)研究中我們建議采取這種處理方式。

14、4.2車(chē)速流量關(guān)系的型式多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路與單車(chē)道或雙車(chē)道普通公路的主要區(qū)別在于超車(chē)機(jī)會(huì)。對(duì)單車(chē)道或雙車(chē)道普通公路而言，車(chē)輛的超車(chē)機(jī)會(huì)取決于雙向流量以及車(chē)速的分布，當(dāng)超車(chē)視距不夠時(shí)，所有希望超車(chē)的車(chē)輛形成一個(gè)車(chē)隊(duì)，其行駛速度受車(chē)隊(duì)中速度最慢的車(chē)輛控制。因此，在道路的通行能力尚未達(dá)到時(shí)，不同車(chē)型車(chē)輛的行駛速度即趨一致。對(duì)多車(chē)道公路而言，一個(gè)方向至少有兩個(gè)車(chē)道，超車(chē)可以在一個(gè)行駛方向完成，超車(chē)所需要的車(chē)頭間距將小很多。因此，只有在交通量接近通行能力時(shí)不同車(chē)型的車(chē)速才能趨一致。二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及普通公路、多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速流量的一般關(guān)系見(jiàn)圖3。每條曲線(xiàn)代表一種車(chē)型的車(chē)速流量關(guān)系。從圖中可以看出

15、，單、雙車(chē)道普通公路及二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)輛的行駛車(chē)速隨交通量增大而降低，當(dāng)交通量達(dá)到一定水平(未達(dá)到通行能力)時(shí)不同車(chē)輛的行駛速度 趨于一致，然后各種車(chē)輛以相同的車(chē)速行駛直至達(dá)到通行能力。我們將車(chē)速趨于一致時(shí)的交通量定義為收斂交通量，相應(yīng)的車(chē)速為收斂車(chē)速；達(dá)到通行能力時(shí)的交通量為飽和交通量，相應(yīng)的車(chē)速為飽和車(chē)速 。對(duì)于汽車(chē)專(zhuān)用公路而言，當(dāng)交通量較小時(shí)，不同的車(chē)型其行駛速度也有所不同，隨著交通量的增大，所有的車(chē)速均有所下降，當(dāng)交通量達(dá)到通行能力時(shí)，所有的車(chē)輛均以飽和車(chē)速行駛。5車(chē)速流量關(guān)系的研究5.1山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究指標(biāo)研究共收集了5省范圍內(nèi)的163個(gè)路段的資料，這些路段覆蓋了山區(qū)二、

16、三、四級(jí)普通公路，我院在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后建立了圖3(a)所示的車(chē)速流量關(guān)系，數(shù)學(xué)關(guān)系式見(jiàn)下式：式中： So縱坡為3%時(shí)的車(chē)速；v/c交通量與通行能力之比(v/c比)；(v/c)m車(chē)速收斂時(shí)的v/c比；a，b，a1，b2回歸系數(shù)。當(dāng)縱坡大于3%時(shí)，需要對(duì)車(chē)速進(jìn)行修正，修正系數(shù)的公式如下：式中：fg 坡度修正系數(shù)；c、d系數(shù)。指標(biāo)是我國(guó)首次大規(guī)模進(jìn)行這方面的研究，比較系數(shù)、完整，其結(jié)果比較可信。因此，在建立普通山區(qū)公路的車(chē)速流量模型時(shí)，我們直接引用了這些關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)，調(diào)整后建立了平原地區(qū)的車(chē)速流量關(guān)系。5.2研究范圍本次研究主要收集了指標(biāo)研究未覆蓋的高速公路、一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路和二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)

17、用公路。二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速流量關(guān)系與普通二級(jí)公路相似，它們的主要區(qū)別在于二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的自由流車(chē)速、收斂及飽和車(chē)速比普通二級(jí)公路要高一些。本次研究特針對(duì)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路這些指標(biāo)采集了數(shù)據(jù)。由于國(guó)內(nèi)關(guān)于高速公路和一級(jí)專(zhuān)用公路車(chē)速流量關(guān)系的研究有限，很難基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)建立車(chē)速流量關(guān)系，因此，我們進(jìn)行了比較大范圍的實(shí)地觀(guān)測(cè)，收集了更多的資料。通過(guò)分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，我們測(cè)算了自由流下各種車(chē)型的車(chē)速。需要指出的是除廣佛路以外，幾乎所有的調(diào)查路段交通量均不大，收斂車(chē)速及飽和車(chē)速只能參照一般經(jīng)驗(yàn)以及美國(guó)道路通行能力手冊(cè)和印度尼西亞研究結(jié)果進(jìn)行確定。本次研究實(shí)測(cè)的路段主要為近年來(lái)完成的高速公路和一、二級(jí)汽車(chē)

