הגודש בכביש מתאפיין כך שהפחתה בנסועה אינה מקיימת יחס ליניארי להפחתה בזמן הנסיעה. למקטע כביש מסוים יש קיבולת או נפח נסועה, שנמדד במספר כלי רכב לשעה, שבו כלי רכב נוסעים ללא גודש - כלומר זמן ומהירות הנסיעה דומים או זהים לזמן ומהירות הנסיעה כשהכביש ברובו ריק. הכביש עובר למצב או "פאזה" של גודש או "פקק" כאשר הביקוש מתקרב או עולה מעל הקיבולת, ואז מהירות הנסיעה יורדת מאוד וזמן הנסיעה מתארך מאוד, והנסועה בכביש יורדת הרבה מתחת לקיבולת כשאין גודש.
לדוגמה, למקטע מסוים של כביש איילון יש קיבולת נסועה של 9,600 כלי רכב לשעה. כשהכביש ברובו ריק, מהירות הנסיעה היא כ-100 קמ"ש. כשהכביש קרוב לסף הקיבולת, מהירות הנסיעה היא כ-80 קמ"ש. במצב זה התנועה זורמת, ומהירות וזמן הנסיעה נחשבים ללא גודש. כאשר הביקוש עולה מעל 9,600 כלי רכב לשעה, חלה "קריסה" בקיבולת של הכביש לבערך 5,000 כלי רכב, מהירות הנסיעה יורדת לבערך 40 קמ"ש ולעיתים עד 0 קמ"ש, וזמן הנסיעה מתארך מעל 80% עד שהביקוש יורד והכביש חוזר לקיבולת הרגילה.
על מנת שאגרת גודש תהייה אפקטיבית, עליה להוריד את ביקושי הנסועה במקטעי הכביש מתחת לקיבולת הנסועה שלהם. התומכים באגרת גודש טוענים שירידה ב-15% בנסועה תפתור כ-54% מהגודש. על פי תצפיות, הביקוש במקטעים בנתיבי איילון בשעות העומס הוא לעיתים 30% ויותר מעל הקיבולת, ועל פי ניתוח התצפיות נדרשת הפחתה מ-120% ביקוש ל-85% ביקוש כדי שהתנועה תזרום.
במדידות שביצעו לצורך קביעת המדיניות, מצאו כי בין 12:00 ל-13:00 עברו 8,200 כלי רכב בכביש במהירות של 75 קמ"ש, ואילו בשעות העומס (בין 16:00-17:00) יורדת המהירות ל-17 קמ"ש, ובהתאם פוחתת יעילות הכביש לכ-4,500 נהגים בשעה. נכון להיום, יעדי משרד האוצר הם להגביר את המהירות בשעות העומס לכ-50 קמ"ש.
עלות הגודש.
עלות הגודש בכבישים למשק ישראל בשלהי עשור 2010 מוערכת בין 25 מיליארד ל-75 מיליארד ש"ח בשנה. משרד האוצר מעריך את שווי הפקקים ב-40 מיליארד שקל, אך כלכלנים שמרנים יותר מעריכים אותו ב-30 מיליארד שקל. ההערכות מחשבות את אובדן שעות העבודה למשק ועלות הנסיעה, אך בהפחתת הפקקים יש הפחתה של עלויות נוספות. כך למשל, הפחתת הגודש בכבישים יפחית את זמן הנסיעה בין מקומות, וכך אנשים שבעבר לא שקלו לעבוד בעיר מסוימת מפאת זמן הנסיעה יוכלו למצות את פוטנציאל ההשתכרות שלהם.
מודלים כלכליים.
תמחור גודש הוא מושג מכלכלת השוק הנוגע לשימוש במנגנוני המחירים לצורך חיוב המשתמשים במוצר או שירות בגין ההשפעות החיצוניות השליליות הנוצרת כתוצאה מביקוש שיא העולה על ההיצע הזמין. ההיגיון הכלכלי הוא שבמחיר של אפס, הביקוש עולה על ההיצע, גורם למחסור ויש לתקן זאת על ידי גביית מחיר שיווי משקל, במקום להורידו על ידי הגדלת ההיצע. בדרך כלל משמעות הדבר היא העלאת המחיר לפרקי זמן מסוימים או במקומות בהם מתרחש הגודש. העלאת המחיר יכולה להתבצע גם על ידי הכנסת מס או אגרה חדשה.
