装 序 当今世界，科学技术突飞猛进，全球经济一体化趋势进一步加强，科技对于经济增长的作 用日益显著，教育在国家经济与社会发展中所处的地位日益重要。进入新世纪，面对国际国内 经济与社会发展所出现的新特点，我国的高等教育迎来了良好的发展机逼，同时也面临着巨大 的挑战，高等教育的发展处在一个前所未有的重要时期。共一，加入WTO,中国经济已触入到 世界经济发展的进程之中，国家间的竞争更趋激烈，竞争的焦点已更多地体现在高素质人才的 竟争上，因此，高等教育所面临的是全球化条件下的综合竞争。其二，我国正处在由计划经济 向社会主义市场经济过渡的重要历史时期，这一时期，我国经济结构调整将进一步深化，对外 开放将进一步扩大，改苹与实践必将提出许多过去不曾遇到的新问题，高等教育面临加速改羊 以适应国民经济进一步发展的需要。面对达样的形势与要束，党中央国务院提出扩大高等教 育规模，着力提高高等教育的水平与质量。这是为中华民族自立于世界民族之林而采取的极 其重大的战略步粟，阅时，也是为国家未来的发展提供基础性的保证。 为适应高等教育改苹与发展的身要，早在1998年7月，教育部就对高等学校本科专业目 录进行了第四次全面修订。在新的专业目录中，土木工程专业扩大了福盖面，原先的公路与城 市道路工程，桥梁工程，隧道与地下工程等专业均钠入土木工程专业。本科专业目录的调整是 为满足培养“宽口径”复合型人才的要求，对原有相关专业本科教学产生了积极的影响。这 调整是着眼于培养21世纪社会主义现代化建设人才的需要而进行的，面对新的变化，要求我 们对人才的培养规格、培养模式、课程体系和内容都应作出造时调整，以造应要求。 根据形势的变化与高等教育所提出的新的要求，同时，也考虑到近些年来公路交通大发展 所引发的需求，人民交通出版社通过对“八五”、“九五”期间的路桥及交通工程专业高校教材体 系的分析，提出了组织编写一套面向21世纪的具有鲜明交通特色的高等学校教材的设想。这 一设想，得到了原路桥教学指导委员会几乎所有成员学校的广泛响应与支持。2000年6月， 由人民交通出版社发起组织会国面向交通办学的12所离技的专家学者组成面向21世纪交通 版高等学校教材（公路类）编审委员会，并召开第一次会议，会议决定着手组织编写土木工程专 业具有交通特色的道路专业方向、桥梁专业方向以及交通工程专业教材。会议经过充分研讨 确定了包括基本知识技能培养层次、知识技能拓宽与提高层次以及教学辅助层次在内的约 130种教材，范国涵盖本科与研究生用教材。会后，人民交通出版社开始了细致的教材编写组 织工作，经过自由中报及专家推荐的方式，近20所高校的百余名救授承担约130种教材的主 编工作。2001年6月，教材编委会召开第二次会议，全面审定了各门教材主编院校提交的教 学大纲，之后，编写工作全面展开。 面向2！世纪交通版高等学校救材编写工作是在本科专业目录调整及交通大发展的背景 下展开的。教材编写的基本思路是：(1)顺应高等教育改苹的形势，专业基础课教学内容实现 与土木工程专业打通，同时保留原专业的主干课程，既顺应向土木工程专业过液的需要，又保 持服务公路交通的特色，适应完口径复合型人才培养的需要。(2)注重学生基本素质、基本能 1 黑
力的培养，将教材区分为二个主层次与一个辅助层次，即基本知识技能培养层次与知识技能拓 宽与提高层次，辅助层次为教学参考用书。工作的着力点放在基本知识技能培养层次教材的 编写上。(3)日前，中国的经济发展存在地区间的不平衡，各高校之间的发展也不平衡，因此 教材的编写要充分考虑各校人才培养规格及教学需求多样性的要求，尽可能为各校教学的开 展提供一个多层次、系统而全面的教材供给平台。(4)教材的编写在总结“八五”、“九五”工作 经验的基础上，注意体现原创性内容，把瀑好技术发展与教学雪要的关系，务力体现教育面向 现代化、面向世界、面向未来的要求，着力提高学生的创新思维能力，使所偏教材达到先进性与 实用性兼备：(5)配合现代化教学手设的发展，积极配套相应的教学辅件，便利教学。 教材建设是教学改革的重要环节之一，全面做好教材建设工作，是提高教学质量的重要保 证，本套教材是由人民交通出版社组织，由原全国高等学校路桥与交通工程教学指导委员会 成员学校相豆协作骗写的一套具有交通出版社品牌的教材，教材力求反映交通科技发展的先 进水平，力求将合高等育的基本规律。