城市道路交通设计优秀课程设计.doc

城市道路交通设计 课程设计 学院： 指导老师： 姓名： 班级： 学号： 目 录1. 课程设计目标和要求1.1 课程设计目标 1.2 课程设计基础要求 2. 交叉口交通现实状况调查和分析 2.1 交叉口介绍 2.2 交叉口数据调查 2.2.1 交叉口几何数据 2.2.2 交叉口交通量数据 2.2.3 交叉口信号控制情况 2.3 交叉口现实状况定性分析 2.3.1 交叉口交通量分析 2.3.2 交叉口标志标线设置情况分析 2.3.3 交叉口配时现实状况分析 2.4 交叉口现实状况评价定量分析 2.5 交叉口问题分析及处理方案 3. 概略设计 3.1 交叉口机动车道渠化设计 3.2 交叉口信号配时初步检验 4. 具体设计 4.1 进出口道设计 4.2 信号控制方案确实定 4.2.1 早高峰时段信号配时方案计算 4.2.2 晚高峰时段信号配时方案计算 4.2.3 平峰时段信号配时方案计算 4.3 展宽及渐变段设计 4.3.1 车道展宽段长度设计 4.3.2 渐变段设计 4.3.3道路标线增设及人行横道设计 4.3.4 慢行交通一体化设计 5. 设计方案评价 6. 参考书目 7总结 摘 要多年来，伴随焦作市由煤炭产业向旅游业转变进程不停加紧，各项文化产业快速发展，交通问题也日益突出，尤其是由机动车，非机动车及行人组成交通流“混合”状态加剧。交叉口处瓶颈问题也日益突出，延误较大且排队较长，尤其是焦作市塔南路和人民路交叉口，问题显著。所以，怎样使车辆及行人快速便捷经过交叉口成为提升该地域运行效率关键。此次课程设计焦作市塔南路和人民路交叉口为例，经过交叉口交通信号配时重新设计，路口渠化改善及基础设施优化设计等多种方法，意在提升道路交叉口通行能力，减小排队和延误，提升运行效率。关键词： 道路交叉口 交通问题 优化1.课程设计目标和要求1.1 课程设计目标经过对焦作市某平面交叉口调查和分析，加深我们对相关知识深刻了解，经过实际动手操作和计算，将所学知识理论实践化。1.2 课程设计基础要求 对焦作市人民路和塔南路交叉口道路设施相关属性和参数调查和计算，判定现在该交叉口平面设计和信号控制是否合理，在计算基础上对交叉口进行重新优化设计。2. 交叉口现实状况调查和分析2.1 交叉口介绍 人民路和塔南路交叉口是一个经典含有实体交通岛十字形交叉路口，相交两条道路全部是城市主干道。设计车速均为60Km/h。交叉口处，塔南路为南北走向，三块板形式，出入口道均为三车道；人民路为二块板结构东西走向线，入口道拓宽为五车道、出口道为四车道。周围有东于村安置小区和康欣小区，周围有山阳商城，丹尼斯生活广场等大型客流吸引点，且处于著名中国银行，中国工商银行，中国农村信用社，中信银行，广发银行形成商业金融中心，对焦作交通顺畅运行含有举足轻重作用，交通环境较复杂。因为处于金融及商业活动中心，交通量（包含机动车和非机动车）较大，且有显著高峰时段。该交叉口采取四相位配时方案，周期相对较长。2.2 交叉口数据调查2.2.1 交叉口几何数据 在对路口有了一个大致了解以后我们组对交叉口及其衔接路段进行了具体测量及各方面调查，结果以下：路段几何条件调查表项目单位道路名A路B路C路D路道路等级主干道主干道主干道主干道断面形式两块板三块板两块板三块板设计车速Km/h60606060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单向车道车道4343机动车道道宽m27232723非机动车道宽m3.67.53.67.5人行道宽m5555交叉口几何条件调查表项目单位进出口方向ABCD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两块板三块板两块板三块板设计车速Km/h60606060车道数车道44334433单车道平均宽度m2.63.453.783.733.393.253.783.70车道功效划分左转专用车道直行左转专用车道直行左转专用车道直行左转专用车道直行非机动车道宽m3.67.63.67.5人行道宽m55552.2.2交叉口交通量数据为了研究该交叉口交通流特征及交通运行情况，我们小组对其进行了交通量调查，包含早晚高峰和平峰，汇总结果以下表所表示：早高峰小时流量进口机动车（pcu/h）非机动车（pcu/h）东进口左2271139直563右687西进口左452860直666右134南进口左216799直854右147北进口左2252142直959右527累计56574940平峰小时流量进口机动车（pcu/h）非机动车（pcu/h）东进口左178640直455右533西进口左306531直434右218南进口左260387直781右151北进口左224623直876右299累计47152181晚高峰小时流量进口机动车（pcu/h）非机动车（pcu/h）东进口左148870直542右498西进口左418971直457右220南进口左2181026直1219右181北进口左2421571直760右517累计542044382.2.3 交叉口信号控制情况 该交叉口采取是变信号控制方案，高峰时段和平峰时段通行权给予并不完全相同，平峰时段周期231s，早晚高峰均为261s。