מנגנון תמחור זה שימש במספר שירותים ציבוריים לצורך קביעת מחירים גבוהים יותר בזמני שיא כאמצעי לניהול טוב יותר של הביקוש לשירות והצורך להימנע מהשקעות חדשות ויקרות רק כדי לספק את הביקוש לזמן השיא. בתמחור גודש נעשה שימוש נרחב בשירותי טלפון, חשמל, ותחבורה ציבורית, כמו כן, מודל זה הוצע ונחקר גם על ידי כלכלני תחבורה עבור נמלי ים, נתיבים ימיים, שדות תעופה וכבישים. יישום בפועל, עם זאת, מוגבל למדי בגלל הסוגיות השנויות במחלוקת שעומדות לדיון בנוגע למדיניות זו, במיוחד עבור כבישים עירוניים, כמו ההשפעה על חלוקת המשאבים, אופן חלוקת ההכנסות ומחסומים פוליטיים.
על פי התאוריה הכלכלית העומדת מאחורי תמחור גודש, מטרת מדיניות זו היא השימוש במנגנון המחירים כדי לגרום למשתמשים להיות מודעים לעלויות שהם מטילים זה על זה בעת הצריכה במהלך ביקוש שיא, וכי עליהם לשלם עבור הגודש הנוסף אותו הם יוצרים. בכך תמחור הגודש מעודד את חלוקת הביקוש מחדש במרחב או בזמן והופך את המשתמשים למודעים יותר להשפעתם על הסביבה.
על אף שמעטים מכלכלני התחבורה לא יסכימו עם יעילותה של אגרת הגודש בהקצאת משאבים ובשיפור הרווחה, הם גם מצביעים על מספר מגבלות וסוגיות שנויות במחלוקת ביחס ליישום המדיניות הזו בפועל, לדוגמה, האם המדיניות היא פרוגרסיבית או רגרסיבית, כאשר התוצאה יכולה להיות פעמים רבות תלויה במבנה האגרה. כמו כן, בעולם האמיתי, פונקציות הביקוש לנסיעה בכבישים עירוניים מורכבות יותר מהפונקציות התאורטיות המשמשות בניתוח כלכלי. תמחור גודש פותח כפתרון טוב ביותר (first best) , מתבסס על ההנחה כי התמחור האופטימלי של שטח הכביש שווה לעלות השולית אם כל שאר המוצרים במשק מתומחרים גם הם בעלות השולית. בעולם האמיתי זה לא כך, לפיכך, יישום בפועל של תמחור גודש הוא רק קירוב, או הפתרון השני הטוב ביותר (second best) . בהתבסס על העקרונות הכלכליים העומדים מאחורי תמחור הגודש, חיוב הגודש האופטימלי אמור לפצות על ההבדל בין העלות הממוצעת שמשלם הנהג לבין העלות השולית המוטלת על נהגים אחרים (כגון עיכוב נוסף) ועל החברה בכללותה (כמו זיהום אוויר). האתגר המעשי של קביעת מחיר אופטימלי לכל קטע בכביש בהתחשב בכך שלא ניתן לדעת בדיוק לא את פונקציות הביקוש ולא את עקומות זרימת המהירות הספציפיות בקטע. לפיכך, קביעת המחיר הנכון לחיוב הגודש הופכת לתהליך של ניסוי וטעייה.
אגרת גודש בכבישים בעולם.
יישומים בולטים של אגרת גודש בכבישים קיימים בסינגפור, לונדון וסטוקהולם. מחקרים שנעשו בנושא אגרות אלו מצאו הפחתה בנפחי התנועה, אך בלונדון ובסטוקהולם לא הייתה בטווח הארוך הפחתה בגודש.
סינגפור.
סינגפור החילה אגרת גודש בשנת 1975. בתחילה דווח על ירידה משמעותית בנפח התנועה, אפילו מעבר לרמות אותן תכננו, מה שיצר תת-ניצול של תשתיות. כמו כן, נפח משמעותי של התנועה הוסט לשעות ולאזורים שלא היו תחת האגרה והגבירו את הגודש בהם. חלק מתוצאות לא מכוונות אלו תוקנו בהמשך עם עדכון תוכנית האגרה. חוקרים מעריכים שהיעילות של אגרת הגודש בסינגפור תלויה בהגבלות נוספות הקיימות על שימוש בכלי רכב, כמו הגבלות על בעלות על כלי רכב, מכסות ייבוא רכב, ואכיפה "דרקונית".
לונדון.
