我国城市发展方式正由外延扩张向内涵发展转变,城市规划关注重点也从“大而全”的增量规划走向“小而精”的存量改造。城市主干道因其交通、场所、景观功能高度复合,在城市道路系统中具有独特地位,承担巨大机动交通压力的同时也需为沿线居民提供生活性服务。对既有主干道进行优化是缓解交通拥堵、改善城市病、提升人民生活品质的重要手段。本文研究目的在于,定量化评价多种干道交通优化方式,识别归纳影响交叉口效率的关键要素,并通过案例验证研究结论。论文首先以交通量构成及道路几何数据为基础,运用微观交通仿真方法,定量评价城市主干道交通连续化的手段。之后,针对影响信号平面交叉口通行能力较大的进口道上游交织段,对挑选出的相关交通要素进行正交实验设计和交通仿真,使用数理统计方法,研究了给定交通条件下最短交织段长度以及交织段影响下的交叉口服务水平计算公式。最后,实证研究部分以烟台市城市主干道观海路为例,在分析其交通问题的基础上,参考前文研究结论,提出相应改善建议,并用仿真方法对规划方案进行了评估。本文的主要研究结论有:1)对于城市主干道交通连续化的方式,给定交通条件下,经远引左转或简易立交优化的交叉口,相比传统信号平面交叉口,平均延误时间降低50%以上。2)针对上游交织段影响下的信号平面交叉口服务水平研究表明,当进口道车流量为3000veh/h,右转率在40%、50%、60%时,上游交织段最短长度分别为150m、180m、210m。3)平面交叉口进口道服务水平（LOS）计算公式为分段函数:车辆排队长度未溢出至交织段时,LOS与进口道车流量、交织段长度为二元二次函数关系;当车辆排队长度溢出至交织段后,LOS与进口道车流量、交织段长度、交织流率为三元二次函数关系。在观海路交通优化实证研究中,依据交通流量分析并应用前文研究结论,综合采用了路段禁左、远引左转交叉口、改造道路断面、重点交叉口立交化改造等方案保证主线交通连续,其中交叉口上游交织段长度依据前文结论设置。改造后方案的仿真评价显示,观海路整体车辆通行效率有明显提升。本文聚焦总结复合功能城市主干道的交通优化方式的仿真评估,研究结果为城市主干道交通优化提供科学参考,同时拓展微观交通仿真在城市规划和交通优化领域的应用。