围堤路和贵州路交叉口的优化改造

1.选定设计对象

围堤路和贵州路交叉口，地处天津中环线，为十字交叉口，在早晚高峰时段，机动车拥堵较为严重,车辆排队长度过长，出行极为不便。考虑到城市发展的可持续性，我决定对该交叉口实施优化改造。该交叉口属于A型交叉口，交叉口有展宽及信号控制。其断面形式为一块板。

2.基础数据收集

1） 道路几何条件调查

该交叉口，分为东西南北两方向，由西向东为围堤道，由北向南为贵州路，东西方向的行车道包括自行车车道为50m，北进口道的行车道宽为55m。南进口道较窄为20m。具体交叉口图见下页。

道路条件调查表 项目 道路等级 断面形式 设计车速 设计车辆 单向车道数 机动车道总宽 机非分隔带宽

交叉口几何条件调查表 道路名 项目 道路等级 断面形式 设计车速 路幅宽度 车道数 单车道宽 车道功能划分 非机动车道宽 人行道宽

单位 Km/h m 车道 m m m 6 左:2 直:3 右:1 5 6 围堤道西 次干路 一块板 35 50 5 5 左:1 直:3 右:1 6.8 5 围堤道东 次干路 一块板 35 50 4 4 左:1 直:3 右:1 13 6 贵州路北 支路 一块板 28 55 2 2 3.25 直左:1直右:1 3 5 贵州路南 进口 出口 支路 一块板 28 20 2 3.25 进口 出口 进口 出口 进口 出口 单位 Km/h 车种 车道 m m 道路名 围堤道西 次干路 一块板 50 5 16.25 0.2 围堤道东 次干路 一块板 50 4 13 0.2 贵州路北 支路 一块板 40 3 9.75 0.2 贵州路南 支路 一块板 40 2 6.5 0.2 标准小汽车 标准小汽车 标准小汽车 标准小汽车 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 3.25 2） 交通条件调查

（1） 交通量调查

交叉口高峰15min流量调查表 进口道 左 东 直 右 左 西 直 右 直左 南 直 直右 左 北 合计直 右 小客车 80 356 114 266 394 45 16 74 23 134 231 301 中型车 7 17 4 11 13 3 1 3 1 10 7 大客 21 5 24 2 2 1 9 小货 — — — — 折算系数按《交通工程学》可查的，大车折算成标准小汽车为1.8，中型车为1.4 高峰15min交通量×4=高峰小时交通量 得出交叉口高峰小时流量表如下

交通流量调查表

进口道 左 东 直 右 左 西 直 右 南 直左 直右 左 北 直 右 Q15min 90 418 126 324 476 52 47 60 139 243 323 大车率% 2 6 4 2 6 4 0 0 4 2 3 qdmn 360 1672 504 1296 1904 208 188 240 556 972 1292

（2） 交叉口控制状况调查

该交叉口属于三相位控制的信号交叉口，信号周期为200s。信号相序图如下

信号配时图如下

（3） 交叉口现状评价与问题分析 （a） 由于该路口非机动车不算多，主要的交通问题是机动车数量过多，尤其是东西方向的机动车在早晚高峰时段，拥堵严重。西进口道左转的机动车排队长度过长。

（b） 交叉口面积较大，但交通秩序混乱。路口空间过大，左转车轨迹不明确。

（c） 人行过街横道过于靠前，相互交叉，致使行人过街时间过长，不利于交通安全。 （d） 信号周期过长，延误增加。许多标志标线模糊不清。

通行能力CAP=饱和流量×绿信比 饱和流量=3600/车头时局

绿信比=有效绿灯时间/周期时长

根据调查可知，第一相位绿信比=75/200；第二相位的绿信比=67/200；第三相位的绿信比=47/200；

交叉口现状评价结果见表 进口 东 西 南 北 左 直 左 直 直左 直右 左 直 通行能力 442 1833 884 1833 334 334 310 1149 7119 饱和度 0.81 0.91 1.47 1.04 0.56 0.72 1.79 0.85 1.02 合计/平均 由评价表可知，西进口道直行和左转，北进口道左转的车流量已过饱和，需增设车道或重新配时。

