第7章交通设计范例

为了说明交叉口交通设计的全过程，现以图1所示交叉口为例，详细介绍其设计过程。 现状图如下图：

图1 设计范例交叉口图示

1.基础资料收集整理

1.1道路几何条件调查内容

该路口为规则的十字形交叉口，相交道路均为三块板道路。交叉口100米范围内的机非分隔带已经打掉，各向进口道均为三车道，出口道为两车道。现状交叉口范围内的道路条件是：各方向的行车道（包括自行车道）均为30米，机动车与非机动车以分隔栏隔离。

道路条件调查内容见表1、2。

表1道路几何条件调查表

项 目 道路等级 断面形式 设计车速 设计车辆 红线宽度 车道数 车道宽 机非分隔带宽 非机动车道宽 人行道宽

表2交叉口几何条件调查表

进出口方向 项 目 单位 A 进口道 出口道 进口道 B 出口道 进口道 C 出口道 进口道 D 出口道 单位 km/h 车种 M 车道 M M M M 道路名 A路 主干道 三快板 50 标准小汽车 40 2 13 2 6.5 5 B路 主干道 三快板 50 标准小汽车 40 2 13 2 6.5 5 C路 主干道 三快板 50 标准小汽车 40 2 13 2 6.5 5 D路 主干道 三快板 50 标准小汽车 40 2 13 2 6.5 5 道路等级 断面形式 设计车速 路幅宽度 车道数 车道宽 车道功能 划分 非机动车道宽 人行道宽 km/h m 车道 m 主干道 一快板（设机非分隔栏） 35 30 3 3 左、直、右专用车道 6.25 5 2 3 主干道 一快板（设机非分隔栏） 35 30 3 3 左、直、右专用车道 6.25 5 2 3 主干道 一快板（设机非分隔栏） 35 30 3 3 左、直、右专用车道 6.25 5 2 3 主干道 一快板（设机非分隔栏） 35 30 3 3 左、直、右专用车道 6.25 5 2 3 m m 1.2交通条件调查内容

1）、交通量调查

交通流量通过在交叉口的高峰时间和平峰时间各观测2小时获得，下面是整理后的高峰小时流量和平峰小时流量。

表3 高峰小时流量表

进口 左 东 直 右 左 西 直 右 左 南 直 右 左 北 合计

表4 平峰小时流量表

进口 东 西 南 北 合计

2）、交叉口的控制状况

左 直 右 左 直 右 左 直 右 左 直 右 机动车（pcu/h） 自行车（辆/h） 170 377 207 150 410 80 111 310 243 175 294 198 2725 80 286 83 110 302 60 231 449 215 157 388 176 2537 行人 — 100 — — 150 — — 180 — — 190 — 直 右 机动车（pcu/h） 自行车（辆/h） 254 636 276 208 588 92 148 520 380 244 472 268 4086 172 538 115 156 536 102 550 1330 669 450 1112 562 6292 行人 — 120 — — 180 — — 240 — — 240 — 该交叉口为信号控制，信号周期为122s，相位、相序如下图所示：

图2 相位相序图

3）、现场踏勘

通过现场踏勘，发现如下问题：

 每周期左转自行车有部分随直行自行车驶入交叉口，在对向人行道前待行；当左转放行时，需直行驶出交叉口，此时与对向的左转机动车发生冲突；  高峰期间东西向直行车排队较长，出现二次排队现象；  右转机动车与自行车的冲突与干扰在每一相绿灯初期比较严重；  路口行人过街通道上无无障碍设计；  路口空间较大，左转车轨迹不明确。

4）、现状评价分析

进口 东 西 南 北 合计

左 直 左 直 左 直 左 直 表5 交叉口现状评价表 通行能力饱和度 延误 （pcu/h） 295 0.86 52 607 1.05 66 295 0.71 49 607 0.97 45 295 0.5 47 455 1.14 — 295 0.83 51 455 1.04 67 3304 0.94 — 排队长度 11 15 7 10 8 — 10 13 — 由于未对右转车进行控制，故未将对右转车的评价列入表中。

由表中数据可以看出，各向直行车道已过饱和，相应的排队长度和延误过大；同时车道的饱和度很不均匀。

1.3交叉口问题分析

结合现状踏勘与定量评价，交叉口存在问题主要是：

 由于将直行相位放于左转相位之前，左转自行车有部分随直行自行车驶入交叉口，在对

向人行道前待行；当左转放行时，需直行驶出交叉口，此时与对向的左转机动车发生冲突；

 进口一个直行车道，无法满足高峰时的交通需求，高峰期间直行车排队较长；  由于未对右转机动车进行信号控制，右转机动车与自行车的冲突与干扰在每一相绿灯初

期比较严重；  路口行人过街通道上无无障碍设计，未考虑残疾人、老人等交通弱者的需求；  交叉口内及车道变化处缺少必要的导行线，导致左转自行车与机动车轨迹不明确。  信号周期时长及绿灯分配不合理，导致饱和度不均匀；

