城市道路交通设计指南课程设计-学位论文.doc

城市道路交通设计指南课程设计 指导老师： 学 院： 班 级： 姓 名： 学 号：塔南路-站前路交叉口设计摘要通过对塔南路-站前路交叉口的道路、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，以得到塔南路-站前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 饱和流量 延误 信号配时 效益评价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。塔南路-站前路四路交叉路口是一个平面交叉口，它西接火车站，目前为平面渠化加信号控制，信号控制为五相位控制，路幅东西向（塔南路方向）为一块板形式，南北向（站前路方向）为三块板形式；红线宽度东西向为52米，南北向为48米。该交叉口高峰期间的机动车与非机动车交通量比较大，且非机动车对机动车的影响比较大，在上下班车流高峰期间，节假日极端情况下进口道机动车排队较长，非机动车的过街量较大，且秩序混乱。2 目的及意义通过对塔南路-站前路交叉口的道路、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塔南路-站前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、慢行交通一体化等改造方案，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、绿信比、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一、 基础资料收集与整理1、 交叉口现状 1）周边区域的概况该交叉口位于焦作市山阳区，由一条主干路（塔南路）和一条次干道（站前路）组成，周围分布各商业店铺，住宅区，是通达能力要求较高的路口。2）道路状况该路口为规则的十字形交叉口，相交道路塔南路为一块板道路，站前路为三块板道路。现状交叉口范围内的道路条件是：塔南路南路口行车道宽度（包括非机动车道）为26.26m，塔南路北路口行车道宽度（包括非机动车道）为30.00m，站前路东路口行车道宽度为29.16m，西路口行车道宽度为18.32m。3）交通状况车辆组成中机动车以小汽车为主，其次为少数的公交车，货车几乎见不到：非机动车以电动车为主，自行车和电动三轮车的数量也占相当一部分，行人流量不算太大；再者，这个路口相对来说比较小且属于比较繁忙的路口，高峰时刻交通比较混乱，每天早晚高峰都有交通指挥。4）交叉口控制现状 （1）采用五相位的定时信号控制； （2）设置行人过街专用信号。塔南路与站前路均位于市区，塔南路为南北走向，站前路为东西走向。塔南路是主干路，站前路是与之相交的次干路，该路口为规则的十字交叉路口，交叉口的南北进出口设置的有机非分隔栏，西进出口没有设置机非分隔栏。 南进出口分别为单向三车道和单向双车道，北进出口均为单向双车道，东进出口分别为单向三车道和单向双车道，西进出口均为为单向双车道。东进口道右侧有新新家园小区，西进口右侧附近有沁园小区，焦作火车站位于该路口的西面，塔南路向南通向摩登街，山阳商城，河南理工大学等人员集聚地，交叉路口的四周的一楼有商业店铺，华融国际大厦（大厦下有地下停车场）。塔南路与站前路的交叉口局部图如下：图1 塔南路与站前路交叉口局部图2、道路几何条件调查 表1 道路路段几何条件调查表项目单位路段名C路A路B路D路道路等级主干路主干路次干路次干路设计车速Km/h60604040设计车辆车种标准小汽车标准小汽车标准小汽车标准小汽车双向车道数车道4454机动车道总宽m16.1515.6316.8613.37非机动道总宽m13.8510.6312.34.95人行道总宽m8977.968.91317表2 交叉口几何条件调查表 项目单位进出口方向塔南路北向塔南路南向站前路东向站前路西向进 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路主干路次干路次干路断面形式设计车速Km/h60604040路幅宽度m30.0026.2629.1618.32车道数车道31313222车道功能直行直右专左直行直右专左直行直右专左专右直左单车道宽m2.903.202.907.153.083.453.355.753.123.153.153.663.783.002.983.643.75非机动车道宽m7.106.753.257.385.207.10 3.201.75人行道宽m2.406.574.063.904.344.571.221.95图2 交叉口现状平面图图3 相交道路断面图东进口道路横断面图西进口道路横断面图南进口道路横断面图北进口道路横断面图信号相位：该交叉口为五相位信号控制，信号周期为204 s，各信号相位周期如下图：相位第一相位第二相位第三相位第四相位第五相位方向图示时间110s30s24s20s20s图4 相位图 配时图 3、交通条件调查1）城市道路设计规范（CJJ37-1990）规定的设计车辆外廓尺寸见下表：车辆类型项目总长总宽总高前悬轴距后悬尺寸（m）小客车51.81.61.02.71.3普通汽车122.54.01.56.54.0表3 