道路交通设计-学位论文.doc

交通设计 课程设计报告 专 业： 交 通 工 程 班 级： 0 8 - 1班 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011年 06 月 21 日 民主路-解放路交叉口设计 摘要通过对民主路-解放路交叉口的道路、交通和控制现状，主要是对其机动车通行能力，行车延误，行车速度，信号周期，和高峰小时的交通需求等进行定量和定量的分析，寻找干扰机动车通行的原因，以得到民主路-解放路交叉口拥堵的根本原因，提出综合性的改造措施，相应的改造方案和有关效益评价。近期尚未进行路口立交改造，但交通矛盾特别突出，为此设计尝试从交通需求管理和运输供应改善两个方面着手，以求比较合理的改善该交叉口的拥堵现状，提高该路段的服务水平。关键词： 交通量 通行能力 延误 效益评价34 目录摘要i目录ii一 文献综述11 课题来源12 目的及意义13 国内外基本研究情况24 关键理论和技术，技术指标25 完成课题的主要方案和措施2二 概述31 地理区位4三 交叉口现状分析51 路口道路和路口周围土地使用现状52 路口交通现状5 （1）交叉口道路横断面设计.5（2）交叉口交通量现状分析6（3）现状机动车行车速度93 路口控制现状11（1）渠化措施和交通需求管理措施11 （2）慢行交通设施.11（3）公交停靠站形式11（4）交通信号控制现状134 现状服务水平14（1）交叉口通行能力14（2）交叉口延误计算16 （3）饱和流量的确定.245 交叉口存在的问题及原因分析26（1）城市发展的溢出26（2）道路发展的滞后性26（3）交通组织的不合理26（4）信号配时的不合理27（5）渠化设计的不合理27（6）人行天桥设置不合理27 （7）公交站设置不合理.27五 改造方案设计28（1） 设置左转待行区28（2） 右转弯车道渠化设计30（3） 设置公交专用道30（4） 人行天桥改善302 改造方案效益评价323 结论和建议33 4心得.33参考文献34 一 文献综述1 课题来源城市道路交叉口是城市道路系统的重要组成部分,是城市道路上各类交通汇合、转换、通过的地点,是管理、组织道路各类交通的控制点。在整个道路网中,交叉口成为通行能力与交通安全上的瓶颈。据统计,在交叉口上发生的交通事故占总交通事故的20%左右,有些国家甚至高达40% ,其原因是多方面的，比如交叉口的进口道设置不合理,缺乏恰当的交通渠化设施，信号配置不合理。城市主干道沿线的大型交叉口，对存在拥堵的城市道路网，影响较大。民主路-解放路四路交叉路口是一个较大的平面交叉口，它东接关山口，目前为平面渠化加信号控制，信号控制为四相位控制，路幅东西向（解放路方向）为三块板形式，南北向（民主路）为三块板形式；红线宽度东西向为64米，南北向为22米。该交叉口高峰期间的机动车交通量比较大，高峰期间延续的时间比较长，尤其在上下班车流高峰期间，节假日极端情况下几乎白天大部分时间四个进口道后面都能看到长长的车流排队。2 目的及意义通过对民主路-解放路交叉口的道路、交通和控制现状，主要是对其机动车通行能力，行车延误，行车速度，信号周期，和高峰小时的交通需求等进行定性和定量的分析，寻找干扰机动车通行的因素和拥堵的原因，提出综合性的改造措施和相应的改造方案，进行有关效益评价。3 国内外基本研究情况民主路-解放路口属于四路交叉十字路口，进口道的交通量在10007000pcu/h时，比较适合采用信号灯控制。国外发达国家信号交叉口的研究设计已经比较成熟，有相关规范和手册，对于单个交叉口的信号控制设计，有美国的MUTCD(Manual on Uniform Traffic Control Devices) 其介绍了各种路口渠化措施及相应设施的尺寸、颜色和使用时注意的问题。还有日本的平面交叉路口的规范与设计。对于区域的信号控制设计，有澳大利亚开发的SCATS系统以及英国交通与道路研究所在TRANSYT系统的基础上研制的自适应控制系统SCOOT。15 国内也有一系列的规范和手册，比如上海市出版的城市道路平面交叉口规划与设计规程，同济大学自行研制的TRANSTAR系统，天津大学研制开发的城市交通控制系统TICS。4 关键理论和技术，技术指标本设计主要利用调查的交通量数据与根据相关规范计算的道路平面交叉口的通行能力对比，信号交叉口信号周期的配置、交叉口各个进口道的行车速度、以及行车总延误，行人对机动车的干扰、公交车交通对普通机动车交通量的干扰，利用信号交叉口交通组织优化设计理论、交叉口渠化理论、信号交叉口信号配时理论等等进行探讨和设计，提出了包括路口渠化、公交专用道和公交优先、左转待行区等改造方案，同时也充分考虑路口的交通需求状况，运用交通需求管理理论在行车高峰时刻考虑限制某些进口道的交通量等措施。