长江道与白堤路交叉口设计

1、长江道与白堤路交叉口交通设计课程设计任务书20132014 学年第1学期 土木工程 学院 交通工程 系 10 级 1 班 课程设计名称： 交通综合课程设计 设计题目： 长江道与白堤路交叉口交通设计 完成期限：自 2013 年 12 月 30 日至 2014 年 1 月 17 日共 3 周设计规范、要求及主要内容：见附页 指导教师： 教研室主任： 批准日期： 2013年 12 月 18 日附页一、设计规范 杨佩昆、吴兵交通管理与控制北京：人民交通出版社，2003 城市道路设计规范（cjj37-90）北京：中国建筑工业出版社，1991城市道路交通规划设计规范（gb50220-95）北京：中国计划出

2、版社，1995道路交通标志与标线（gb5768-1999）北京：人民交通出版社，1999二、要求 每一人一题，交叉口由指导教师指定。 须按照设计任务书及设计指导书规定的进度安排，独立完成所有设计内容，不得抄袭他人成果。三、主要内容1）选定设计对象：市内或附近区县的道路平面交叉口，无交通控制或管理设施的现有交叉口或经常发生交通拥堵、延误的信号控制交叉口进行治理性交叉口交通设计。2）道路交通设计基础资料调查与分析 基础数据的收集与整理道路及交叉口几何条件调查：道路等级、断面形式、设计车速、车道数、车道宽、车道功能划分、中央分割带宽、机非分割带宽、非机动车道宽、人行道宽。交通条件调查：q15min各

3、组对同一路口在早晚高峰及午间低谷时分流向、分车型观测q15min，观测时间为两天，共取得6组数据，小组成员事先设计原始记录表格并有所分工，观测时在不同方向的进口道依次进行。在同一进口道观测流量时，将交通量按流向和车型分类，流向分为左转、直行和右转，按车型分为中、小型客车、大型客车、小型载货汽车、摩托车等。现有信号周期时长及各相位配时。平均车头时距从绿灯启亮开始计时，记录下排队头车启动的时刻，前轮通过停车线的时刻，然后记录下后续每辆车前轮通过停车线的时刻。将通过车队连续车头时距变化不大的一组车头时距，取平均值作为饱和车头时距。数据整理：将测得的q15min扩大为小时交通量并进行折算，以能够乘坐4

4、-5人的小汽车为标准车，各种车型的折算系数查阅规范确定。 现状路口交通状况分析与评价 定性评价包括交通秩序、交通环境与交通便捷性等内容；定量评价采用交叉口通行能力作为评价指标。 分析现有交叉口存在的问题并提出基本对策：交叉口交通主要应解决的问题有通行能力不足、交通需求分布不均、安全事故、不便性等，应针对存在的问题提出相应对策，如增加车道数、合理划分车道功能、改变或调整信号周期与相位、交通渠化，设置交通标志标线等。3）确定概略设计方案（基本信号相位与车道划分）4）平面交叉口配时方案设计 根据基本信号相位，计算信号周期长度，根据各进口道不同流向的流量确定各相位绿信比，检验概略设计方案，计算各相位绿

5、灯显示时间，进行设计方案评价（以通行能力、饱和度为评价指标），如设计方案满足交通需求，即可根据配时绘制信号相位图。 5）平面交叉口空间设计 包括交叉口的进口道和出口道横断面布置，行人过街横道的设计进出口道设计·进、出口道的宽度及车道数·车道展宽设计右转或左转专用车道设计行人过街横道设计·人行横道的设置位置、长度及宽度设计·行人安全过街的处理交叉口内部区域渠化设计及标志设计·平面交叉口内部区域应采用导流线、交通岛及交通流向标志等进行渠化设计·在路段及交叉口的适当位置设置各类交通标志四、设计说明书格式1、设计对象简要描述2、基础数据收集整