相位和相序以下：早晚高峰时期配时方案： 相位周期261s 相位1 相位2 相位3 相位4 89s 49s 62s 49s平峰时期配时方案： 相位周期231s 相位1 相位2 相位3 相位4 89s 39s 47s 44s 2.3 交叉口交通现实状况定性分析2.3.1 交叉口交通量分析从上述交通量表格能够看出，早高峰和晚高峰机动车量改变不大，关键是非机动车量改变显著，由此能够看出上班族乘坐非机动车百分比较大。早高峰小时流量略高于晚高峰流量，可能原因是上班时间相对统一，而下班时间相对分散。高峰期间东西方向左转机动车量要高于南北方向左转机动车量。早高峰机动车北进口直行流量略高于南进口流量，表明出城人数略多于进城人数。和此相反，晚高峰机动车北进口直行流量略低于南进口流量，表明进城人数略高于出城人数。总体而言，该交叉口交通量在时间和空间上分布相对均衡。2.3.2交叉口标志标线设置情况分析 整体而言，该交叉口标志标线较为完善，有设计车速标志牌，左转待行区标志线等交通管理和控制基础设施，但仍存在部分不可忽略问题，如南北方向右转新旧标线相对混乱，停车线不清楚，北出口甚至没有标线。2.3.3 交叉口配时现实状况分析该交叉口较大，通行能力较大，信号周期相对其它通常路口而言很长，不管是平峰，还是高峰信号周期均超出了200s。通常而言，信号周期越长，通行能力越大，但延误越大。由此造成结果是加剧了交通量在时间空间上分布不均衡，轻易超出行人过街（尤其是二次过街）等候时间忍耐程度，以至于铤而走险闯红灯，给交通安全带来隐患。2.4 交叉口交通现实状况定量分析采取上海市工程建设规范提供方法，交叉口现实状况评价结果以下表所表示：交叉口早高峰现实状况评价结果表进口通行能力（CAP）饱和度延误排队长度绿信比东左3320.68106160.188直4200.6793190.238西左2920.77111170.188直3690.90113270.238南左3320.65107150.188直6020.71103280.341北左3320.68121160.188直6020.80101330.341注：因为右转车提前进入辅道，对交叉口几乎不产生影响，故对右转车评价未列入表中。其中使用到公式有：延误计算： 对原有交叉口延误评定，应考虑初始排队延误，即：式中，d各车道每车平均信控延误（s/pcu） d1均匀延误，即车辆均匀抵达所产生延误；d2随机附加延误，即车辆随机抵达并引发超饱和周期所产生附加延误；d2初始排队附加延误，即在延误分析期初停有上一时段留下积余车辆初始排队使后续车辆经受附加延误。对于,可按下式计算：= 式中：饱和延误，s/pcu,可用下式表示：=0.5C(1-)不饱和延误，s/pcu,可用下式表示：=0.5C在T中积余车辆连续时间，h, 可用下式表示：=min分析期初始积余车辆，辆，须实测；绿灯期车流抵达率校正系数，按下式计算： 绿灯期抵达车辆占整周期抵达量之比，可实地观察。对于，可用 计算对于，其随前式算得在中积余车辆连续时间而定，按下式计算：其中e取值以下表所表示：e取值xe平均值1.00.50.5排队长度计算：在绿灯开始时各车道平均排队长度定义为上一个绿灯时间内剩下车辆数Q1和红灯时间内抵达车辆数Q2之和Q1根据一下式子计算当车道饱和度x4m），故能够在离交叉口一定距离处增设掉头通道。（5）问题：南北方向提前进入辅道开口过窄，且绿带高度(1.4m)过高，视距较小，存在按群隐患。处理方案：合适拓宽该右转入口宽度； 绿化高度降低至0.8m以内；设置对应右转警示标志。（6）问题：东西方向道路渐变段为折线，不利于行车安全。处理方案：将渐变段折线改为过渡曲线，使车辆变换车道愈加自然，顺适，有利于行车安全。（7）问题：部分进口道路面出现坑槽现象，影响车速，降低其通行能力。 处理方案：路政部门要对路面勤维护，勤监管，尤其是要对交通量较大大型交叉口路面进行勤保养。