最后利用效益评价指标对改造后的工程可行性进行相关论证。主要的技术指标为交通量、延误时间、通行能力、交叉口的饱和度、信号周期、红灯时间等。5 完成课题的主要方案和措施在本课题中研究与设计主要为以下几个方面1、 利用调查的相关数据分析交叉口现状 2、根据交叉口现状，设计出合理的改造方案3、对选定的方案进行效益评价，确定该项目的工程可行性。4、本文各章节的内容如下：第一章为文献综述；第二章介绍民主路-解放路交叉口的地理区位；第三章主要对民主路-解放路交叉口现状交通进行分析，主要包括周围土地利用情况，路口交通现状，路口控制现状，现状服务水平以及交叉口拥堵的原因分析。第四章对平面交叉口线形设计和控制方法进行理论阐述。第五章主要为交叉口的改造方案设计，并进行相关效益评价。二 概述1 地理区位交叉口处，民主路为南北走向，三块板形式，为入口道两车道、出口道单车道；解放路也为三块板结构的东西走向线，入口道拓宽为三车道、出口道为双车道。由于道路资源有限，为适应交通量发展要求，道路无绿化隔离带，只是设置隔离栅栏以分隔对向车辆和划分机非车道。周边分布着百货大楼、三维广场、肯德基和麦当劳等餐馆、商业街、新亚商厦等大的客流吸引地，河南理工大学北校区以及大量的小型商铺等的生活区，此外还有邮政、工商银行等服务机构，交通环境较为复杂。由于处于商业活动中心，交通量（包括机动车和非机动车）较大，且有明显的高峰时段。目前为平面渠化加信号控制，信号控制为四相位控制 。图2.1 民主路-解放路交叉口区位示意图（单位：m）民主路和解放路为焦作市最重要的城市主干道之一，机动车交通量大，机动车流中公共汽车占的比例高；民主路-解放路交叉口高峰期间的机动车交通量非常大，据我们的调查，高峰小时交通流量有2136.7辆，高峰期间延续的时间比较长，主要集中在上下班的时间段内，形成了每日长时间的交叉口拥堵，尤其在上下班车流高峰期间，节假日极端情况下白天大部分时间四个进口道后面都能看到长长的车流排队。三 交叉口现状分析1 路口道路和路口周围土地使用现状民主路-解放路口为标准形式十字交叉口，东西向为主干道，路段上为双向6车道，进口道均为一条直行车道、一条专用左转车道、一条直右道和一条非机动车道。南北方向也为主干道，路段上双向4车道，南北向进口道都为一条直左行车道和一条直右车道。民主路-解放路口位于建成区，附近的建筑密度比较高，有学校、银行、酒楼、商店、旅馆、住宅区等等。2 路口交通现状（1）交叉口道路横断面设计 民主路与解放路交叉口范围内为三块板道路，相向行驶的机动车流无分隔，机非分行，排除了机非之间的干扰，机动车速较高，非机动车行驶较安全。三块板的道路结构形式适用于机动车交通量大，非机动车多，红线宽度大于或等于的道路。（2） 交叉口交通量现状分析通过对数据的整理和统计,我们选取7:308:30为高峰小时，并得到高峰小时的交通量表，如下：高峰小时流量进口道流向机动车电动车自行车总计北左转113.271414.6直行253.3555155右转48.19121东左转225.2810973.1直行535.7942169右转212.211127西左转5883570.6直行469.6596156右转439313南左转5.823178.4直行96.364586右转76.323263 通过对调查数据的处理，若想得出道路的高峰小时流量比，对道路运行现状进行评价，还需要道路扩大的高峰小时交通量，在此只需考虑机动车，并且由于东进口道靠近主要的人流集散地，以其为基准，用7:458:00时间段内的交通量进行推算，以此得出如下的扩大的高峰小时交通量表：进口道流向流量总计北左转114557.2直行228.8右转214.4东左转49.6926直行662右转214.4西左转46.4641.6直行571.2右转24南左转10.4176.8直行106右转60.4机动车扩大的高峰小时交通量据此，我们根据公式：来求算交叉口进口道的高峰小时流量比。由于调查时是以15分钟为时间段统计的，因此t=15min，公式也就变为：计算结果为：北进口道：；东进口道：；西进口道：；南进口道：. 从调查的数据可以得到，民主路-解放路口的主要流量分布在东西两个进口道，流量均超过了500pcu/h，其中直行分别占其流量的57%左右，而南北进口道的交通流量比较少，主要为直行流量。