各门教材的主均通过自由中报与专家推荐相结合 的方式确定，他们都是各校相关学科的骨干，在长期的教学与科研实践中积累了丰富的经验。 由他们担纲主编，能够充分体现教材的先进性与尖用性。本套教材预计在二年内完全出齐，随 后，将根据情况的变化而适时更斯。相信这批救材的出版，对于土木工程框架下道路工程、桥 梁工程专业方向与交通工程专业教材的建设将起到有力的促进作用，同时，也使各校在教材选 用方面具有更大的空间。需要指出的是，该批教材中研究生教材占有较大比例，研究生教材多 具有较高的理论水平，因此，该套教材不仅对在校学生，同时时于在职学习人员及工程技术人 质也，具有很好的参著价值。 2引世纪初叶，是我国社会经济发展的重要时期，同时也是我国公路交通从紧张和制约 况实现全面改善的关键时期，公路基础设施的建设仍是今后一项重要而艰巨的任务，希望通过 各相关院校及所有参编人员的共同力，尽快使全套面向21世纪交通版高等学校教材（公路 类)尽早面世，为我国交通事业的发展做出贡献。 面向21世纪交通版 高等学校教材（公路类）编审委员会 人民交通出版社 2001年12月 2 ·湖
希 畜 道路交通是国民经济的重要基础产业和新的经济“增长点”，是社会及经济快速、健康、持 续发展的生命线，并在一定程度上标志着一个国家或地区社会经济的发展水平。而道路通行 能力分析是道路设施合理规划、设计和运营管理的重要依据，即在道路交通规划与路网规划、 建设及管理过程中，如何确定道路建设的合理规模及建设时间，如何科学地进行道路网规划 项目可行性研究、道路设施设计以及道路建设项目后评价，如何制定道路网的最优管理模式 等，都需要以道路通行能力的研究成果为依据。 国外在道路通行能力研究领域取得了一系列研究成果，如美国从20世纪40年代起投人 大量经费进行公路通行能力的研究，相继出版了《道路通行能力手册》(Highway Capacity Manu l,简称HCM)1950年版、1965年版.1985年版、1985年版1994修订版、1985年版1997修订版 2000年版。其他一些发达国家和发展中国家也以美国HCM为蓝本，结合各国具体的交通渝 特性，编写了各自的《道路通行能力手册》。由于我国对道路通行能力的研究起步较晚，H我国 的交通组成、管理方式等方面与国外有着明显的差别，以往的道路通行能力指标体系多套用美 国《道路通行能力手册》中的有关指标体系，这不适于我国道路交通的实际情况。因此，建立- 套适合我国道路交通的通行能力分析方法和指标体系，以适应交通基础设施建设日益增长的 需求，已刻不容缓。国家“九五”重点科技攻关项目“公路通行能力研究”正是在此背景下完城 的。本书正是在充分吸取国内外近年来道路通行能力研究成果，在多年教学，科研与实践的基 础上，经过广泛资料收集，根据理论联系实际、系统性与先进性并重、循序渐进、力求符合教学 规律的原则进行编写的。全书共分十一章，主要内容包括绪论，双车道公路路段通行能力分 析，多车道公路路段通行能力分析，高速公路路段通行能力分析，交织区通行能力分析，匝道及 匝道连接点通行能力分析，收费站通行能力分析，无信号交叉口和环行交叉口通行能力分析 信号交叉口通行能力分析，城市道路通行能力分析，人行道和自行车道通行能力分析等。本教 材内容包括了道路设施各个方面的通行能力分析成果，内容丰富，各教学单位可根据自身专业 特点及要求对教学内容进行适当调整和删域。 本书第一、四、五、六、十章由陈宽民编写，第二、三、九、十一章由严宝杰编写，第七、八章出 王建军编写。全书由长安大学陈宽民、严宝杰主编，北京工业大学任福田教授主审。 鉴于道路通行能力研究正处于不断发展和完善之中，且编写人员水平所限，错误和不当之 处在所难免，敬请读者批评指正。 编者 2003年6月