（8）问题：高峰时期，非机动车及行人较多，安全岛面积不足，过街行人排队延长至右转机动车辅路上，影响机动车通行，且存在较大安全隐患。处理方案：合适缩小安全岛上绿化面积，增大过节行人驻足区。3. 概略设计3.1 交叉口机动车道渠化设计南北方向因为机动车和非机动车使用绿化带分隔，且左转交通量较大，故能够在进口道处经过压缩两侧绿化带宽度来增设一条左转车道，将机动车车道增加为四条，即两条直行车道和两条左转车道。3.2 信号配时初步检验经过流量比来计算检验概略设计方案。饱和流量计算采取城市道路平面交叉口计划和设计规程中提供方法。基础饱和流量1800pcu/h，1800 pcu/h（尤其说明：该路口为含有实体交通岛式路口，右转机动车经过辅路右转，不进入交叉口，故不考虑其流量）。因为存在左转专用相位，同时右转机动车经过辅路右转，同时自行车和机动车同相位过街，所以自行车对机动车干扰基础消失，在饱和流量修正时，取自行车修正系数均为1.该路口为市中心交叉口，严禁大型车辆驶入，只有极少数公交车，机动车以小汽车为主，依据规则，统一取大车概率为2%，则大车修正系数=98%。交叉口坡度取0，进口道（除西进口道外）宽度为3.0m以上，修正系数=1。西进口道宽度小于2.7m，修正系数=0.88。（1）东进口道饱和流量直行车道：=1764pcu/h左转车道：=1764pcu/h（2）西进口道饱和流量直行车道：=1552pcu/h左转车道：=1552pcu/h（3）南进口道饱和流量直行车道：=1764pcu/h左转车道：=1764pcu/h（4）北进口道饱和流量直行车道：=1764pcu/h左转车道：=1764pcu/h（5）汇总经过对四个进口各流向车道饱和流量计算，该交叉口设计流量比以下表所表示：早高峰流量比计算表进口道东西南北YY左直左直左直左直车道数122212120.8交通量227563452666216854225959饱和流量17641764155215521764176417641764流量比0.1850.1600.1460.2150.1220.2420.1280.272相位10.2420.2720.272相位20.1220.1280.128相位30.1600.2150.215相位40.1850.1460.185注：Y=0.80.9，能够认为概略设计方案满足设计要求，能够进入具体设计阶段。以一样方法和步骤计算出晚高峰和平峰流量比，以下表所表示：晚高峰流量比计算表进口道东西南北yY左直左直左直左直车道数122212120.771交通量1485424184572181219242760饱和流量17641764155215521764176417641764流量比0.0840.1540.1350.1470.1240.3460.1370.215相位10.3460.2150.346相位20.1240.1370.137相位30.1540.1470.154相位40.0840.1350.135注：Y=0.7710.9，能够认为概略设计方案满足设计要求，能够进入具体设计阶段。平峰流量比计算表进口道东西南北yY左直左直左直左直车道数122212120.656交通量178455306434260781224876饱和流量17641764155215521764176417641764流量比0.1010.1290.0990.1400.1470.2210.1270.248相位10.2210.2480.248相位20.1470.1270.147相位30.1290.1400.140相位40.1010.0990.101注：Y=0.6560.9，能够认为概略设计方案满足设计要求，能够进入具体设计阶段。4. 具体设计4.1进出口道设计关键是针对南北方向道路，将机动车行车道两侧机非分隔绿化带各压缩1.5m，增加一条宽度为3.0 m进口道专左车道，两侧非机动车宽度不变。4.2 信号控制方案确实定4.2.1 早高峰时段信号配时方案计算（1）绿灯间隔时间I 车辆在进口道上行驶车速Va取6m/s，此时对应车辆制动时间ts取2s。依据相位排序，从停车线到冲突点距离z取28m，绿灯间隔时间I=z/Va+ts=28/6+2=6.7s,取7s。