1.衔接线服务水平

（1）服务水平的基本概念。服务水平是对道路行驶条件的综合描述。诸如：可能行驶速度、出行时间、驾驶自由度、交通量、行车密度、通行能力、舒适、方便及安全。

美国按道路可能提供的行驶条件将道路服务水平分为六级，即：A、B、C、D、E、F。

A级服务水平：车辆行驶在自由流状态；无其他车辆影响；自由选择行驶速度；为驾驶员、乘客提供心理、生理上舒适方便的行驶条件。

B级服务水平：车辆行驶在稳定流范围内，开始出现其他车辆影响；行驶速度选择相对不受影响；驾驶自由度略有下降；其他车辆的存在影响个别操作；舒适、方便较A级差些。

C级服务水平：车辆行驶在稳定流范围内，运行中显著地受到交通流内其他车辆的影响，其他车辆的存在影响速度的选择；部分驾驶员需提高警惕；驾驶员乘客开始出现心理、生理压力；舒适、方便、安全性显著地下降。

D级服务水平：道路交通条件处于高密度稳定交通流；行车速度和驾驶自由度受到严格限制；缺少舒适、方便、安全性；交通流接近饱和，交通量稍有增长，会引起运行状态波动。

E级服务水平：交通量等于或接近道路通行能力；行车速度很低；驾驶自由度极少；舒适方便程度极差；交通流量稍有增大或微小波动都会引起交通中断。

F级服务水平：交通流处于强制流或间断阻塞流，交通量超过道路可能通行能力；交通流处于停停走走，极不稳定的间断拥堵状态。

（2）服务水平划分的意义。解决衔接线交通问题首先要进行交通诊断，对交通状况做出恰当的评价，而规划前的现状评价和规划后的综合评价总是离不开服务水平这一特征指标。高速公路与城市道路衔接线有其自身的特点，如何对其交通状况进评价、研究及服务水平的划分具有实际意义，对解决城市出入境交通问题能起到理论指导的作用。

（3）服务水平划分依据。目前，服务水平大体按下列指标划分：行车速度和行车时间；车辆行驶自由程度：车辆受阻或干扰程度、行车延误等；行车安全性：行车舒适性和乘客满意程度；经济性。

然而，由于实际确定服务水平等级时，难以全面综合考虑上述诸因素，只能视实际划分对象如城市道路、公路、出入口道路等，考虑主要因素。

对于衔接道路，由于交通实体构成复杂，道路出现街道化趋势，因此，道路横向干扰和非机动车侧向摩擦严重，“瓶颈”路段多，车辆行驶自由程度较一般公路低，故取车辆行驶自由度作为划分指标之一，同时考虑到指标的易于测量及综合性，还取车流平均速度及负荷系数作为指标。

（4）划分依据的量化及分析。车流的自由程度采用超车率来表征。负荷系数是反映道路负担交通的程度，为服务交通量与道路可能通行能力之比。

根据城市出入口道路的一般特点，道路纵坡一般不超过5%，路面为水泥混凝土或沥青混凝土，机动车辆组成为大型车占14%～20%，中型车占27%～34%，小型车占50%以上，非机动车道饱和度不超过0.7，横向干扰频率30～90次/h。

西南交通大学的高世廉教授基于以上基本特性为前提，通过计算机软件模拟，得到行车自由度与负荷系数、车流平均车速关系如图8-1。

由图8-1可知，曲线有几个明显的特征点：A，B，C，D，E。在曲线的OA段，随着负荷系数的增加，即随着交通量的增加，超车百分率增大。总的来说，当流量较小时，车辆间相互影响小，行驶的自由程度高，车速也高，从而给性能好，速度快的车辆提供了较多的超车机会。

图8-1　行车自由度与负荷度关系

当车间时距大到一定程度后，由于刻两间行驶间距大，后车赶超前车需行驶相当长的距离，因此稍微增大的流量并不影响车辆间的行驶自由度，反而减少了车辆间距，以超车率反映出来自然是图中OA段的规律。曲线的AE段，随着负荷系数的增加，道路越来越拥挤。车辆间相互干扰越来越严重，超车也就越困难。在这一段内，曲线AB段下凹，超车率的变化率逐渐增加；BC段则变化不甚明显，几乎成直线：CD段曲线上凸，超车率的变化率逐渐减少，对负荷系数变化的敏感性不如BC段；变化到DE段时，曲线陡降，说明当服务交通量接近道路通行能力时，车辆自由行驶程度降低很快，超车机会迅速减少，并在负荷系数大约为0.97时，超车完全不可能发生，这是因为虽然在车道上能找到可插车的间隙，但这样的间隙与满足超车的时距同时出现的概率几乎为零。