לונדון החילה אגרת גודש בפברואר 2003. ב-2018 דיווחה "תחבורה ללונדון" שנפח התנועה בשנים 2016/7 נמוך ב-22.4% מזה שהיה בשנים 2007/8. על אף הירידה בנפח התנועה, הגודש עלה חזרה לרמתו שלפני האגרות עוד בשנת 2006. מכון המחקר INRIX פרסם שהגודש בלונדון המשיך לעלות באופן עקבי בין שנת 2012 לבין 2015. העלייה בגודש מיוחסת על ידי רשות התחבורה לגידול משמעותי בביצוע עבודות בכבישים ושינויים ברשת הכבישים שפגעו בקיבולתם לשנע כלי רכב פרטיים ולא מיוחסת לעלייה בנסועת כלי רכב, שירדה. עם זאת, על פי משה גבעוני, אי-אפשר לייחס את הירידה בנסועה לאגרה, ויכול להיות שהירידה נגרמה עקב העבודות בכביש. אגרת הגודש בלונדון עזרה לממן את שינוי ייעוד הכבישים והוספת קיבולת לתחבורה ציבורית, ואגרות הגודש בערים אחרות גם הן שימשו למימון שיפור התחבורה הציבורית. בעקבות הצעה להרחבה של אגרת הגודש ב-2020 עלתה ביקורת בלונדון שאגרת הגודש לא הפחיתה את הגודש והיא רק נועדה לגביית כספים.
סטוקהולם.
סטוקהולם החילה אגרת גודש שנקראת "מס גודש" ביולי 2007, לאחר ניסוי שנערך במחצית הראשונה של 2006. על פי אליאסון, בסטוקהולם ב-2014 היה נפח התנועה נמוך בלמעלה מ-20% מזה שב-2005, לפני יישום האגרה. על פי רשות הדרכים של שוודיה הגודש לא פחת בסטוקהולם בחמש השנים שלאחר החלת מס הגודש, ונפח התנועה בסטוקהולם היה גבוה יותר ב-2014 מאשר ב-2005. כבר בשנת 2005, לפני החלת האגרה, נפח התנועה במרכז העיר החל לרדת, ונפח התנועה הכולל בעיר היה בעלייה, מגמות שנמשכו לאחר החלת אגרת הגודש.
מבקרים טוענים שתמחור הגודש אינו הוגן, מטיל נטל כלכלי על היישובים הסמוכים, משפיע לרעה על העסקים הקמעונאיים ועל הפעילות הכלכלית בכלל ומייצג היטל מס נוסף. למרות זאת, בסטוקהולם לדוגמה, שיעורי התמיכה במס גדלו משמעותית לאחר יישומו ולא נצפתה פגיעה כלשהי בעסקים. האגרה בסטוקהולם נחשבת להצלחה גם כיוון שבעת החלתה כלי רכב חשמליים היו פטורים מאגרה, מה שעודד שימוש בכלי רכב אלה ותרם גם כן להפחתה בזיהום האוויר ובתחלואה. התוכנית היוותה גם דוגמה לתוכנית דומה שהופעלה ב-1 בינואר 2013 בעיר גטבורג. סך ההשפעה של האגרה בגטבורג הייתה שלילית בגלל זמינות נמוכה של תחבורה ציבורית.
ישראל.
ב-2008 התקבלה החלטת ממשלה לבחון הטלת אגרת גודש ואף הוקם צוות על מנת להציע תוכנית פיילוט לנושא. עם זאת, שר התחבורה והבטיחות בדרכים ישראל כ"ץ שכיהן בתפקיד ברצף ממרץ 2009 ועד יוני 2019 לא קידם את החלטת הממשלה שחייבה אותו לבחון נושא זה. בדוח ביקורת מיוחד של מבקר המדינה על משבר התחבורה הציבורית מציין המבקר ש"אי-החלת העלויות החיצוניות על המשתמשים אינה יעילה ואינה הוגנת, ומשמעותה סבסוד המשתמשים ברכב פרטי, לדוגמה חלק מתושבי המטרופולינים הגדולים, על ידי אלה שאינם משתמשים בו או המשתמשים בו בהיקפים קטנים, כמו חלק מתושבי הפריפריה; הסבסוד במקרה זה נכפה על האחרונים ומביא לחוסר יעילות בשימוש בתחבורה." חברות אשר מפתחות תוכנה או חומרה הניתנת לשימוש עבור גביית אגרת גודש, למשל חברת איתוראן וחברת מוביליטי אינסייט חברו עם אורי יוגב (לשעבר מנהל אגף תקציבים באוצר) על מנת לקדם החלת אגרת גודש בדיוני הכנסת ובכנסים וניירות עמדה. בשנת 2021, נכללה בהצעת חוק ההסדרים תוכנית להטיל אגרת גודש בגוש דן.