（2）信号总损失时间L开启损失时间Ls可取3s，黄灯时长A为3s，一个周期内绿灯间隔数为4，则信号总损失时间L为： L= ( Ls + I - A)= 4x(3+7-3)= 28s（3）信号最好周期时长Co由早高峰流量比计算表可知，流量比总和Y=0.80，则：Co= 1.5L+5/(1-Y)= (28*1.5)/(1-0.80)= 235s(4) 信号配时总有效绿灯时间：Ge=Co-L=235-28=207s相位1：ge1= Ge*y1/Y= 207*0.272/0.80= 70.38s，取ge1=71s+14s=85s相位2：ge2= Ge*y2/Y= 207*0.128/0.80= 33.12s, 取ge2=34s相位3：ge3= Ge*y3/Y= 207*0.215/0.80= 55.63s, 取ge3=56s相位4：ge4= Ge*y4/Y= 207*0.185/0.80= 47.87s, 取ge4=48s各项位显示绿灯时间为：gj= gej-Aj+Lj式中：gj -各项位显示绿灯时间（s）； gej-各项位有效绿灯时间（s）； Aj-各项位黄灯时长（s）； Lj-各项位开启损失时间（s）；相位1：g1=85s；相位2：g2=34s；相位3：g3=56s；相位4：g4=48s。（5）对行人过街最短时间检验取行人过街步速Vp=1.2m/s，则最短绿灯时间为： gmin = 7+Lp/Vp-I = 7+28/1.2-5 = 25.3s行人在1,3相位通行，绿灯时间满足最短时间要求。4.2.2晚高峰时段信号配时方案计算（1）绿灯间隔时间II= z/Va+ts= 28/6+2= 6.7s,取7s。（2）信号总损失时间L L = ( Ls + I - A) = 4x (3+7-3) = 28s（3）信号最好周期时长Co由早高峰流量比计算表可知，流量比总和Y=0.771，则：Co= 1.5L+5/(1-Y)= (28*1.5)/(1-0.771)= 205s(4) 信号配时总有效绿灯时间：Ge=Co-L=205-28=177s相位1：ge1= Ge*y1/Y= 177*0.346/0.771= 79.43s，取ge1=80s相位2：ge2= Ge*y2/Y= 177*0.137/0.771= 31.45s, 取ge2=32s相位3：ge3= Ge*y3/Y= 177*0.154/0.771= 35.35s, 取ge3=36s相位4：ge4= Ge*y4/Y= 177*0.135/0.771= 30.99s, 取ge4=31s各项位显示绿灯时间为：gj= gej-Aj+Lj式中：gj -各项位显示绿灯时间（s）； gej-各项位有效绿灯时间（s）； Aj-各项位黄灯时长（s）； Lj-各项位开启损失时间（s）；相位1：g1=80s；相位2：g2=32s；相位3：g3=36s；相位4：g4=31s。（5）对行人过街最短时间检验取行人过街步速Vp=1.2m/s，则最短绿灯时间为： gmin = 7+Lp/Vp-I = 7+28/1.2-5 = 25.3s行人在1,3相位通行，绿灯时间满足最短时间要求。4.2.3 平峰时段信号配时方案计算（1）绿灯间隔时间II= z/Va+ts= 28/6+2= 6.7s,取7s。（2）信号总损失时间L L = ( Ls + I - A) = 4x (3+7-3) = 28s（3）信号最好周期时长Co由早高峰流量比计算表可知，流量比总和Y=0.656，则：Co= 1.5L+5/(1-Y)= (28*1.5)/(1-0.656)= 137s(4) 信号配时总有效绿灯时间：Ge=Co-L=137-28=109s相位1：ge1= Ge*y1/Y= 109*0.248/0.656= 41.21s，取ge1=42s相位2：ge2= Ge*y2/Y= 109*0.147/0.656= 24.43s, 取ge2=25s相位3：ge3= Ge*y3/Y= 109*0.140/0.656= 25.26s, 取ge3=26s相位4：ge4= Ge*y4/Y= 109*0.101/0.656= 16.78s, 取ge4=17s各项位显示绿灯时间为：gj= gej-Aj+Lj式中：gj -各项位显示绿灯时间（s）； gej-各项位有效绿灯时间（s）； Aj-各项位黄灯时长（s）； Lj-各项位开启损失时间（s）；相位1：g1=42s；相位2：g2=25s；相位3：g3=26s；相位4：g4=17s。（5）对行人过街最短时间检验取行人过街步速Vp=1.2m/s，则最短绿灯时间为： gmin = 7+Lp/Vp-I = 7+28/1.2-5 = 25.3s行人在1,3相位通行，绿灯时间满足最短时间要求。4.3 车道展宽及渐变段设计4.3.1车道展宽段设计车道展宽段长度ls依据各进口道排队车辆数N来确定，计算公式以下：ls= 10N确定出展宽段长度为150m。