2.衔接线服务水平的确定

根据前面对车辆运行待征的分析，可知道路负荷系数与行车自由程度的关系曲线有五个明显的区段，各段对应着不同的车流特征。参考同济大学对道路服务水平的划分，建议以车流特征为依据将衔接道路服务水平分成五级，划分情况如表8-3。

表8-3　服务水平划分

本研究中的衔接线一般与城市快速路、主干路相连，因此等级较高，这里仅考虑这两种道路的服务水平。

《城市道路设计规范》第2.1.1条规定，快速路及主干路的使用性质分为：

快速路应为城市中大量、长距离、快速交通服务；主干路应为连接城市各主要分区的干路，以交通功能为主。根据道路使用性质的要求，我国各级城市快速路与主干路设计时应采用的服务水平为：

快速路为“快速交通服务”，服务水平应为A级或B级；

主干路“以交通功能为主”，服务水平应为C级。

因此，与快速路相连的衔接线服务水平应为A级或B级，与主干路相连的衔接线服务水平应为C级，以保证衔接线的对外快速交通功能的实现。(www.daowen.com)

3.不同服务水平下的通行能力

通行能力分析的目的是为了确定交通运行质量，因此通行能力的分析、评价必须与服务水平的分析、评价同时进行。服务水平是用路者在不同的交通流状况下，所能得到的速度、舒适性、经济性等方面的服务程度，亦即公路在某种交通条件下为驾驶者和乘客所能提供的运行服务质量。服务水平通常由速度、交通密度、行驶自由度、交通中断情况、舒适性和便利程度等来描述和衡量。

为了说明公路交通负荷状况，以交通流状态划分条件，定性地描述交通流从自由流、稳定流到饱和流和强制流的变化阶段。《标准》把服务水平划分为四级，高速公路、一级公路以车流密度作为主要指标；二、三、四级公路以延误率和平均运行速度作为主要指标；交叉口则用车辆延误来描述其服务水平。

衔接线规划、设计既要保证公路服务水平与车辆运行质量，还要兼顾衔接线建设的成本与效益。考虑到设计小时交通量是年第30位小时交通量，因此设计采用的服务水平不必过高，但也不能以四级服务水平作为设计标准，否则将会有更多时段的交通流处于不稳定的强制运行状态，并由此导致更多的时段内发生经常性拥堵。

根据公路通行能力计算方法，得出不同服务水平条件下的公路实际通行能力计算公式为：

式中：（Cr）i——实际道路和交通条件下，i级服务水平的实际通行能力，pcu/（h•ln）；

（Cd）i——与实际行驶速度相对应的某级公路i级服务水平一条车道的设计通行能力，pcu/（h•ln）；

N——公路单向车道数，二、三级公路取1.00；

fHV——交通组成修正系数；

fN——车道数修正系数，二、三级公路取1.00；

fP——驾驶者总体特征修正系数，通过调查确定，通常在0.95～1.00之间，二、三级公路取1.00；

fj——平面交叉修正系数，高速公路，二、三级公路取1.00；

ff——路侧干扰修正系数；

fd——方向分布修正系数，高速公路、一级公路取1.00；

fw——车道宽度、路肩宽度修正系数，高速公路、一级公路取1.00。

公路设计小时交通量计算公式为：

式中：DDHV——单向设计小时交通量，pcu/h；

AADT——预测年度的年平均日交通量，pcu/d；

D——方向不均匀系数（%），宜取50%～60%，也可根据当地交通量观测资料确定；

K——设计小时交通量系数（%），为选定时位的小时交通量与年平均日交通量的比值。

在进行车道通行能力分析时，在某级服务水平条件下，公路单向设计小时交通量应等于单向车道上的实际通行能力，其关系式为：

可得出公路允许的最大年平均日交通量为：

式中：DDHVi——i级服务水平条件下单向设计小时交通量，pcu/h；

AADTi——i级服务水平条件下公路允许的最大年平均日交通量，pcu/d。

考虑到本研究的衔接线为高速公路与城市主要干路的衔接线，故公路等级最少要保持在二级以上，计算中参数按照二级以上标准套用。