6、理1）道路几何条件调查（附表） 2）交通条件调查 交通量调查（附整理后的高峰或低谷小时流量表） 交叉口交通控制状况调查（附现有信号相位、相序图或配时图） 交叉口现状评价与问题分析 对交叉口现状进行定量评价，包括通行能力、饱和度、排队长度等指标。（附表） 交叉口问题分析：结合现场踏勘和定量评价，分析交叉口存在的主要问题。3、概略设计1）机动车道设计2）非机动车道设计3）信号控制方案4）信号配时初步检验 饱和流量计算 汇总四个进口各流向车道的最大流量比，判断概略设计方案是否满足交通需求。 4、详细设计 1）进出口道空间设计进出口道设计·进、出口道的宽度及车道数 ·车道展宽设计

7、a车道展宽段设计 b车道展宽渐变段设计·右转或左转专用车道设计非机动车交通设计行人过街横道设计·人行横道的设 置位置、长度及宽度设计·行人安全过街的处理 2）信号控制方案的确定 绿灯间隔时间i 信号总损失时间l 信号最佳周期时长c0 信号配时（总有效绿灯时间、各相位显示绿灯时间） 对行人过街最短时间的检验 信号配时图 3）交叉口交通渠化设计 无障碍设计 导行线设计 设计方案图五、进度安排起止日期计划完成内容实际完成情况检查日期指导教师签名备注2013-12-312014-1-5基础资料调查与数据整理2014-1-62014-1-13概略设计交叉口空间设计2014-

8、1-142014-1-16交叉口时间设计（配时方案）2014-1-17答辩- 22 -第一章 基础资料调查与数据整理1、设计对象简要描述：长江道与白堤路交口位于天津市南开区，长江道是一条东西向的主干线道路，用来连接南开区东西两边的一条主干道，而且道路设施较完整，双向具有12条机动车道；白堤路是南开区内的一条次干道，贯穿鞍山西道等主干道，用来疏散主干道上的交通量。该交叉口具有三个相位，但是某些相位绿灯时间较长，造成另一相位的排毒较长，因此需对信号配时进行改进。交叉口现状图见图1-1。2、基础数据收集整理表1-1道路几何条件调查表项 目单位长江道与白堤路长江道西进口白堤路南进口长江道东进口道路等级

9、主干道次干道主干道断面形式四板块（图1-2）两板块（图1-3）四板块（图1-4）设计车速km/h403535设计车辆车种标准小客车标准小客车标准小客车红线宽度m553055车道总数车道737车道宽m2.753.0362.753.0中央分隔带宽m30.63机非分隔带宽m0.300.3非机动车道宽m605人行道宽m333.5注：设计车速见表1-3道路横断面图: 表1-2 交叉口几何条件调查表项 目单位进出口方向长江道西进口白堤路南进口长江道东进口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次干道主干道断面形式四块板两块板四块板设计车速km/h左直右左转右转左转直行20282017.517.5

10、17.524.5设计车辆车种标准小客车标准小客车标准小客车路幅宽度m523052车道数车道773377车道宽m2.75-3.252.75-3.53-63-62.75-3.253-3.5车道功能划分1左4直1右2左1右1左5直中央分隔带宽m30.63机非分隔带宽m0.300.3非机动车道宽m607人行道宽m333注：（1）交叉口设计车速：由表1-1知长江道西进口路段设计车速为v=40km/h，则可计算得长江道西进口交叉口处：直行设计车速为0.7v=28km/h，左转设计车速为0.5v=20km/h ，,右转设计车速为0.5v=20km/h。同理可得白堤路南进口和长江道东进口的交叉口车速。（2）长

11、江道与白堤路交叉口均无展宽；表1-3 路段车速调查表 (平峰14:3016:00)地点： 长江道与白堤路 路口形式：丁字交叉口日期：2014 年1月4日 星期四 天气：晴 观察者： 汽车编号长江道与白堤路长江道西进口白堤路南进口长江道东进口调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）1504.837.5605.737.9505.135.3250536606.533.2505.234.63504.639.1605.837.2505.532.74504.837.5605.936.6505.234.65504.9