第一章绪 论 现代化的道路建设具有严密的管理程序，从路网规划，道路建设项目可行性研究、道路设 计、道路施工管理一直到工程交付使用后进行建设项目后评价以论证规划、设计、管理的正确 性，这样一种全过程的一体化决策管理依据主要来自于交通需求预测和道路通行能力分析。 随着我国高速公路实现零的突破以及近年来的飞速发展，对道路通行能力进行伞面、系统的分 析在我国目前的交通建设中显得尤为重要，同时也是我国公路和城市道路建设管理水平向现 代化过渡的标志。当前我国正处于道路建设的黄金时期，全国各地都实施了积极的财政政策 把加快道路基础设施建设作为拉动内需、刺激经济增长的主要手段。如对公路的投资超过了 历史上任何时期，截止到2002年底，我国公路总里程达175.8万公里，其中高速公路已达2.52 万公里，居世界第二位。根据交通部“十五”计划和2020年长远规划，在未来的十多年间，我国 公路里程还将大幅增加，预计建设资金在数万亿元。如果公路建设的标准、规模在总体决策 失误，将造成巨大的经济损失，因此合理确定公路建设的规模与标准是影响建设成本的关键。 而确定公路建设规模与标准的重要依据之一便是公路通行能力。同样，城市道路通行能力研 究对道路服务水平的确定，城市道路交通管理和控制等方面也起着重要的作用。 通行能力分析与交通量适应性分析，不仅可以确定道路建设的合理规模与标准，还可以为道路 网规划、工程可行性研究、道路设计、道路建设后评价等方面提供更为科学的理论依据（图1-1）。 道路网规划 淇路透行湾力 通流符性分析 可行性研究 疆豬蠶 道略设计 消路范工管理 通行雏力研究 行人 工程项后评价 车道 路树现 图山道晓通行能力研究的意义及结构框因 第一节通行能力 一、基本概念 1.通行能力定义 通行能力是指道路设施所能疏导交通流的能力。即在一定的时段（通常取5mm或1h)和 ·
正常的道路、交通、管制以及运行质量要求下，道路设施通过交通流质点的能力。通行能力实 质上是道路负荷性能的-种量度，它既反映了道路疏通交通的最大能力，也反映了在规定特性 前提下，道路所能承扣车辆运行的极限值。通行能力一般以vh/h(辆/小时)Pc/h(当量标准 小客车/小时)表示，基木单位是p0/h/n(当量小客车/小时/车道)。 2.通行能力与交通量 通行能力与交通量虽有相同之处，如它们都是指单位时间内通过道路某断面的交通体数 量，表示的单位和方法相同等，是，两者之间还是有者本质区别。交通量是道路上实际运行 着的交通体的观测值，其数值具有动态性与随机性；而通行能力则是根据道路的几何特性、交 通状况及规定运行特征所确定的最大流量，其数值具有相对的稳定性与规定性。在正常运行 状况下，道路的交通量均小于通行能力，当交通品远远小于通行能力时，车流为自由流款态，车 速高，驾驶自由度大；随春交通量的增加，车流的运行状态会逐渐恶化，当交通量接近或达到通 行能力时，车流为强制流状态，将会出现车流拥挤、阻塞等现象。由此可见，在交通流状态分析 中，交通流和通行能力二者缺一不可，通行能力反映了道路的容量（服务能力），交通量则反映 了道路的负荷量（交通需求）。因此，常用交通量与通行能力的比值来表征道路的负荷程度（或 利用率、饱和度) 二、彩响因素 道路通行能力影响因素主要有道路条件、交通条件、管制条件、环境和气候条件以及规定 运行条件等 】.道路条件是指车道宽度、车道数，侧向净空，附加车道、几何线形、视距、坡度和设计车 速等因素； 2.交通条件是指车流中的车辆组成、车道分布、方向分布等因素： 3.管制条件是指交通法规、控制方式、管理措施等；对于信号控制交叉口，信号相位配时、 绿信比、周期长、进口车道数及车道划分等都是影响通行能力的主要因素； 4.环境条件是指街道化程度、商业化程度，横向干扰，非交通占道、公交车站和停车位瓷 等因素； 5.气候条件是指风、雨，雪，雾、沙尘暴等恶劣天气对通行能力的影响： 6.规定运行条件主要是指计算通行能力的限制条件，这些限制条件通常根据速度和行程 时间驾驶自由度、交通间断、舒适和方便性以及安全等因素来规定。其运行标准是针对不同 的交通设施用服务水平来定义的。 另外，道路周围的地形、地物、景观，驾驶员技术等也对道路通行能力有一定的影响。 三、通行能力分类 1.根据道路设施和交通体的不同，通行能力可分为机动车道通行能力、非机动车道通行 能力和人行道（横道）通行能： 2.根据车辆运行状态的特征不同，通行能力可分为路段通行能力、交叉1通行能力、匝道 和匝道连接点通行能力和交织路段通行能力： 3.根据通行能力的性质和使用要求的不同，通行能力可分为基本通行能力.可能通行能 力和实用通行能力，实用通行能力也称设计通行能力。 基本通行能力，是指道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最 2