4.3.2 渐变段设计渐变段长度Ld按下式计算： Ld= v xw/3；式中，进口道设计行车速度v取35Km/h，横向偏移量w取3.75m，带入计算，得 ：Ld= 35 x3.75/3= 43.75m，取Ld=45m。4.3.3 道路标线增设及人行横道设计因为在调查时发觉，北出口缺乏车行道分隔线，所以为了和其它标线相协调，也为了明确行车轨迹，故增设对应标线。同时，该交叉口在高峰时过街人流量很大，再加上过街心切，造成很多行人或非机动车从人行横道线外侧过街，这和文明交通理念不太相符，故将人行横道由原来6m增加为8m宽。4.3.4 慢行交通一体化设计调查时发觉，丹尼斯生活广场门前有明确机动车停车位，不过没有非机动车停车位，大家更趋向于将非机动车停放在紧靠路缘石人行横道上（人行横道行人较少），而这需要从专为机动车设置缺口处绕行。为此，将该处进行慢行交通一体化设计，使该处成为非机动车，行人及非机动车停放公共资源，提升了其利用率。5. 设计方案评价因为改善方案现在不能立即实施，不能得到改善后交通调查基础数据，故计算时假定原基础数据不变。 分别对早晚高峰及平峰信号配时方案进行评价，评价结果以下表所表示：交叉口早高峰改善后评价结果表进口通行能力（CAP）饱和度延误排队长度绿信比东左3600.63093140.204直4200.66885170.238西左3170.71397140.204直3700.900103240.238南左2550.4239660.145直6380.66989270.362北左2550.44310970.145直6380.75286330.362交叉口晚高峰改善后评价结果表进口通行能力（CAP）饱和度延误排队长度绿信比东左2670.4468380.151直3100.64583180.176西左2350.71690150.151直2730.62182150.176南左2750.3288150.156直6880.83186250.390北左2750.3659260.156直6880.63167170.390交叉口平峰改善后评价结果表进口通行能力（CAP）饱和度延误排队长度绿信比东左2190.8137980.124直3090.7386690.175西左1930.7946970.124直2720.7986590.175南左3220.3925440.182直5410.72365140.307北左3220.3376030.182直5410.81065170.307为了更直观地看出该交叉口改善效果，将改善前和改善后评价结果得以汇总，以下表所表示：早高峰各效益评价指标对比表进口饱和度排队延误（s）改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0.680.630161410693直0.670.66819179385西左0.770.731171411197直0.900.9002724113103南左0.650.42315610796直0.710.669282710389北左0.680.443167121109直0.800.752333310186均值0.7330.65221.37517.750106.87594.750晚高峰各效益评价指标对比表进口饱和度排队延误（s）改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0.4460.446989983直0.6450.64518189283西左0.7160.716151510990直0.6210.62115159682南左0.6570.32815510781直0.8310.831352511386北左0.7290.36517612392直0.6310.63123179067均值0.6600.57318.37513.625103.62583平峰各效益评价指标对比表进口饱和度排队延误（s）改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0.5360.8131089079直0.5430.7381398066西左0.5240.794979169直0.5880.7981398665南左0.7830.39217410254直0.6500.72321148665北左0.6750.33714310960直0.7280.81025178365均值0.6280.67515.258.87590.87565.375交叉口机动车延误和服务水平表服务水平每车停车延误（s）A80 将交叉口设计方案评价结果和交叉口现实状况评价结果相比，能够看出：早高峰和晚高峰改善后车道饱和度均值有所降低，平峰改善后饱和度略有升高，其原因是