12、36.7606.234.8505.3346504.738.3606.135.4505367504.837.560730.9505.3348504.639.1606.732.2505.135.39505.234.6605.936.6505.135.310504.936.7606.433.8505.33411505.135.3606.632.75053612504.738.3606.334.3505.234.613504.54060636505.234.61450536607.528.8505.632.215505.234.6606.135.4505.234.616504.936.7606.433

13、.8505.433.317504.540606.533.2505.532.7 续上表汽车编号长江道与白堤路长江道西进口白堤路南进口长江道东进口调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）18504.440.9607.130.4505.334195053660636505.532.720504.837.5606.135.4505.433.3平均车速（km/h）37.4534.2334.19取整40（km/h）35（km/h）35（km/h）表1-4 交叉口15min高峰交通量（高峰段：17：30-18:30）

14、地点： 长江道与白堤路 路口形式：丁字交叉口日期：2014 年1月2日 星期四 天气：晴 观察者： 5min时间长江道东进口白堤路南进口直行（辆）左转（辆）左转（辆）右转（辆）大中小大中小大中小大中小0:005:00511670027105500305:0010:006413500252147102810:0015:0053126002131930023合计16842800736219510815min时间长江道西进口左转（辆）直行（辆）右转（辆）大中小大中小大中小0:005:000068414520535:0010:00005537531365200772833045合计0018209303

15、81134注：1.表中的大、中、小代表车型的大、中、小含客货车； 2.表中的左转、直行、右转是指在交叉口通行中正常的左右转和直行。根据交通调查与分析（第二版）p25页表29表1-5 城市道路交通量调查以小汽车为标准的换算系数表车辆类型换算系数车辆类型换算系数小汽车1.0中、小型公共汽车2.5小型载货汽车1.5大型公共汽车、无轨电车3.035t载货汽车2.0摩托车、轻便摩托车0.85t以上载货汽车2.5换算算例：将表1-4中数据，根据表 1-5中换算系数：将长江道东进口方向直行15min交通量扩大为高峰小时交通量：设计标准车=4×（16×3.08×2.5428

16、15;1.0）=1984（pcu/h） 将长江道东进口方向左转15min交通量扩大为高峰小时交通量：设计标准车=4×（0×3.00×2.581×1.0）=324（pcu/h）同理可得：长江道与白堤路交叉口各个进口道各个方向的15min交通量扩大为高峰小时交通量（设计标准车型）如表1-6所示：表1-6高峰小时流率 进口道方向长江道西进口白堤路南进口长江道东进口左转（pcu/h）72872292直行（pcu/h）1542 1984右转（pcu/h）642336 信号周期相序图:：图1-5 交叉口相序图相位图：图1-6 交叉口相位图表1-7 交叉口车头时距调查

17、汇总表（高峰段：17：30-18：30） 地点： 长江道与白堤路 路口形式：丁字交叉口日期：2014 年1月 2日 星期四 天气：晴 观察者： 汽车编号被调查车车头时距（单位：s）长江道西进口白堤路南进口长江道东进口左转直行右转左转右转直行左转14.52.45.62.56.52.53.124.22.33.62.64.62.72.933.92.35.22.55.32.23.244.61.93.6.02.45.82.33.254.52.55.82.63.92.63.164.72.04.12.54.22.32.974.82.33.42.55.02.52.984.12.43.32.88.42.43.3

18、95.22.24.62.76.72.63.3105.02.35.82.56.22.53.2115.32.45.42.64.52.32.8124.82.32.62.64.32.43.0134.92.02.42.45.42.93.1145.22.43.52.54.32.52.9155.12.17.62.74.52.33.1164.92.36.52.63.62.33.0174.82.26.62.64.62.73.3185.22.45.22.45.22.52.9195.12.23.62.53.82.43.1205.32.45.42.75.52.63.4平均车头时距(s)4.8052.274.512.5