18、專(zhuān)用公路，年平均日交通量在500030000輛中型車(chē)之間，既包括平原地區(qū)的公路，也包括山區(qū)公路，路段的基本情況見(jiàn)表4。觀(guān)測(cè)路段一覽表表4省份路名路段編號(hào)路段長(zhǎng)度(km)縱坡(%)地形總車(chē)道數(shù)車(chē)道寬度(m)路肩寬度(m)遼寧沈大高速11.82.3微丘43.752.521.64.043.752.531.82.243.752.543.03.943.752.5山東濟(jì)青高速12.22.0平原43.752.5山西長(zhǎng)治晉城二專(zhuān)12.03.0重丘24.51.522.13.024.51.532.03.024.51.542.02.024.51.5四川成渝一專(zhuān)12.00.4微丘43.752.2521.55.9山嶺4

19、3.752.2531.55.0山嶺43.5241.54.0山嶺43.752.5廣東廣佛高速13.00.0平原43.752.5車(chē)速及交通量觀(guān)測(cè)采用了“車(chē)牌法”進(jìn)行。采用車(chē)牌法時(shí)，觀(guān)測(cè)者記錄下車(chē)輛進(jìn)出觀(guān)測(cè)路段的時(shí)間以及車(chē)輛種類(lèi)，通過(guò)對(duì)牌照可以計(jì)算每臺(tái)車(chē)輛在路段上的行程時(shí)間，并根據(jù)路段長(zhǎng)度即可計(jì)算車(chē)輛的行駛速度，同種車(chē)輛的平均車(chē)速可以根據(jù)連續(xù)觀(guān)測(cè)的結(jié)果計(jì)算，相應(yīng)的交通量在觀(guān)測(cè)時(shí)也一并記錄，在本次研究中對(duì)每個(gè)路段共觀(guān)測(cè)10h左右。6數(shù)據(jù)分析及研究結(jié)果6.1簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)分析的目的旨在建立車(chē)速流量關(guān)系曲線(xiàn)。如前所述，對(duì)多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路而言，我們需要針對(duì)每種車(chē)型建立完整曲線(xiàn)，而對(duì)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路、普通的二、三

20、、四級(jí)公路，則需要測(cè)算以下參數(shù)：(1)每種車(chē)型在自由流狀態(tài)下的車(chē)速；(2)收斂車(chē)速以及相應(yīng)的V/C比；(3)飽和車(chē)速(車(chē)輛達(dá)到通行能力時(shí)的車(chē)速)。6.2多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路車(chē)速流量關(guān)系6.2.1平原地區(qū)車(chē)速流量關(guān)系圖4 繪出了以廣佛公路數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的車(chē)速流量關(guān)系，基本上與預(yù)期的結(jié)果相符合。從圖4可以看出，大型卡車(chē)的自由流車(chē)速達(dá)80km/h，與其它路段實(shí)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)相差較大，且其隨V/C比變化的速度與其它車(chē)型相比較大。造成這種結(jié)果可能有兩個(gè)原因，一是技術(shù)先進(jìn)的香港大貨的比例較大，二是大貨車(chē)的樣本較少。為了使車(chē)速流量曲線(xiàn)能適用于更大范圍內(nèi)，我們對(duì)大貨曲線(xiàn)進(jìn)行了必要的調(diào)整，從其它路段觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)看，大貨

21、的自由流車(chē)速大致65km/h左右，因此，在調(diào)整時(shí)，我們采用了這一速度作為大貨的自由流車(chē)速。廣佛路數(shù)據(jù)的另一個(gè)缺陷是最大V/C比只有0.8。因此，飽和車(chē)速無(wú)法實(shí)測(cè)到，而只能參照國(guó)際上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。美國(guó)道路通行能力手冊(cè)中采用的飽和車(chē)速為50km/h，印度尼西亞研究的結(jié)果為42km/h，綜合考慮我國(guó)的道路和車(chē)輛特性，我們采用45km/h作為我國(guó)多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路的飽和車(chē)速。以廣佛路數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參照其它路段調(diào)查資料建立車(chē)速流量關(guān)系如下：式中v小時(shí)光通量(標(biāo)準(zhǔn)車(chē))；c通行能力(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h)；a，m，a1，m1回歸系數(shù)。自由流、飽和車(chē)速以及相關(guān)的回歸系數(shù)見(jiàn)表5 ，相應(yīng)的曲線(xiàn)見(jiàn)圖5。平原微丘區(qū)車(chē)速流量關(guān)系

22、主要參數(shù)表5車(chē)型自由流車(chē)速(km/h)飽和車(chē)速(km/h)ama1m1小轎車(chē)96.645.096.55-0.35086.039-0.648面包87.845.087.81-0.24483.288-0.616大客79.145.079.08-0.15478.710-0.559小貨73.745.073.67-0.16071.925-0.469中貨68.345.068.31-0.06070.956-0.455大貨65.045.065.00-0.15062.375-0.327拖掛61.445.061.43-0.10760.227-0.291車(chē)流80.145.080.14-0.17378.843-0.561