3.概略设计

1）机动车道设计

鉴于机动车与非机动车使用分隔栏分隔，因此可以通过压缩非机动车道和机动车道，将西进口道机动车道增加为7条，北进口道非机动车数量少，而车道宽，可多增加一条左转专用道来缓解压力。

2)非机动车设计方案

自行车进口道可设置左转弯专用道

可以使用彩色的路面或标线来标示自行车左转弯专用道。，利用左转弯机动车相位，使左转自行车一次过街。避免左转自行车放行时被直行车挡住，也避免直行自行车放行时左转车一同驶出。

3）信号控制方案

依据机动车设计方案，仍然采用三相位的信号控制方案；结合问题分析，相位、相序设置如图所示。

4)信号配时初步检验

通过流量比计算来检验概略设计方案。饱和流量的计算采用《城市道路平面交叉口规划与设计规程》中提供的方法。仍采用三相位配时设计，根据交通流量调查表计算信号配时。 各进口道饱和流量的修正： 基本饱和流量

SbT=1800pcu/h，

SbL=1800pcu/h，

SbR=1650pcu/h。

由于对右转机动车和自行车数量较少，因此自行车对机动车的干扰基本消失，在饱和流量修正时，取自行车的修正系数

fb均为1。

交叉口坡度取0，进口道宽度可先按3.25m计，修正系数

fw=1。

交叉口路缘石半径按35m计算，右转车道转弯半径校正系数（1） 东进口道饱和流量 直行车道：左转车道：右转车道：

fr=1。

S=STbT×××

fffw×××

ffg×

fb=1692pcu/h

S=SLbLwg=17pcu/h =1584pcu/h

S=SRbRwfffr（2） 西进口道饱和流量 直行车道：左转车道：右转车道：

S=STbT×××

fffffw×××

g×

fb=1692pcu/h

S=SLbLwg=17pcu/h =1584pcu/h

S=SRTLbRwfr（3） 南进口道饱和流量 直左车道：直右车道：

S=SSTRT××

TL=1728pcu/h =1692pcu/h

=

STTR（4） 北进口道饱和流量 直行车道：左转车道：右转车道：

S=STbT×××

fffw×××

ffg×

fb=17pcu/h

S=SLbLwg=1728pcu/h =1601pcu/h

S=SRbRwfr（5） 汇总

通过对四个进口各流向车道饱和流量的计算，该交叉口设计流量比见表。

流量比计算表

进口道 左 东 直 右 左 西 直 右 南 北 直左 直右 左 直 车道数 1 4 1 3 3 1 1 1 2 3 交通量 360 1672 504 1296 1904 208 188 240 556 972 饱和流量 17 1692 1584 17 1692 1584 1728 1692 1728 17 流量比 相位1 相位2 相位3 0.204 0.247 — 0.245 0.375 — 0.109 0.142 0.161 0.184 0.247 — 0.375 — — — — — 0.204 — 0.245 — — — — — — — — — — — 0.109 0.142 0.161 0.184 右 1 1292 1601 — — — — y i 0.375 0.245 0.184 0.804 Y Y〈0.9，概略设计方案满足交通要求，可进入详细设计阶段。

4.详细设计

1）进出口道空间设计

（1）进出口道设计

（a）车道宽度：现状交叉口范围内东西向的行车路幅宽为50m，依据各自条件各进口道设计如下表 ：

车道数及其宽度表 进口道 西进口 东进口 南进口 北进口 宽度（m） 进口 3 3．25 3 3 出口 3.25 3.25 3.25 3.25 机动车道数 进口 7 6 2 6 出口 4 4 2 2 非机动车道宽（m） 4 7 3.25 6

（b）车道展宽段设计

右转车道应向进口道右侧展宽，左转车道宜向进口道左侧展宽。车道展宽段长度ls根据各进口道排队车辆数N来确定，计算公式如下 Ls= 10N

确定东进口道展宽段为100m，西进口道展宽段为200m 该交叉口和西康路与围堤道交叉口距离比较近，应考虑两交叉口的协制，对于进口道增加车道横断面中心线偏移时，需要采用“过渡区”标线加以渠化，如图所示，Ld可按渐变长度确定，L2不小于2m。

围堤道展宽渐变段示意图

(c)车道展宽渐变段设计 渐变段公式ld =

v*w3

进口道设计行车速度取35km/h,横向偏移量取3.25，所得展宽渐变段为40m.