19、65.1152.483.08表1-8 交叉口车速调查表（高峰段：17：30-18：30）地点： 长江道与白堤路 路口形式：丁字交叉口日期：2014 年1月2日 星期四 天气：晴 观察者： 汽车编号长江道西进口左 转直 行右 转调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）1208.38.7609.822.1258.310.82208.58.5609.223.5258.2113208.18.96011.119.5258.610.54207.99.16010.520.6258.510.65208.68.46010

20、.820258.810.26208.88.2609.622.5257.811.57208.58.56010.320.125811.3820896011.119.5257.911.49208.38.76010.720.2258.111.110208.78.3609.722.3258.21111208.48.6609.622.5258.510.612208.98.16010.320.1258.310.813208.88.2609.921.8258.610.514208.28.86010.720.2258.410.7 续上表汽车编号长江道西进口左转直行右转调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h调

21、查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h15208.58.56010.121.4258.510.616208.18.9609.522.7258.21117208.48.66010.622.4257.911.418208.68.4609.422.925811.319208.58.5609.722.3257.811.520208.28.8609.622.5258.211平均车速8.57（km/h）21.43（km/h）10.94（km/h）取整9（km/h）22（km/h）11（km/h）汽车编号白堤路南进口左转右转调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/

22、h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）15011.815.3257.312.32501215257.212.535012.114.9257.611.845011.515.7257.811.555012.614.3257.112.765011.415.825712.975011.915.1256.91385012.114.9256.214.595012.214.8257.412.2105011.815.3257.212.5115011.915.1256.513.8125012.314.625712.9135011.915.1256.314.314501215257.112.716501

23、2.514.4256.414.117501215256.314.3185011.815.3256.513.8195012.414.5256.314.3205012.214.8256.414.1平均车速14.96（km/h）13.2（km/h）取整15（km/h）13（km/h）汽车编号长江道东进口左转直行调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）15011.315.96015.314.125011.216.16014.814.635010.816.76016.113.445010.716.86015.414.1 续上表汽车长江道东进口编号左转直行调

24、查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）调查距离（m）时间间隔(s)速度（km/h）55011.615.56014.514.965010.916.56016.213.375011.315.96015.314.185011.216.16014.514.995010.816.76014.814.6105011.515.76015.913.6115011.715.46015.513.9125010.517.16015.214.2135010.816.7601613.5145011.615.56016.113.4155010.716.86015.713.8165011.315.56014.514.9

25、175010.517.26014.415185010.916.56014.914.519501116.4601514.4205010.816.76015.214.2平均车速（km/h）16.314.17取整17（km/h）15（km/h）表1-9 交叉口排队车辆数 （高峰段：17：30-18：30）地点： 长江道与白堤路 路口形式：丁字交叉口日期：2014 年1月2日 星期四 天气：晴 观察者： 向方道口进长江道西进口白堤路南进口长江道东进口大中小大中小大中小左转（辆）013314400110032043001301632490010平均排队数（辆）01431450012直行（辆）3252无直

26、行道239551573210732613198平均排队数（辆）425732100注：长江道与白堤路交叉口对右转无控制故均无排队。算例：如表1-9中，根据表 1-5中换算系数：表1-9中 长江道西进口左转的排队长度： 设计标准车=0×3.01×2.54×1.0=7（pcu） 长江道西进口直行的排队长度： 设计标准车=4×3.02×2.557×1.0=74（pcu）同样可以算得白堤路南进口与长江道西进口的标准车平均排队长度。如表1-10所示：1-10 交叉口标准车平均排队车辆 长江道西进口白堤路南进口长江道东进口左转（pcu）75712直

27、行（pcu）740115道路名项目长江道西进口白堤路南进口长江道东进口左转直行右转左转右转直行左转高峰车头时距（s）4.812.274.512.565.122.483.08饱和车流量(pcu/h)7481586798140670414521169绿信比0.2580.35200.31900.3520.258通行能力(pcu/h)19455804490511302观测交通量(pcu/h)7215426428723361984292饱和度0.370.6900.9700.780.97进出口间距离（m）20602550256050平均排队长(pcu)71902402312车速（km/h）8.5721.4