下面对各个进口道的交通状况进行详细的说明： 交叉口几何条件调查表（单位m）项目进出口方向解放路西民主中路南解放路东民主中路北进口道出口道进口道出口道进口道出口道进口道出口道道路等级主干道主干道主干道主干道断面形式三块板三块板三块板三块板路幅宽度27.827.527.827.5车道数32213221单车道宽2.75/2.75/3.12.6/2.63.3/3.33.52.75/2.75/3.12.6/2.63.3/3.33.5车道功能划分直右、直行、左转直左、直右直右、直行、左转直左、直右非机动车道宽5.42.75.42.7人行道宽3.8|4.86.5|8.24.8|3.88.2|6.5 表 1 衔接路段几何条件调查道路路段几何条件调查表 表2项目道路名称解放路西民主中路南解放路东民主中路北道路等级主干道主干道主干道主干道横断面形式一块板一块板一块板一块板红线宽度(m)27282728设计车速（km/h）5050单向车道数2222机动车道总宽(m)13101310非机动车道宽(m)5.32.75.32.7人行道宽(m)3.8|4.86.5|8.23.8|4.86.5|8.2 民主路-解放路交叉口的交通流以公共汽车和小轿车为主。小轿车主要有私人轿车和出租车构成。约占总交通流量的70%。虽然该交叉口大部分是公共汽车和小轿车，但是车辆组成却较复杂。（3）现状机动车行车速度小车车速分析：（1）实测车速分组频数：速度分组25-3030-3535-4040-4545-5050-5555-60观测频数73462411941（2）地点车速频率分布：速度分组组中值观测频数累计频数观测频率累计频率25-3027.5770.0420.04230-3532.534410.2020.24435-4037.5621030.3690.61340-4542.5411440.2440.85745-5047.5191630.1130.97050-5552.541670.0240.99455-6057.511680.0061.0001681.000大车车速分析：大车速度区间20-2525-3030-3535-40个数116205（1）实测车速分组频数速度分组组中值观测频数累计频数观测频率累计频率20-2522.5110.024002425-3027.516170.3810.40530-3532.520370.4760.88135-4037.55420.1191.000421.000（2）地点车速频率分布：车速统计表格如下：车型大车小车车速分布303137343242253639413230383331464235423429304033463341354438303056334235332842393029394237373633494929363839443746384153272932405031393633353225314341393241354222293348343434423948332648413839422945383127414236334039394930254230413441362746283233423844493746402830384335324637493227273642403639355036302936393943342948383031474635393734353239265244293536373628343539383446343640273631454130414231373436333835404340383135平均车速30.0952438.50595方差11.2102231.94008 据上表，大车的平均车速为30.1km/h，小车的平均车速为38.5km/h，可见小车的平均车速要比大车的平均车速要高。此交叉口的平均车速可以看出交叉口的布置比较合理，在高峰时段亦平均车速还是比较高。3 路口控制现状（1） 渠化措施和交通需求管理措施民主路-解放路交叉路口的渠化措施主要有以下几个方面：1、 进口道拓宽。东、南、西三个进口道均未实行进口道拓宽，只有北进口道在路口拓宽一条车道以供左转。2、 交通岛。在该交叉口中，四个路口均未设置安全岛，因为此交叉口有人行天桥，排除了行人对机动车与非机动车的干扰。3、 标志标线。东、西、北3个方向的分道线和行车线比较清晰，民主路南路车道分道线模糊，驾驶员很难判定自己的行驶轨迹。四个方向的人行横道线比较清晰，停车线位于人行横道后1米处。（2）慢行交通设施 慢行交通，包括自行车、行人过街设施。解放路民主路交叉口因为处于繁华路段，过街行人很多，所以此交叉口设有人行天桥，避免了过街行人对机动车流的干扰。此交叉口设有非机动车过街横道，左转的非机动车需要二次过街。（3）公交停靠站的布置形式交叉口东西方向即解放路共有四个公交停靠站，均为港湾式公交停靠站；南北方向未设置公交停靠站。1.解放路东向解放路东向有两个公交停靠站，均为港湾式公交停靠站。周围为一些居民生活区，此站点设置为居民和乘客出行提高了很大方便。这两个停靠站相对位置错开不大，长度、站台宽度相等。长度约为25m，站台宽度约为1.5m，大概能同时容纳2辆公交车。 南边的停靠站占用的是部分非机动车道，由于非机动车道较宽，所以未对机动车流产生影响。停靠站的长度和宽度均符合要求，能保证行人安全和公交车停靠；离交叉口的距离比较合理，不会因排队过长影响交叉口通行。