(e)左转待行区设计

由于围堤道西进口的左转车辆较多，在增设了一条左转专用道的基础上，设置左转待行区，左转机动车可在第一相位时驶入左转待行区，如下图所示

左转待行区设计图

（2）非机动车道设计

进口道非机动车宽度和功能划分表

进口道 东进口 西进口 北进口 南进口 非机动车宽度（m） 改造前 6.8 5 13 3 改造后 7 6.25 9 3.25 非机动车功能划分 改造前 左转，直右 无 无 无 改造后 左转，直右 左转，直右 左转，直右 无 （3）行人过街横道设计

该交叉口空间大，人行道设置位置要合理，避免不必要的长度，减少行人过街时间。西进口道的人行道太过靠前，应适当靠近停车线位置。人行横道长度大于15m,需设置行人过街安全岛，保证行人过街安全。在围堤道方向，距离交叉口85m处，有过街街天桥，但设置不合理，增加了行人过街的时间，几乎没有行人通过，可以进行重新改造。

2）信号控制方案的确定

（1）绿灯间隔时间I 车辆在进口道上的行驶车速

va取6m/s，此时对应的车辆制动时间

ts取2s。根据相位的排序，从停车线

到冲突点距离z取20m，绿灯间隔时间I=（2）信号总损失时间L

zv+

ts=20/6+2=5.3s，取I=5s。

aL可取3s，黄灯时长A为3s，一个周期内的绿灯间隔数为3，则信号总损失时间L为：

L=(LIA)=3×（3+5-3）=15s

s启动损失时间

skk（3）信号最佳周期时长

C0

由表---可知流量比总和Y=0.804，则：

C

取

=0

1.5L51.5155==140.3s

1Y10.804=145s。

C0（4）信号配时 总有效绿灯时间：

G=Ce

0-L=145-15=130s

相位1：

gGe1=

ye1Y=130×

0.375=60.63s，取：g=61s

e10.8040.245=39.61s，取：g=40s

e20.8040.184=29.75s，取：g=30s

e30.804相位2：

g=Ge2ye2Y=130×

相位3：

gGe3=

ye3Y

=130×

则各相位显示绿灯时间为：

ggiejiAljj式中：

g——各相位显示绿灯时间（s）；

gej——各相位有效绿灯时间（s）；

A——各相位黄灯时长，取3s；

jlj——各相位启动损失时间，取3s。

相位1：

ge1=61s；相位2：

ge2=40s，相位3：

ge3=30s。

（5）对行人过街最短时间的检验 取行人过街步速

vp=1.2m/s。则最短绿灯时间计算为：

gmin=7+

Lvp-I=7+

p50-5=44s 1.2行人在1相位通行，绿灯时间满足最短时间要求。在第2,3相位可以设置行人二次过街通道。 （6） 改进后交叉口相位配时见图所示。

3） 交叉口交通渠化设计

（1） 无障碍设计

为了方便行人特别是老弱病残通行，在人行道两端进行了无障碍设计。 （2） 导行线设计

由于该交叉口空间较大，左转车轨迹不明确，容易造成拥堵，所以，应该给左转车设置合理的导行线。 （3） 设计方案图见图

5.方案评价

对高峰时间信号配时方案进行评价，评价结果见表所示。

交叉口配时方案评价结果前后对比表 进口 东 西 南 北 左 直 左 直 直左 直右 左 直 合计/平均 改造前通行能力 442 1833 884 1833 334 334 310 1149 7119 改造后通行能力 487 2847 1460 2135 358 350 715 1095 9447 改造前饱和度 0.81 0.91 1.47 1.04 0.56 0.72 1.79 0.85 1.02 改造后饱和度 0.74 0.59 0.88 0. 0.53 0.69 0.78 0. 0.75

将交叉口设计方案评价结果和交叉口现状评价结果相比较可以看出，设计方案的车道饱和度均匀，平均为0.75，交叉口处于畅通的状态。因此，本设计方案是比较合理的改善方案。