28、310.9414.9613.214.1716.3延误(s)71.382.171.568.933表1-11 交叉口现状评价表结果表注：延误由表1-12延误调查表所得。算例：（1）饱和车流量计算：实测路段饱和车流量：则长江道西进口道左转车道的饱和流量：长江道西进口道直行车道的饱和流量：长江道西进口道右转车道的饱和流量：同理算得长江道难就口道与白堤路南进口到的饱和车流量，如表1-11所示。（2）通行能力计算：根据交通管理与控制p162 公式11-50得：式中： -进口道通行能力 -第i类车道组通行能力， -第i类车道组饱和流量， -第i类车道组所属信号相位的绿信比 -该信号相位的有效绿灯时间（s）

29、-信号周期时长各相位的绿信比：长江道西进口道直行绿信比：长江道西进口道左转绿信比：白堤路南进口道左转绿信比：长江道西进口道直行通行能力：长江道西进口道左转通行能力：长江道东进口道直行通行能力：长江道东进口道左转通行能力：白堤路南进口道左转通行能力：（3）饱和度：各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比：长江道西进口道直行饱和度：长江道西进口道左转饱和度：同理可得长江道东进口和白堤路南进口的饱和度。如表1-11所示。（4）延误：延误=实际行驶时间理想行驶时间表1-12 交叉口延误调查表交叉口名称距离s（m）车尾号驶入时间t1驶出时间t2实际行时间t(s)理想行驶时间(s)延误(s)长江道西进口左

30、转8222635:21.335:56.695.2614.7680.58212535:29.637:06.997.3614.7682.68236835：58.337:38.299.8614.7685.18289636：15.637:59.1103.4614.7688.78266536:38.438:20.8102.3614.7687.68215845:12.846:52.199.2614.7684.58212545：56.147:30.794.5614.7679.88222146：09.347:42.693.2614.7678.58247846:25.747:58.192.3614.7677.6

31、8285546:48.748:19.290.3614.7675.6平均值8296.8614.7682.1长江道西进口直行19662235:28.337:07.799.425.274.219632235:45.637:26.610125.275.819610236：11.237:55.8104.625.279.419656536:19.437:52.993.525.268.319623236:17.837:42.684.825.259.619622744:21.345:56.39525.269.819698544:45.746:25.099.325.274.119642145:13.546:55

32、.2101.725.276.519623745:45.547:33.3107.825.282.619699646:12.348:02.2109.925.284.7平均值19699.725.271.3 续上表 交叉口名称距离s（m）车尾号驶入时间t1驶出时间t2实际行驶时间t(s)理想行驶时间(s)延误(s)白堤路南进口左转21642550:12.352:03.1110.7844.2866.521681550:35.652:27.7112.0844.2867.821664251:8.653:01.2112.7844.2868.521682651:49.753:43.9114.1844.2869.

33、921694552:24.554:20.9116.3844.2872.121674355:16.357:13.5117.1844.2872.921632455:23.157:20.9117.8844.2873.621635755:45.357:44.2118.8844.2874.621674655:58.157:57.9119.7844.2875.521695156:05.658:03.5117.8844.2873.6平均值216115.7844.2871.5长江道东进口左转12047302:12.303:10.758.4424.8433.612061202:45.103:41.556.042

34、4.8431.212054502:59.303:58.759.4424.8434.612032603:21.704:21.760.0424.8435.212034403:35.404:40.164.6424.8439.812042108:12.309:14.762.4424.8437.612092308:57.309:51.754.4424.8429.612081509:12.110:15.453.3424.8428.512073209:34.310:37.653.9424.8429.112065209:58.710:51.155.4424.8430.6平均值12057.8424.8433长江

35、道东进口直行17234303:12.704:44.591.625.266.417236703:26.504:57.090.625.265.417214203:37.805:06.088.425.263.217284303:45.105:13.388.125.262.917224603:55.305:22.38725.261.817231609:16.410:52.495.725.270.517265109:37.610:14.696.825.271.617263809:48.111:29.7101.625.276.417243509:59.411:39.299.725.274.51726501

