道路交叉口设计

PAGEPAGE7郑州航空工业管理学院城市道路设计道路交叉口的优化设计专业:道路与桥梁方向学号：100995100目录第一章交通情况简介 31.1地理位置及环境 31.2交通环境 3第二章道路设计基础资料调查 42.1道路情况简介 42.2道路形式 4第三章交叉口初步改造 53.1交叉口道路情况分析 53.2平面交叉口处的交通特性及处理原则 53.3非机动车道渠化设计 73.4人行横道的设置 7第四章交叉口设计 74.1交叉口的应用类型 84.2信号交叉口的几何构造 94.3交叉口的圆曲线半径 104.4交叉口相交道路最小圆曲线半径 11第五章城市信号交叉口空间优化设计的步骤 125.1灯控平面交叉口配时计算所得到的结果可以用信号配时图 135.2灯控平面交叉口的灯控 13第六章交叉口立面设计 146.1交叉口立面设计的基本类型 146.2设计步骤 15第七章总结 18道路交叉口的优化设计第一章交通情况简介1.1地理位置及环境漯河市位于河南省中部偏南，伏牛山东麓平原和淮北平原交错地带，漯河市地理坐标为东经113°27′-114°16′，北纬33°24′-33°59′。境内有大小河流81条，均属淮河水系，主要河流有沙河、澧河、颍河等。漯河市属暖湿性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，年平均气温为14.7℃漯河是改革创新、充满活力的开放城市，现有20多个国家和地区的客商投资漯河。漯河在成为全国食品加工基地的基础上，正在形成中部地区重要的造纸基地和全省重要的盐化工基地。河南省委书记徐光春评价漯河是一个充满生机、充满活力、充满希望的城市。第二届中博会在河南召开，并把食品分会放在漯河，说明漯河本身食品产业优势突出，配套完备1.2交通环境漯河是河南省下属的一个地级市，是京广铁路上的重要城市，处于许昌和驻马店之间。北距省会郑州140公里。西78公里是平顶山市。南66公里是驻马店市，东55公里是周口市，现已评为“中国品牌城市”，而且是中西部首个、全国第二个获此殊荣的城市。漯河是一个区位优越、交通发达的枢纽城市。漯河是国家二类交通枢纽城市,距郑州新郑国际机场不足一小时车程,京广、漯宝(丰)、漯阜(阳)3条铁路和京港澳高速、南洛高速、107国道及5条省道贯穿全境,构成全省重要的铁路和高速公路“双十字”交通枢纽。第二章道路设计基础资料调查2.1道路情况简介由于近几年市民生活水平的提高，汽车数量增加迅猛，但是由于城市道路发展速度太慢，市区道路不堪重负，特别是交通路老沙河大桥，每天都拥挤不堪，到上下班高峰期更是一步一停，拥堵严重。交通路沙河桥是市区最早的一座公路桥，交通路又是市区最繁华、最热闹的主干道，周边商场集中，居民众多，南边的昌建外滩高档居民小区建成后，居民将更多更集中。随着沙澧河开发的推进，沙河沿岸风景秀丽，但是老大桥日益拥堵严重，对我是得经济发展造成一定影响：一是影响了市民出行，二是影响中心商圈的商业发展，三是影响漯河的城市形象，四是影响周边地块的商业价值。2.2道路形式第三章交叉口初步改造3.1交叉口道路情况分析黄河路是Ⅰ级城市主干路，道路红线宽70米，计算行车速度50公里/小时，是六块板的道路横断面型式，特点是设置了公交车和摩托车的专用道，将目前在漯河市行驶的四种交通工具：机动车、公交车、摩托车、非机动车完全分离出来使其各行其道，这大大提高了大学路的通行能力。这种非凡的道路断面又增加了交叉口的设计难度，如处理不好反而会成为道路的瓶颈，并且在所有的教科书中也未提及这种断面的交叉口设计，所以黄河路交叉口设计在道路设计中具有重要的意义。