车辆外廓尺寸2）各种车辆的建议车辆换算系数见下表： 车辆类型城市路段信号交叉环形交叉小型车1.011中型车1.51.51.75大型车2.02.02.5铰接车3.03.03.5两轮摩托0.20.20.3车 型折算系数荷载及功率备 注机动车汽车小客车1.0额定座位19座大客车1.5额定座位19座小型货车1.0载质量2吨中型货车1.52吨载质量7吨包括吊车大型货车2.07吨载质量14吨特大型货车3.0载质量14吨拖挂车3.0包括半挂车、平板拖车集装箱车3.0摩托车1.0包括轻骑、载货摩托车及载货（客）机动三轮车等拖拉机4.0非机动车人畜力车畜力车4.0人力车1.0包括人力三轮车、手推车自行车0.2包括助动车注：交通量换算采用小客车为标准车型。表4 车辆换算系数我们小组一共9人，每2人一组，其中一人随机安排，小组选取了该十字型平面交叉口车流量较大的高峰时段（07:309:00）进行了交通量调查，流量表如下表58所示：地点：塔南路与站前路交叉口 东进口 路口形式 十字路口日期：2013.06.04 星期二 天气:晴 观测者： 郑宇亭 陈思宇 时段机动车左转直行右转小汽车公交小汽车公交小汽车公交07:3007:4513046334207:4508:009042038008:0008:156033323108:1508:3011028126108:3008:4514033332208:459:0041231240小计571205111776时段非机动车行人左转直行右转自行车电动车自行车电动车自行车电动车07:3007:4510798520407:4508:000011116426408:0008:152010123523308:1508:3000111151241008:3008:45001187316808:459:0001348071小计31535871811630表5 东进口地点：塔南路与站前路交叉口 西进口 路口形式 十字路口日期：2013.6.04 星期二 天气 晴 观测者： 雷怀宇 胡根厚 时段机动车左转直行右转小汽车公交小汽车公交小汽车公交07:3007:452313731051007:4508:00161351951308:0008:158110061708:1508:3064186541208:3008:4513029063808:459:002050164小计6871341039454时段非机动车行人左转直行右转自行车电动车自行车电动车自行车电动车07:3007:450035141341592107:4508:000129145261371508:0008:151222120291614208:1508:301027113221393808:3008:450088715781008:459:000014967497小计23135702133723133表6 西进口地点：塔南路与站前路交叉口 南进口 路口形式 十字路口日期：2013.6.04 星期二 天气 晴 观测者： 某某人 池强 时段机动车左转直行右转小汽车公交小汽车公交小汽车公交07:3007:4513625271415107:4508:0015527341621008:0008:1514824371333008:1508:3013726311817008:3008:4512516261621108:459:00127172218130小计828135177951202时段非机动车行人左转直行右转自行车电动车自行车电动车自行车电动车07:3007:451031691231307:4508:003122372182108:0008:152272211373308:1508:301012464281808:3008:450241391142708:459:000021073119小计7519111912131121表7 南进口地点：塔南路与站前路交叉口 北进口 路口形式 十字路口日期：2013.6.04 星期二 天气 晴 观测者： 刘亚龙 任彬滔 时段机动车左转直行右转小汽车公交小汽车公交小汽车公交07:3007:453503631515207:4508:001213242221008:0008:152803191924108:1508:301712761817008:3008:451522831621008:459:0016018718131小计123417521081114时段非机动车行人左转直行右转自行车电动车自行车电动车自行车电动车07:3007:457023231321807:4508:005143456452508:0008:1562103757513708:1508:301083371272308:3008:451162952312608:459:0001424911411小计20534192419200140表8 北进口由以上数据整理的高峰小时流（07:3008:30）量表，如下表： 进口机动车（pcu/h）自行车（辆/h）电动车（辆/h）总计东左3930314.67直17039452右1331593西左7423657.00直112113519右441111596南左88273764.33直31213873右898106北左981931012.33直1513241380右8615155表9 高峰小时流量表4、现状交叉口通行能 十字型交叉口设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和。