近年来,我国经济的快速发展促进了珠三角、长三角、京津冀、成渝、关中等一大批城市群的崛起,2017年国务院更是提出了粤港澳大湾区“世界级城市群”的概念,而“城际道路”正是随着我国各大城市群的兴起而产生的一种新兴的概念,城际道路的定义为在城市规划区及规划影响区,连接县级及以上城市,兼具一定城市服务功能的公路。对于城际道路来说,除互通式立交外,大量的平面交叉是各类交通流进行集散、出入的场所。由于城际道路兼具城市道路和公路的功能,城际道路平面交叉处存在着车速快、转向交通量大、货车多、非机动车多等特点。因此,采用原有的设计理念和设计方案已不能完全满足交叉口的交通需求。所以,开展对城际道路平面交叉口的优化研究有着重要的意义。首先,本文对国内典型城市群连接道路进行了调研,针对珠三角、长三角等几条典型城际道路进行了交叉口几何参数、交通量、渠化方式及信号控制方法的资料收集和分析,总结了城际道路平面交叉口机动车、非机动车以及行人的交通特征,并根据交通冲突理论,分析了现有城际道路交叉口的交通冲突,提出城际道路平面交叉口现存的问题。其次,针对交叉口处大型车辆较多的问题,采用Vissim仿真软件根据不同设计车辆建立了不同型号的货车仿真模型,构建了城际道路平面交叉处饱和流率计算的基本模型,对城际道路平面交叉口通行能力进行修正,并根据换道模型计算了平面交叉最小间距。接着,考虑从空间上分离交通流,研究机动车在进口处的进口车道数和车道宽度,提出了基于提升饱和流率的左转专用车道的设置条件和方法,接着针对右转机动车与非机动车混行安全性较低的问题,采用Autoturn仿真软件研究了各类货车的最小转向半径,并提出了货车占比较大的情况下增加非机动车右转安全性的方法与评价指标,为城际道路交叉口设计提供指导。然后,根据从时间上分离交通流的原理,对城际道路平面交叉信号控制进行了研究,提出了城际道路相位相序设计方法,分析了原有信号配时方法的不足。根据城际道路交通特征和交叉口渠化方式,构建了基于最小机动车延误、最小非机动车延误、最小停车次数和最大通行能力的多目标信号周期计算模型,并采用粒子群算法搭载Matlab软件进行求解。最后,针对典型的城际道路平面交叉——广深大道与新沙大道交叉口现存问题,提出了综合渠化方法和信号配时方案,并采用Vissim仿真系统验证优化效果,经过仿真模拟,交叉口的延误、停车次数、排队长度、行程时间均有一定程度的下降,而交叉口的通行能力有了一定程度的提升,结果验证了论文方法的科学性与实用性。