浅谈双车道公路通行能力的计算

成盛

摘要：双车道公路是我国公路网中最普遍的一种公路形式，是供车辆分向、分车道行驶，行车道数量为2的公路。在煤矿场外道路的设计中，应用也最为广泛，结合煤矿车流特征，准确分析道路运输能力。

关键词：公路；理想通行能力；服务水平；实际通行能力

公路通行能力反映了公路设施在保持规定的运行质量前提下所能疏导交通流的能力，是公路规划、设计和运营、管理的重要参数。公路通行能力定义为在一定时段和通常的道路、交通与控制条件，以及规定的服务质量要求下，能合理地期望车辆通过车道或道路的一点或均匀断面上的最大小时流率。

双车道公路是我国公路网中最普遍的一种公路形式，是供车辆分向、分车道行驶，行车道数量为2的公路。在煤矿场外道路的设计中，应用也最为广泛，由于我国地形条件复杂，因地形、地物不同而使双车道公路的基本横断面形式存在较大差异，路肩宽度从0.5-2.0m不等。双车道公路具有以下特性：每条车道用于一个方向的交通，只有在视距和对向交通流间隔允许的情况下，车辆才可占用对向车道，超越慢速车辆。双车道公路中任一方向的车辆在行驶过程中，不仅受到同向车辆的制约，还受到对向车流的影响。

理想通行能力，在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的均匀路段或典型横断面上，道路在特定时段内（通常为15min.）所能通过的最大标准车辆小时流率，也称基本通行能力。其中，理想条件是指天气良好、路面状况良好、道路使用者熟悉交通设施且道路中没有任何障碍。理想条件原则上是指对条件更进一步改进时也不能提高通行能力的条件。

服务水平指标体系，尽管都是双车道公路，由于二级公路和三级公路在担负的功能上有所区别，因此，在建立评价其服务质量的指标体系时也就有所不同。二级公路是城市问的主要连接道路，或者是连接高速公路的主要道路，其使用者追求一定的机动性，因此，其服务水平评价指标是运行速度和延误率：而三级公路主要连接小城镇，或作为农村道路，主要解决的是可达性的问题，因此，其使用者并不强调快速，服务水平指标也就不采用运行速度，而仅采用延误率。同时，在双车道公路中，由于实际条件的限制，常常出现不能满足视距要求的路段。由于视距不足的影响，各计算行车速度的服务水平等级各不相同。

一级：交通量小、速度高、驾驶员能自由或较自由地选择行车速度，行驶车辆不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，交通流处于自由流状态，超车需求远小于超车能力，被动延误少，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度高。

二级：随着交通量的增大，速度减小，交通流处于稳定流中间范围；行驶车辆受别的车辆或行人的干扰较大，司机选择速度的自由度受到一定限制，交通流状态处于稳定流的中间范围，有拥挤感。到二级下限时，车辆问的相互干扰较大，开始出现车队，被动延误增加，为使用者提供的舒适便利程度下降，超车需求等于超车能力。

三级：司机选择车辆运行速度的自由度受到很大限制，行驶车辆受别的车辆或行人的干扰很大，交通流处于稳定流的下半部分，并已接近不稳定流范围，流量稍有增长，就会出现交通拥挤，服务水平显著下降。到三级下限时所受的限制已到司机所允许的最低限度，不受限制的超车需求超过了超车能力，但可通行的交通量尚未达到最大值。

四级：行驶车辆受别的车辆或行人的干扰非常大，交通流处于不稳定流状态，靠近下限时每小时可通行的交通量达到最大值，司机已无自由选择速度的余地，车速降到一个低的但相对均匀的数值。这时交通量稍有增加，或交通流出现小的扰动，就会出现交通拥挤，服务水平显著下降。交通流变成强制状态，能通过的交通量很不稳定，其变化范围从通行能力到零，时常发生交通阻塞。

在兼顾节省建设经费和高效运营原则的基础上，二、三级双车道公路在设计过程中通常采用三级服务水平作为设计服务水平。

公路通行能力的影响因素，双车道公路的通行能力与其他类型公路的通行能力一样，受到多种因素的影响，包括路面宽度、地形条件和交通组成、横向干扰。其中，由于双车道公路没有实施横、纵向干扰的隔离，且单方向交通流的行车道仅1条，横向干扰因素成为双车道公路通行能力的重要影响因素。

（1）路面寬度的影响

根据全国各典型地区观测的路面宽度对速度的影响，结果表明：小客车自由流速度随路面宽度的增加而加大，但加宽至12m后，自由流速度趋于平稳，几乎不再增加。

（2）地形条件的影响

地形条件主要影响交通流的自由流速度，其不同等级的影响大约为5km/h，即平原区的自由流速度分别比丘陵和山岭区高5 km/h和10km/h。

（3）交通组成的影响

在双车道公路交通组成与多车道公路一样复杂，分为小型车、中型车、大型车、拖挂车和拖拉机。由于不同道路、交通条件下，不同车型对通行能力的影响有所不同，在实际应用中，需要按照车辆折算系数取值。

（4）横向干扰的影响

影响一般公路通行能力的因素很多，尤其是混合交通条件下，影响因素远比国外的交通情况复杂。在没有控制进入的一般公路上，横向干扰主要取决于公路通过街道或村镇长度、街道或村镇的繁忙程度、各种支路进入主路的交通和行人与骑车人的多少以及路侧停车数量等。

实际通行能力计算：双车道公路的实际通行能力计算公式如下式所不：

SF_i=MSF_i×f_w×f_d×f_f×f_HV

其中，sF i——i级服务水平对应的小时流率，辆/h：四级服务水平对应的小时流率即为实际通行能力；

MSF 1——1级服务水平对应的最大服务交通量，pcu/h：四级服务水平对应的即为理想通行能力；

f_w——路面宽度对通行能力的修正系数；

f_d——方向分布对通行能力的修正系数；

f_f——横向干扰对通行能力的修正系数；

f_HV——交通组成对通行能力的修正系数。

双车道通行能力研究的意义：在煤矿场外道路的设计中，双车道的应用最为广泛，通过对双车道公路通行能力的研究计算，结合煤矿车流特征，准确分析道路运输能力，为矿井及选煤厂场外道路的运输能力提供理论支撑，在设计阶段消除将来可能形成的瓶颈。