存在的问题：公交车站上游大概2m处有一出口道与住宅区连接住宅区，导致此处过街行人众多，并且没有设置人行横道以及信号控制灯。影响机动车及非机动车通行。建议在两停靠站附近增加一个行人过街横道。如下图：图1北边的停靠站占用的是部分非机动车道及人行道，由于人行道与非机动车道的宽度都比较大，所以未对非机动车流及人行产生影响。如下图：图22.解放路路西向 在交叉口距离不到100米处有一个港湾式公交停靠站，在路南边，停靠站的周围皆是商业店铺。此处行人较多，方便行人乘车。如图1存在的问题：公交停靠站占用了非机动车道与人行道，但是由于人行道本来就比较窄，占用部分的人行道后导致人行道过窄，行人经常走到非机动车道，影响非机动车通行。此公交站设置在交叉口的进口车道上游，一定程度上影响了机动车通行。北边的公交停靠站也是港湾式，周围分布着一些住宅区，和商业店铺。公交站占用了部分的非机动车道和人行道。如图2存在的问题： 公交站占用非机动车道和人行道，但是原来作为非机动车与人行道分隔带的行道树并没有移除，导致现在的非机动车道被行道树一分为二，严重影响非机动车的通行。 非机动车道中亦设有电线杆，影响非机动车通行，建议移至他处。 公交停靠站前方有一条小路，连接住宅区，导致行人过多，影响非机动车的通行以及公交车出站。 公交站上游距离不到三米处设有人行过街横道，且未设置交通信号灯，严重影响公交出站，行人过街也不安全。（4） 通信号控制现状该交叉口采用的是四信号控制方案，高峰时段与平峰时段通行权的赋予并不完全相同，但信号周期都相同，为131s。由于东进口道沿线大型商场较多，还包括许多居民区、商业街、小吃店和银行等服务机构，交通量较大且公交线路也多，因此信号配时不是对称设置。具体相位方案如图所示： 第一相位（50 s） 第二相位(15s) 第三相位（18s） 第四相位（46s） 图3.3 民主路-解放路交叉口信号相位控制方案（早高峰）从图中可以看到，南进口道的直行和左转交通在同一相位内，而西进口左转车流量为58pcu/h ，直行车流量有469pcu/h，当该相位的绿灯时间满足直行车流量时，将会浪费大量直行的绿灯时间。北进口道与此相似。分配给西进口道的绿灯时间有46s，绿灯时间过长，导致其它方向的红灯时间较长，增加了其车辆排队的时间和长度。4 现状服务水平（1）交叉口通行能力交叉口通行能力是指交叉口各相交道路入口引道通行能力之和,而每个入口引道通行能力又分为直行、右转和左转三种情况。十字形交叉口的设计通行能力为各入口引道设计通行能力之和，该交叉口地处市中心，对大车的通行有一定限制，只有公交车通行，小汽车所占比例较高，因此本报告中采用城市道路设计规范（CJJ 37-90）所采用的方法。1. 交叉口交通能力的计算2. 交叉口交通能力的计算（1）东进口道通行能力专用直行车道通行能力CS:由公式 进行计算。式中：信号周期（s）；信号周期内的绿灯时间；变为绿灯后第一辆车启动并通过停车线的时间（s），可采用2.3s；直行或右转车辆通过停车线的平均间隔时间（s/pcu）；直行车道通行能力折减系数，可采用0.9。代入数值，计算如下：.此处，根据3.5.2 得来。直右车道设计通行能力Csr计算公式为：从而 .由于东进口道有专用左转车道，所以其通行能力计算式子如下：入口引道设有专用左转车道而未设专用右转车道时，入口引道的设计通行能力： .式中：设有专用左转车道时，入口引道的设计通行能力；入口引道直行车道设计通行能力之和；入口引道直右车道设计通行能力；由调查的交通量数据可得=0.23，代入数据到上式，计算得：1158.据此，专用左转车道设计通行能力：=266.综上，东进口道设计通行能力为：(2) 北进口道通行能力该路口进口道为双车道，分别为直左、直右，因此其计算过程如下。直行车道设计通行能力同样，计算式子为：代入数值得：直右车道设计通行能力直左车道设计通行能力综上，北进口道设计通行能力为：（3） 交叉口设计通行能力由于该交叉口采用对称设计，其理论设计通行能力也为对称的，因此，路口通行能力为：（2）交叉口延误调查与计算地点：解放 路与民主路交叉西进口 路口形式： 十字交叉口日期：2010年6月日 30 星期 一 天气：晴 观测者： 