城市快速路是城市交通网络的主骨架,其运行效率直接影响着城市交通的整体效率。随着城市社会经济的迅速发展,汽车数量与日俱增,早期修建的城市快速路已经不能满足城市的交通需求,拥堵现象时有发生。为了保证城市快速路的运行效率,对其进行优化改造势在必行,研究优化城市快速路交通运行具有十分重要的意义。对城市快速路的优化与改造应从实际出发,确定适应城市交通需求的快速路规模,并联系周边路网,对其交通衔接进行合理的组织与优化,才能有效解决城市快速路的交通问题。本论文以城市快速路的改造方案优化为主题,主要研究了快速路的改造规模、快速路出入口的布局、快速路与周边城市道路(快速路辅道与城市主、次干道)的衔接三个关键问题。在快速路改造规模方面,运用传统的“四阶段”法预测快速路的交通需求,其后探讨了快速路的通行能力,根据对交通需求与通行能力的分析,确定快速路改造建设的规模——快速路车道数的设置数量;出入口布局研究中,根据出入口布局原则以及出入口处的交通流特征,提出了出入口最小间距的模型,并计算得出了出入口最小间距的参考值;在研究快速路与周边城市常规道路的衔接优化中,对快速路中主线与地面辅道共面情况下产生交通交织的区域长度进行研究,建立了满足车辆交织运行的交织区长度模型,并计算得出了地面交织段长度,同时对快速路出入口与城市道路的交通组织方法进行研究,提出了可以有效改善快速路出入口通行能力的交通组织措施。目前对城市快速路的优化研究较少,本论文对已有的交通优化理论进行有效整合,提出了城市快速路优化的方法,且研究具有较好的实用性,为城市快速路的设计、优化与改造提供了科学的参考与借鉴。