进口道设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和。 交叉口通行能力； 交叉口各进口的通行能力； 交叉口进口编号； 交叉口进口数，为4。 进口各车道的通行能力； 车道编号； 进口车道数。用专用工具计算进口各车道通行能力，按直行、直左、直右、直左右、专左、专右的先后顺序。（1） 直行、直左、直右与直左右车道的通行能力计算：需要输入的数据： 信号周期T； 对应相位的绿灯时间t； 对应相位的有效绿灯时间； 对应的车流量。注意：“有效绿灯时间”项，只需设定一个不为零的数即可，建议与t相等。“车流量”项， 对直行、直左与直左右车道的计算来说，只需输入一个不为零的数即可。 对直左车道的计算来说，“车道总流量”项输入10，“车道左转流量”项输入4。 必须严格按直行、直左、直右与直左右的顺序来计算。 结果只取“通行能力”一项。 结果只是1条车道的通行能力，同一种类型的车道如果有多条，则该进口该类型车道的通行能力为计算结果乘以车道条数。 人工计算公式：直行车道 1条直行车道的通行能力（）； 信号周期（）； 对应相位的绿灯时间（）； 绿灯亮后，第一辆车启动，通过停车线的时间（），可采用2.3； 直行或右转车辆通过停车线的平均时间（）， 小型车组成的车队，取2.5， 大型车组成的车队，取3.5， 绞接车、拖挂车组成的车队，取7.5， 混和车组成的车队，按表2-1选用，为计算方便，将绞接车、拖挂车归为大型车； 折减系数，可用0.9。混合车流中不同比例时对应的平均车头间隔t间 表1-7大型车：小型车0:101:92:83:74:65:56:47:38:29:110:0平均值（s）2.52.582.652.963.123.263.303.343.423.463.5直右车道 1条直右车道的通行能力。直左车道 1条直左车道的通行能力； 直左车道中左转车所占比例。直左右车道 1条直左右车道的通行能力。（2） 专右与专左车道的通行能力计算分三种情况：同时有专左与专右车道、有专左车道而无专右车道、有专右车道而无专左车道。 同时有专左与专右车道注意：这里计算的结果即为该进口专用左转车道总的通行能力或专用右转车道总的通行能力，不需再乘以车道条数。人工计算公式： 专左车道的通行能力； 专右车道的通行能力； 同时设有专左和专右车道时，本进口的通行能力（）； 左转车占本进口车辆比例； 右转车占本进口车辆比例。 本进口直行车道总的通行能力。 有专左车道而无专右车道注意：这里计算的结果即为该进口专用左转车道总的通行能力，不需再乘以车道条数。人工计算公式： 专左车道通行能力； 设有专用左转车道（而无专用右转车道）时，本进口的通行能力； 专左车道左转车占本进口车辆的比例。 本进口直行车道通行能力总和； 本进口直右车道通行能力。 有专右车道而无专左车道注意：这里计算的结果即为该进口专用右转车道总的通行能力，不需再乘以车道条数。 人工计算公式： 专右车道通行能力； 设有专用右转车道（而无专用左转车道）时，本进口的通行能力； 专右车道右转车占本进口车辆的比例。 本进口直行车道通行能力总和； 本进口直左车道通行能力。 饱和流量： Q= 饱和流量调查表如下表1013地点：塔南路与站前路交叉（ 东 ）进口 路口形式： 十字交叉口日期：2013年6月 4日 星期 二 天气： 晴 观测者：陈思宇 郑宇亭 测量次数时间间隔（s）小汽车公交车折合总数第一周期3.25100104.406.482.191.410.964.4012.386.561.91第二周期6.788082.881.941.282.102.221.8418.43第三周期2.46100103.445.433.193.313.032.321.131.172.95第四周期3.48415.51.564.452.463.16第五周期4.13110113.341.481.487.471.481.625.133.161.164.52第六周期8.566062.382.551.441.0937.10第七周期1.58819.52.893.843.212.131.472.104.3518.93第八周期5.436064.841.562.061.8416.66总和表10 东进口通过观察东进口的饱和车头时距Ht=3.45s 饱和流量 Q=3600/3.45=1043.48 pcu/h地点：塔南路与站前路交叉（ 西 ）进口 路口形式： 十字交叉口日期：2013年6月 4日 星期 二 天气：晴 观测者：雷怀宇 胡根厚 