23、6.2.2縱坡度對(duì)車(chē)速的影響圖6繪出了交通量在200輛/h以下時(shí)縱坡對(duì)不同車(chē)型行駛速度的影響，從圖6可以看出，不管哪種車(chē)型上坡和下坡都 對(duì)行車(chē)速度帶來(lái)負(fù)面影響。車(chē)速和縱坡呈線(xiàn)性關(guān)系，上坡和下坡的影響相似，產(chǎn)生這種情況的主要原因是車(chē)輛上坡時(shí)制約速度的主要因素是其動(dòng)力性能，而下坡時(shí)制約速度的主要因素是司機(jī)對(duì)安全的考慮。考慮上、下坡對(duì)車(chē)速影響的相似性，我們采用一個(gè)為坡度絕對(duì)值函數(shù)的修正系數(shù)來(lái)反映縱坡對(duì)速度的影響，具體公式如下：fg=1+ag式中：fg坡度修正系數(shù)；g縱坡絕對(duì)值；a系數(shù)。不同縱坡下的車(chē)速調(diào)整系數(shù)見(jiàn)表6，修正系數(shù)曲線(xiàn)見(jiàn)圖7。不同縱坡下的縱坡修正系數(shù)表6車(chē)型a縱坡(%)0123456小轎車(chē)

24、-4.131.000.960.920.880.830.790.75面包-4.421.000.960.910.870.820.780.73大客-4.871.000.950.900.850.810.760.71小貨-4.711.000.950.910.860.810.760.72中貨-5.081.000.950.900.850.800.750.70大貨-5.391.000.950.890.840.780.730.68拖掛-5.161.000.950.900.850.790.740.696.3普通公路及二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速一流量關(guān)系以山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究為基礎(chǔ)，根據(jù)調(diào)查的自由車(chē)速、收斂車(chē)速及飽

25、和車(chē)速，我們建立了二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及二、三、四級(jí)普通公路山區(qū)地形下的車(chē)速流量關(guān)系，其中山區(qū)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路自由流車(chē)速取自長(zhǎng)治晉城二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路，其它數(shù)據(jù)參考國(guó)內(nèi)有關(guān)研究，特別是亞洲開(kāi)發(fā)銀行資助的吉林省公路網(wǎng)規(guī)劃研究。圖8和圖9 分別示出了平原微丘區(qū)和山嶺重丘區(qū)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速流量關(guān)系，其它公路上的車(chē)速流量關(guān)系與它們相似，主要區(qū)別在于關(guān)鍵性的參數(shù)，如自由流車(chē)速、收斂車(chē)速等，這些參數(shù)的測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表7，具體公式如下：二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及一般公路車(chē)速流量關(guān)鍵參數(shù)表7車(chē)輛類(lèi)型平原/微丘區(qū)山嶺/重丘區(qū)自由流車(chē)速(km/h)車(chē)速收斂時(shí)的V/C比收斂車(chē)速(km/h)飽和車(chē)速(km/h)自由流車(chē)速(km/

26、h)車(chē)速收斂時(shí)的V/C比收斂車(chē)速(km/h)飽和車(chē)速(km/h)二級(jí)汽專(zhuān)小轎車(chē)80.00.7545.030.065.60.7540.025.0面包72.70.7545.030.058.60.7540.025.0大客65.50.7545.030.048.90.7540.025.0小貨61.00.7545.030.055.50.7540.025.0中貨56.60.7545.030.051.70.7540.025.0大貨65.50.7545.030.053.40.7540.025.0拖掛50.80.7545.030.045.00.7540.025.0一般二級(jí)小轎車(chē)80.00.7535.020.060

27、.00.7527.014.3面包70.50.7535.020.053.50.7527.014.3大客53.90.7535.020.043.90.7527.014.3小貨60.514.30.7535.020.050.50.7527.014.3中貨56.70.7535.020.046.70.7527.014.3大貨58.40.7535.020.048.40.7527.014.3拖掛50.00.7535.020.040.00.7527.014.3三級(jí)小轎車(chē)60.00.6730.015.050.00.6727.014.0面包58.30.6730.015.048.30.6727.014.0大客46.90

28、.6730.015.039.90.6727.014.0小貨50.00.6730.015.043.10.6727.014.0中貨47.60.6730.015.040.60.6727.014.0大貨45.50.6730.015.038.50.6727.014.0拖掛41.50.6730.015.034.50.6727.014.0四級(jí)小轎車(chē)55.00.6730.015.048.00.6725.012.0面包51.90.6730.015.046.90.6725.012.0大客40.00.6730.015.038.00.6725.012.0小貨44.50.6730.015.042.50.6725.012

29、.0中貨41.70.6730.015.039.70.6725.012.0大貨40.40.6730.015.038.40.6725.012.0拖掛36.30.6730.015.034.30.6725.012.0二級(jí)汽專(zhuān)及一般公路車(chē)速流量關(guān)系及參數(shù)表8車(chē)輛類(lèi)型山嶺重丘區(qū)平原微丘區(qū)車(chē)速系數(shù)縱坡調(diào)整參數(shù)車(chē)速系數(shù)abma1b1cdc1d1abma1b1二級(jí)汽車(chē)小轎車(chē)65.5-0.880.7580.0-1.020.75面包58.6-0.680.7572.7-0.850.75大客48.9-0.360.7565.6-0.670.75小貨55.5-0.580.7561.0-0.540.75中貨51.7-0.460.7585.0-60.000.965-0.1780.909-0.71156.6-0.410.7590.0