36、0:16.911:59.5101.625.276.4平均值17294.125.268.9注：(1) （2） 长江道西进口与白堤路的驶入、驶出时间均在17:3018:00之间；长江道东进口驶入、驶出时间均在18:0018:30之间。(3) 实际行驶时间=驶出时间-驶入时间(4)(5) 延误=实际行驶时间理想行驶时间通过现场踏勘，发现如下问题： 当长江道西进口右转机动车与自行车的冲突及干扰在每一相绿灯初期比较严重； 路口空间较大，左转车轨迹不明确； 白堤路南进口处平安大厦下停放车辆严重，影响了白堤路南进口车辆的右转； 白堤路上机动车与非机动车混行，而且设有路边停车位； 长江道上东西向左转相位采用对

37、称设置，导致长江道西进口的通行时间浪费。交叉口现状进行定量评价: 白堤路上相邻交叉口间距离较小，相互影响比较大； 长江道东进口道的车辆排队长度较长，导致延误较大； 长江道与白堤路车辆数均未达到饱和，但是长江道东进口左转和白堤路南进口左转接近于饱和； 长江道东进口左转车辆排队较长。第二章 概略设计一、 问题对策及概略设计针对上述提出的问题，提出以下的概略设计方案：1.机动车道设计将白堤路的路边停车位去掉，并且通过压缩机动车道的宽度至2.75m,增加一条车道作为非机动车 道，这样就可以使得白堤路南进口道右转的车辆不受非机动车干扰，行驶更为畅通。车道功能划分 见图2-1：图2-1 白堤路南进口车道功

38、能划分图2.对于交叉口：在长江道东进口左转车辆设立左转等待取，使得左转的车辆可以尽快的通过交叉口。如图2-2所示：图2-2 长江道东进口左转车辆等待区二、 信号配时初步检验汽车停车视距d为：式中：d汽车停车视距； v汽车行驶速度，km/h； t反应时间（通常取2.5s，其中判断时间为1.5s，操作时间为1s）； g重力加速度，9.8m/s²； 汽车轮胎和路面的纵向摩阻系数；（取0.290.44） i道路纵坡（上坡i前去“+”，下坡i前取“”）；前后两车的安全距离，m，通常取5m。根据长江道西进口的路段设计速度v=40km/h，则交叉口进口处直行v直=0.7v=28km/h：饱和车头时

39、距 t=37.5/v直 =1.34s饱和流量左、右转：v左=v右=20km/h：饱和车头时距t=28.5/20=1.43s，饱和流量通路可计算得各路口饱和车头时距见表4-1 ， 饱和流量见表2-1表2-1 流量比计算表道路名项目长江道西进口白堤路南进口长江道东进口yiy左直右左右左直车道数1412115交通量(pcu/h)7215426428723362921984饱和流量(pcu/h)2517268725172432243224322647流量比0.030.140.260.180.140.120.15相位10.140.150.150.45相位20.030.120.12相位30.180.18注

40、：y=0.45<0.9,可以认为概率设计满足交通需求，进入详细设计阶段。第三章 详细设计一、控制方案的确定1）绿灯时间间隔车辆在进口道上的行驶速度取va取7.0m/s，此时对应的车辆制动时间ts取2s。原信控相位顺序不作改动，根据相位的排序，从停车线到冲突点距离z取20m(如图3-1所示)，绿灯间隔时间。图3-1 停车线道冲突点距离2） 总损失时间l根据城市道路交通设计指南p132公式5-4，启动损失时间可取3s，黄灯时长a为3s，一个周期内绿灯间隔数为k=3，信号总损失时间l为：城市道路交通设计指南p180：3） 最佳时长c0由表可知流量比总和y=0.834，则： 考虑到行人过街及相位衔接的最短时间要求，取为初始的设定时间.4） 信号配时总有效率等时间：相位1：，取相位2：，取相