2概略设计

2.1问题对策及概略设计

针对上面需要解决的问题，提出如下的概略设计方案：

1）、机动车道设计

由于为分隔栏分隔机动车与非机动车，可通过压缩非机动车道，增加进口道车道数为4条，车道功能划分见 ：

2）、非机动车处理方案

非机动车可随机动车分流向通过交叉口，同时对右转机动车采取控制，避免在相位绿初时间与自行车的冲突与干扰。

图3 进口车道功能划分及冲突点位置示意图 3）、信号控制方案

根据对自行车的处理，采用四相位的信号控制方案；结合上面的问题分析，相序设置如下图：

图4 相位相序图 2.2信号配时上的粗略检验： 通过流量比计算来检验概略设计方案。

基本饱和流量：SbT=1800pcu/h，SbL=1800 pcu/h，SbR=1650 pcu/h。

由于对右转机动车进行了控制，同时自行车分方向与机动车同相位过街，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均为1。

该路口为市中心交叉口，禁止大型车辆驶入，只有为数很少的公交车，机动车以小汽车为主，根据观测，统一取大车率为2%。

交叉口坡度取0，进口道宽度可先按3米计，修正系数fW=1。 a）东进口道：

直行车道：STSbTfWfgfb1764pcu/h； 左转车道：SLSbLfWfg1764pcu/h 右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1；

SRSbRfWfgfr1617pcu/h

b）西进口道：

直行车道：STSbTfWfgfb1764pcu/h； 左转车道：SLSbLfWfg1764pcu/h 右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1；

SRSbRfWfgfr1617pcu/h

c）南进口道：

直行车道：STSbTfWfgfb1764pcu/h； 左转车道：SLSbLfWfg1764pcu/h 右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1；

SRSbRfWfgfr1617pcu/h

d）北进口道：

直行车道：STSbTfWfgfb1764pcu/h；

左转车道：SLSbLfWfg1764pcu/h 右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1；

SRSbRfWfgfr1617pcu/h

表6 流量比计算表 进口道 车道数 饱和 流量 东 左 1 直 2 右 1 左 1 西 直 2 右 1 左 1 南 直 2 右 1 左 1 北 直 2 右 1 1764 1764 1617 1764 1764 1617 1764 1764 1617 1764 1764 1617 848 — 0.240 — — 368 — — — — 277 0.157 — — — 784 — 0.222 — — 123 — — — — 197 — — 0.112 — 693 — — — 0.196 507 — — — 325 629 357 0.184 0.178 — — — — yi Y — 0.192 — 0.240 0.812 — 0.184 交通量 339 相位1 0.192 相位2 相位3 相位4 — — — 流量比 0.192 0.240 0.157 0.222 0.112 0.196 — 0.184 — — 0.178 — 0.196 Y=0.812<0.9，可以认为概略设计方案满足交通需求，进入详细设计阶段。

3详细设计

3.1进出口道设计

车道宽度:交叉口范围内各向的行车路幅宽30米，自行车道宽6.5米，可压缩自行车增加一条车道，定机动车道为3米宽，非机动车道宽5米。

.3.2信号控制方案的确定：

1）、高峰时间的信号配时方案 a）绿灯间隔时间的确定

对于进口道，车辆在进口道上的行驶车速ua可取6 m/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，计算

由Iz20ts25.3s， ua6取I=5s。

b）信号总损失时间

LLsIAk435320s

kc）信号最佳周期时长， 按下式计算：

C0L20106.4s 1Y10.812取C0=110s， d）信号配时

总有效绿灯时间GeC0L1102090s，

相位1：ge1Gey10.1929021.3s，取ge122s Y0.812y20.2409026.6s，取ge227s Y0.812y30.1849020.4s，取ge321s Y0.812y40.1969021.7s，取ge422s Y0.812相位2：ge2Ge相位3：ge3Ge相位4：ge4Ge各相位显示绿灯时间按下式计算：

gjgejAjlj

得：

相位1： g122s 相位2： g227s 相位3： g321s 相位4： g422s

e）对行人过街最短时间的检验 最短绿灯时间按下式计算：

gmin7LpVpI724522s 1.2行人在2、4相位通行，绿灯时间满足最短时间要求。 2)、平峰时间的信号配时方案 a）信号相位、相序的确定：

平峰时间的交通量较小，可采用两相位的信号控制方案，信号周期时长需重新计算。 b）饱和流量修正：

基本饱和流量：SbT=1800pcu/h，SbL=1800 pcu/h，SbR=1650 pcu/h。

该路口为市中心交叉口，禁止大型车辆驶入，只有为数很少的公交车，机动车以小汽车为主，根据观测，统一取大车率为2%。

交叉口坡度取0，进口道宽度可先按3米计，修正系数fW=1。 东进口道： 直行车道：

自行车影响校正系数按下式计算：

fb11bLge0.928

STSbTfWfgfb1637pcu/h；

左转车道： 左转校正系数

qfL:exp0.001T00.10.499

SLSbLfWfgfL880pcu/h

右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1； 行人影响校正系数fp：查表取fp0.88 自行车影响校正系数fb：