测定时刻（从开计时刻起）交叉口入口处停车数量驶入交叉口车辆数015s15s30s30s45s45s60s停车数未停车数7:004411517:010136607:027600847:031235507:04008101027:05131719221907:060056507:076101321207:082245227:095001947:10369121307:112024647:121091081307:360014347:37961041007:381346427:39810241037:4045991027:41106331267:423458907:4352011107:4558981257:462234407:475761717:482488907:49910631107:5057681017:5191111017:523257707:533113347:545114907:557711121207:564007407:578101231107:5805510707:5978211208:00591015170小计17217320721730256总计769358总延误=观测停车总量数观测周期=76915=11535（辆S）停止车辆每台平均延误=38.2（S）驶入交叉口车辆每台平均延误=32.2（S）停止车辆比例=84.4%地点：解放路与民主路交叉东进口 路口形式：十字交叉口日期：2010年6月30日 星期 一 天气：晴 观测者：测定时刻（从开计时刻起）交叉口入口处停车数驶入交叉口车辆数015s15s30s30s45s45s60s停车数未停车数10220212000335311001543301465000111061460667001018800000091235714103000321100122312011016130154811420013615117990160000071723003218000309197111209520130347211000292220246023010017244452131250124532613003127104051028360069291045633010001831152022073202304433000111334054410435030359362501733700358103803103439105587小计54677168179215总计260394总延误=观测停车总量数观测周期=26015=3900（辆S）停止车辆每台平均延误=21.79（S）驶入交叉口车辆每台平均延误=9.90（S）停止车辆比例=45.4%地点： 解放路与 民主路交北进口 路口形式：十字交叉口日期 2010年6月30号 星期 一 天气： 晴 观测者： 测定时刻（从开计时刻起）交叉口入口处停车数驶入交叉口车辆数015s15s30s30s45s45s60s停车数未停车数10145042680086300022641222355023303633348370123428000200933334510136882112444611222670013777914014491112011513131516193162344831700120018344496193679120203679002134561852235101268231212122002400210140250681014026101010101542701121002867991252914680030277720231277914332344412433000206342468100352480105360004003771114312438027410639351012121400063054181114712242014440431346127441236704545601524625711004711121417155482368124小计138222276294357126总计930483总延误=观测停车总量数观测周期=93015=13950（辆S）停止车辆每台平均延误=39.08（S）驶入交叉口车辆每台平均延误=28.88（S）停止车辆比例=73.9%地点： 解放路与 民主路 南进口 路口形式：十字交叉口日期 2010年6月30号 星期 一 天气： 晴 观测者： 测定时刻（从开计时刻起）交叉口入口处停车数驶入交叉口车辆数015s15s30s30s45s45s60s停车数未停车数11100002000010300000040000015000000600111071002308330000911101010000114110030201200011113000010140011201511303016011111171100121800222119210020200333302130014022000010230000032400001025110013260111102730014228334550290001103011101031134550325011613311110134000011350014403640015137233330380000339045350400000004100000042333430小计393340438027总计155107总延误=观测停车总量数观测周期=15515=2325（辆S）停止车辆每台平均延误=29.06（S）驶入交叉口车辆每台平均延误=21.73（S）停止车辆比例=74.8%结