测量次数时间间隔（s）小汽车公交车折合总数第一周期1.6919323.50.783.432.220.941.040.620.750.501.930.651.001.780.430.590.850.810.440.640.800.781.16第二周期4.16170171.531.631.441.280.791.761.130.880.810.750.660.851.000.620.683.15第三周期2.3812316.53.721.162.250.900.561.032.110.850.910.870.390.881.630.66第四周期1.3110314.53.591.161.061.281.502.810.961.101.792.501.120.43第五周期1.47172200.90.90.941.251.472.821.001.191.122.220.681.191.401.381.000.651.031.19第六周期2.03202231.251.480.920.920.960.591.130.970.780.780.780.790.790.740.720.840.760.531.941.250.47第七周期1.4017321.51.811.533.031.431.281.061.271.511.251.971.551.700.971.201.171.031.000.850.94第八周期2.1223327.51.161.221.031.151.001.121.131.250.940.911.411.000.870.881.971.251.150.360.640.951.252.560.722.371.16总和 表11 西进口通过观察西进口的饱和车头时距Ht=1.27s 饱和流量 Q=3600/1.27=2834.65 puc/h地点：塔南路与站前路交叉（ 南 ）进口 路口形式： 十字交叉口日期：2013年6月 4 日 星期 二 天气：晴 观测者： 池强 某某人 测量次数时间间隔（s）小汽车公交车折合总数第一周期3.524125.51.83.02.17.22.62.53.28.92.12.42.52.01.94.11.923.84.51.613.63.94.313.73.62.8第二周期5.1302332.53.83.74.32.93.81.72.55.62.11.62.51.512.32.542.81.92.12.41.72.03.39.42.71.61.57.113.89.5第三周期5.5240241.72.424.721.92.51.45.93.82.82.85.91.79.22.35.35.420.31.54.347.4第四周期5274333.62.93.52.43.71.21.83.33.51.62.13.12.15.12.42.728.12.11.84.57.77.93.74.82.33.67.556.4第五周期3.6292321.32.735.65.44.22.32.42.92.12.25.74.33.92.21.64.08.71.02.91.93.92.11.76.15.62.07.81.77.9第六周期12.833337.53.71.71.92.03.13.82.15.63.11.51.81.81.53.62.02.05.62.93.93.15.02.44.37.83.14.82.12.52.22.11.62.41.82.32.9第七周期6.0300303.02.64.93.13.32.72.42.72.11.92.52.22.44.12.02.92.74.90.92.25.25.62.76.73.86.22.55.418.3第八周期4.8192222.72.95.25.42.42.22.01.82.32.52.55.06.09.41.514.629.312.96.51.7总和表12 南进口通过观察南进口的饱和车头时距Ht=2.4 饱和流量 Q=3600/2.4=1500 pcu/h地点：塔南路与站前路交叉（ 北 ）进口 路口形式： 十字交叉口日期：2013年6月 4 日 星期 二 天气：晴 观测者： 刘亚龙 任彬淘 测量次数时间间隔（s）小汽车公交车折合总数第一周期4.2270273.13.42.13.22.82.61.11.71.73.21.72.15.92.08.93.02.31.04.24.53.03.02.45.61.76.2第二周期7.5410412.13.32.33.03.02.52.02.32.12.21.72.22.52.12.52.41.61.64.42.01.32.03.21.62.61.72.03.12.01.22.42.01.83.81.73.42.21.62.0第三周期3.7330332.55.02.12.34.31.82.01.92.12.71.81.81.92.72.81.63.02.32.23.02.22.71.12.02.72.21.82.42.74.02.05.3第四周期6.2390394.83.32.02.53.02.01.71.82.72.02.62.02.92.81.81.51.81.93.82.51.72.71.42.21.82.41.81.92.71.92.91.72.02.73.42.43.71.7第五周期3.431132.53.52.42.51.61.91.82.34.53.22.01.01.72.21.62.01.72.12.02.02.41.81.73.32.12.44.65.74.05.69.24.4第六周期2.9330333.83.13.13.02.63.52.52.24.11.71.82.92.91.72.61.54.02.63.87.16.01.91.92.22.22.61.31.91.52.02.4