3.2平面交叉口处的交通特性及处理原则交叉口的设计就是要确定交叉口各种交通流的合理通行空间、通行权及其通行规则，使交通流运行安全、有序，交叉口的时间和空间资源得到充分的利用。交叉口处一个可能的车流方向称交通流线。交通流线既可代表一个方向的所有车流，也可代表一个方向中的一条车流。将进入十字交叉的道路交通流看作是一条交通流线时，到达交叉后，则分为直行、右转和左转三条交通流线。车辆在分流时司机往往先要减速，以便观察行进方向的交通情况，并判定分流的可能性，这样就影响了车辆进入交叉的畅通性，从而干扰交通。通过分析，在交叉口范围内产生交通干扰的原因，是由于在交叉口范围内出现了交通流线间的分流点、合流点和冲突点三类交通特征点。由于大学路上有四种交通工具的车流，造成比一般的交叉口更多的交通特征点，从而增加了交叉口的设计难度。在处理交叉口交通时，主要目的就是减少或消灭各种交通特征点，尤其是对冲突点的处理。在大学路上交叉口的处理方法是采用渠化交叉口的设计方法，也就是在交叉口范围内合理布设交通岛、交通标志、地面标线或增设车道及对信号控制合理配时，以疏导车流按一定方向或路径行驶，从而消除或减少冲突点和分、合流点。交叉口进口道的车道数及宽度的确定：直行等待的车道数是根据路段上的车道数确定为三车道，因为大学路地处南宁的西部，行走的大型车辆较多，其中一车道宽度定为3.25米宽，其余两个车道定为3.5米宽；增加一3米宽的左转弯车道，及一3.5米宽的右转弯车道；在大学路设有公交车与摩托车专用道，在交叉口设计时也考虑使之与机动车分开，设专用的左、直行等待车道，车道各宽3.25米。因为大学路的进出口方向要结合现状改造，受到用地情况及地上、地下管线的限制，道路宽度不能作较大的拓宽，因此公交车与摩托车的直行车道实行混合布置，左转弯也共用一条车道。交叉口出口道的车道数及宽度的确定：与路段上的车道数三车道相匹配，宽度为两个3.5米和一个3.75米。宽度大于进口道的宽度，是因为车速较进口道快。受现状条件限制，出口道上的公交车专用道无法展宽，因而未设计专用的港湾停靠站。由于公交车实行专线行驶，对其他车道的交通不造成太大影响。交叉口的展宽长度及渐变段长度根据规范要求设置。昆仑东路是新建道路，是两块板的道路断面型式，机、非混行。道路用地情况受的限制较小，可以按理想状态设计交叉口。交叉口进口道的车道数及宽度的确定：直行等待车道数与路段上相同为两车道，宽3.25米；因为大学路上的车道数是三车道，可以容下较多的左转弯过来的车辆，因此设置两个左转弯车道，分别宽3米和3.25米。南宁市摩托车的保有量在全国位居榜首，素有骑在摩托车上的城市之称。而摩托车启动快、平稳性能差、行驶轨迹不规则，易与其他机动车辆形成交织冲突，产生安全隐患，且因为这种相互干扰也造成了其他机动车启动和加速损失时间的增加，降低了交叉口的通行能力，结合南宁市的常用做法，在交叉口处将机动车与摩托车分开，设立专用的摩托车直行、左转车道。右转弯车流在交叉口提前右转，与其他车流交织，不受红绿灯限制，右转弯车道总宽9米。在直行车道与交织车道之间增加一条1.5米宽的绿化带，既可以使车辆行驶更为安全，又可以增加交叉口的绿化效果。交叉口出口道的车道数的确定：与路段上的混行车道数三车道相匹配；并结合设置港湾式公交停靠站。3.3非机动车道渠化设计对非机动车的交通组织应与行人放在一起考虑，形成慢行交通车流，而不应与机动车混合通行，这样既可避免非机动车与机动车交通的相互干扰，又益于提高非机动车流的安全性。在交通路上采用左转自行车二次过街的设计方法。3.4人行横道的设置通过交通安全导流岛上的人行横道与自行车一起过街。