fb1tT0.992 gjSRSbRfWfgfrfpb1423pcu/h

西进口道： 直行车道：

自行车影响校正系数按下式计算：

fb11bLge0.922

STSbTfWfgfb1626pcu/h；

左转车道： 左转校正系数

qfL:exp0.001T00.10.524

SLSbLfWfgfL924pcu/h

右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1； 行人影响校正系数fp：查表取fp0.88 自行车影响校正系数fb：

fb1tT0.989 gjSRSbRfWfgfrfpb1423pcu/h

南进口道： 直行车道：

自行车影响校正系数按下式计算：

fb11bLge0.882

STSbTfWfgfb1556pcu/h；

左转车道： 左转校正系数

qfL:exp0.001T00.10.476

SLSbLfWfgfL840pcu/h

右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1； 行人影响校正系数fp：查表取fp0.89 自行车影响校正系数fb：

fb1tT0.962 gjSRSbRfWfgfrfpb1439pcu/h

北进口道： 直行车道：

自行车影响校正系数按下式计算：

fb11bLge0.865

STSbTfWfgfb1526pcu/h；

左转车道： 左转校正系数

qfL:exp0.001T00.10.459

SLSbLfWfgfL810pcu/h

右转车道：

交叉口路缘石半径为35米， 转弯半径校正系数fr=1； 行人影响校正系数fp：查表取fp0.89 自行车影响校正系数fb：

fb1tT0.97 gjSRSbRfWfgfrfpb1439pcu/h

c）流量比计算 计算结果如下表：

表7 流量比计算表 进口道 车道数 饱和 流量 东 左 1 880 直 2 右 1 左 1 924 150 西 直 2 右 1 左 1 840 111 — 南 直 2 右 1 左 1 北 直 2 右 1 1637 1423 377 204 — — 1626 1423 410 80 — — 1556 1439 810 1526 1439 310 — 243 — 175 294 198 0.216 0.096 — — yi Y 交通量 170 流量比 0.193 0.115 相位1 0.193 0.115 相位2

— — 0.162 0.126 0.162 0.126 — — 0.132 0.100 0.132 0.100 — 0.193 0.409 — 0.216 0.096 — 0.216 d）信号最佳周期时长， 按下式计算：

C0L1017s 1Y10.409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C0=60s， e）信号配时

总有效绿灯时间GeC0L601050s，

相位1：ge1Gey10.1935023.6s，取ge124s Y0.409y20.2165026.4s，取ge226s Y0.409相位2：ge2Ge各相位显示绿灯时间按下式计算：

gjgejAjlj

得：

相位1： g124s 相位2： g226s f）对行人过街最短时间的检验 最短绿灯时间为22s，信号配时方案满足要求

3)、车道展宽段及渐变段的设计 a）车道展宽段长度根据各进口道排队车辆数来确定，计算公式如下： ls=10N

确定出展宽段长度为60m。 b）渐变段长度按下式计算： ldvw 3353.2540m 3图5 渐变段设计示意图 式中，v取35km/h，w取3.25m，代入计算，得：

ld渐变段设计如右图所示。 4)、行人过街横道设计

行人安全过街的处理：由于每个方向有6条行车道，需设置行人过街安全岛，具体见下图：

1.52.7533.253.2532.757-4 行人过街安全岛设置方法 图6 行人安全过街处理 5)、非机动车交通的处理 采用自行车进口道设置左转弯专用车道的方法。 可以使用彩色的路面或标线来标示自行车左转弯专用进口道。此方法适用于左转自行车一次过街的情形（即利用左转机动车相位）。该方法的好处是：避免左转自行车放行时被直行自行车挡住，也避免直行自行车放行时左转车一同驶出。如右图所示。

6)、交叉口交通渠化设计 a）无障碍设计 为了方便行人特别是老弱病残通行，在行人过街横道两端进行了无障碍设计。 b）导行线设计 由于进口道拓宽，对向机动车道错位，为使车辆行驶更平顺，在交叉口内部区域为直行和右转车辆进行了导行线设计。

图7-5 自行车分车道行驶 15 c）设计方案图如下所示：

图6 范例交叉口设计方案图

4设计方案评价

对高峰时间的信号配时方案进行评价，评价结果如下表：

进口 东 西 南 北 合计

左 直 左 直 左 直 左 直 表8 交叉口现状评价表 通行能力饱和度 延误 （pcu/h） 344 0.74 43 488 0.75 38 344 0.60 41 488 0.61 36 344 0.43 39 353 0.74 43 344 0.71 42 353 0.67 42 3058 0.65 40 排队长度 8 11 6 8 4 8 8 7 — 由评价结果，设计方案的车道饱和度均匀，平均为0.65，延误值较原方案有较大的减小，最大排队长度明显降低。交叉口处于畅通的状态，是比较合理的改善方案。