交叉口由于用地条件不受限制，在进口道处，设立直行等待三个车道与左转弯一个车道，车道宽均为3.25米，这与上一个交叉口基本相同；不同处是将摩托车与公交车分开等待，消除这两种交通工具的相互干扰。同时延续机动车道与摩托、公交专用道绿化分隔的方式设置绿化分隔带，而在改建的交叉口处由于道路宽度受限，只能用隔离栏分隔。出口道上，设计的是港湾式公交停靠站。需要注重的是，进口道的车道线应尽量与出口道的车道线相对齐，因为从停车线加速到出口道上的距离约80米左右，如进、出口相对应的两个车道错位偏差太大，车辆就有加速慢或撞到中心绿化分隔带的可能。第一个路口因为是改建的，为尽量减少对原有道路的破坏及减少对地上、地下管线的改造，中心绿化带没有偏移方向，只是压缩宽度，所以进口道与出口道有0.9米的偏差。第二个路口是新建的，没有用地条件的限制，通过偏移中心绿化带来消除这种偏差，使行车更为顺畅。一个交叉口进行内部渠化设计后，还应进行合理的信号配时设计，才能达到交叉口的最大通行能力。第四章交叉口设计1、交通管理：交通行政管理、交通秩序管理、交通运行管理、交通优先管理、交通需求管理、交通系统管理、特殊事件交通管理。2、交通控制：单点控制、干线控制、区域控制、快速道路交通控制、智能监控。3、交叉口重要性道路网的重要组成部分道路交通网的重要枢纽点4、改善必要性交叉口是交通事故的多发点交叉口影响整个道路交通系统的安全改善交叉口见效快易实施4.1交叉口的应用类型城市交叉口的应用类型主要根据交叉道路类别确定，如下表所示：相交道路主干路次干路支路Ⅰ级Ⅱ（Ⅲ）级主干路AAA、EE次干路—AAA、B、E支路Ⅰ级——A、B、DB、C、D、FⅡ（Ⅲ）级———B、C、D、F附注：Ａ型——交叉口展宽及信号控制交叉口；Ｂ型——设有让路标志或停车标志的优先控制交叉口；Ｃ型——不设控制交叉口；Ｄ型——环形交叉口；Ｅ型——干路中心隔离带封闭、支路只准右转通行的交叉口；Ｆ型——交叉口不展宽及信号灯交叉口。4.2信号交叉口的几何构造交叉口的几何构造包括交叉口的视距，圆曲线半径及拓宽设计等。由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角，在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物，如图（2.1.2-a）。视距三角形应以最不利的情况来绘制，其方法和步骤为：确定停车视距ST：可用按表（2.1.2-A）来确定。当受地形、地质条件及其他特殊情况限制时，停车视距可采用表中的最低值，但是必须采取设置限速标志等技术措施。计算行车速度100806050403020停车视距（m）一般值1601107560403020底限值120755545302515表2找出行车最危险的冲突点：不同形式的交叉口的最危险冲突点的找法不同。从最危险的冲突点向后沿行车轨迹线各量取停车视距ST，连接末端构成视距三角形。识别距离：为了保证车辆安全和顺利的通过交叉路口，应使驾驶员在交叉路口之前的一定距离能有识别交叉路口的存在及交通信号的交通标志等，这一距离称为识别距离，改距离随着交通管制的条件而异。本文研究的是有信号控制的交叉路口所以只讨论有信号控制的交叉路口的识别距离。对有信号控制的交叉口，在车辆正常行驶的条件下，识别距离为驾驶员能看清楚交通信号和显示内容，能有足够的时间减速直到停车，但是这样的制动停车并非急刹车。因此，有信号控制的交叉口识别距离SS可用公式（2-1）计算。SS=V/3.6*T+V2/26a（m）（2-1）附注：V—路段计算行车速度（km/h）；a—减速度m/s2；t—识别时间（s）。识别时间t包括驾驶员的反应时间和制动生效时间。在公路上识别时间可取10s；在城市道路上因交叉口多，驾驶员对其存在已有准备，识别时间可以取6s。4.3交叉口的圆曲线半径交叉口的圆曲线半径包括交叉范围相交道路的圆曲线半径、分道转弯式圆曲线半径两部分。相交道路的最小元曲线半径R：在交叉口范围内，主要道路的计算行车速度V任然采用路段规定值，次要路段可采用路段的0.7倍；横向力系数μ可按不同的V值在0.15-0.20之间选取；超高横坡i以不大于2﹪为宜，最大不应超过6﹪。根据以上取值可以根据公式（2-2）计算出相交道路最小圆半径R如图表(2.1.2-B)。R=V2/127(i+μ)（2-2）附注：R—平曲线半径（m）；V—汽车行驶速度(m/s)；μ—横向力系数；i—超高横坡。4.4交叉口相交道路最小圆曲线半径（m）计算行车速度V（km/h）100806040302010主要道路一般值46028015060301510极限值3802301205025126次要道路//6030151515第五章城市信号交叉口空间优化设计的步骤城市信号交叉口空间优化设计的步骤如下图所示：图4-a城市信号交叉口空间优化设计的步骤示意图完成灯控平面交叉口的配时计算，分配得到的绿灯时间还应校核每一相位所分配得到的绿灯时间是否满足车辆和行人过街通过所需的最短时间，一般情况下主相位（放行直行车相位）的分配时间应不小于15～20，从相位（放行左转车相位）的分配绿灯时间不应小于5～10，行人过街绿灯时间不应小于10～15，周期长亦不应小于45～60。小型灯控路口取低值，大型灯控路口取高值。如某相位不满足最小分配绿灯时间要求时应增加到该最小绿灯时间，同时，其他相应的绿灯时间亦要按同比例相应增加，其合计增加值靠增加周期时间长取得；若周期时间不满足最小时间要求，则应将周期按一定比例增加到最小周期时间，同时各相位调整后的绿灯时间也要按比例相应增加。5.1灯控平面交叉口配时计算所得到的结果可以用信号配时图集中表达，如图5.9所示为灯控十字平面交叉口四相位信号配时图。图中交叉口信号控制采取红、黄、绿三色灯的方式，黄灯时间可取3s。图5.9灯控十字平面交叉口四相位信号配时图5.2灯控平面交叉口的灯控配时设计可按公式10.6.1计算交叉口通行能力，按公式10.6.2计算各相位平均每车延误损失，并按表10.6.1分别核定各相位各流向的服务水平。核定的服务水平应符合10.5.1条的要求，否则应调整车道数组合以及相位配时组合，必要时还要调整交叉口的平面设计，重新重复计算灯控配时设计。（10.6.1）（10.6.2）式中：Si—i相位某流向的饱和流率—i相位绿信比—i相位某流向每车平均信控延误（秒/pcu）di1—均匀延误，即车辆均匀到达所产生的延误（秒）di2—随机附加延误，即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误（秒）di3—延误补偿值（秒）—配时周期（秒）—i相位饱和度—i相位某流向流量（pcu/秒）第六章交叉口立面设计6.1交叉口立面设计的基本类型相交道路的纵坡相交道路的纵坡相交道路的横坡地形交叉口立面设计的形式取决于6.2设计步骤1、收集资料（1）测量资料：交叉口的控制标高和控制坐标，收集或实测1：500或1：200地形图，应标有附近地坪及建筑物标高。（2）道路资料：相交的道路等级、宽度、半径、纵坡、横坡等。（3）交通资料：交通量及交通组成。（4）排水资料：区域排水方式，已建或拟建地下、地上排水管、渠的位置和尺寸。2、绘制交叉口平面图（1）按比例绘出：道路中线车行道（机、非机）人行道分隔带转角曲线交通岛其他（2）以相交道路中心线为坐标基线打方格图，方格尺寸5×5~10×10㎡，测方格交叉点的地面标