道路立体交叉设计

道路立体交叉设计第一节概述立体交叉：道路与道路（或铁路）相交时，利用“跨线”结构物使其在不同标高相互交叉连接，达到避免车流交叉行驶的目的。

作用：提高通行能力，减少交通事故一、立体交叉的组成（看图片）1、跨线构造物跨线桥（上跨式）和地下通道（下穿式）（工大一区地下通道）2、正线相交道路的直行车道（见图9-1），组成立交的主体。

3、匝道供进出相交道路（正线）转弯车辆行驶的连接道（形式多样，大小不一），立交的重要组成部分。

4、入口与出口进、出正线与匝道相连接的部位5、变速车道为适应车辆变速行驶的需要，在正线的出入口附近设置的附加车道。

出口前端为减速车道，入口后端为加速车道。

立体交叉范围：从有与正线有不同之处起所包含的全部区域。

二、公路立交与城市立交的主要区别1、目前公路立交一般附设收费站，两立交的间距较大，形式简单规整，但由于车速高，占地大。

2、城市立交一般不收费，间距小，形式各异，受空间限制多，需解决非机动车及行人问题，排水困难，费用高。

第二节立体交叉的类型及适用条件一、按结构物形式分类1、上跨式：用跨线桥跨过相交道路（优缺点？）2、下穿式：用地道（隧道）从相交道路下面穿过二、按交通功能分类分离式互通式1、分离式仅设跨线构物一座，使相交道路空间分离，无匝道。

2、互通式立交（1）部分互通式立交（各方向不能完全“互通”）相交道路的车流轨迹至少有一个平面冲突点的立交。

适用：个别方向的交通量很小或安排分期修建时（留好地和接口），高速公路与次要道路相交时，或受地形限制无法采用其它形式时。

代表形式：菱形、苜蓿叶式立交①菱形立交保证直行车流的安全、快速通过。

平面交叉设在次线上，仅需一座桥或地道，占地省，经济。

②部分苜蓿叶式立交根据转向交通量的大小和场地条件设置。

尽可能安排车辆右转，平面交叉安排在次线上。

（2）完全互通式立交所有行车路线均分离交叉，匝道数与转弯方向数相等，所有转向车辆均有专用匝道，各方向“互通”。

通常的形式：喇叭形、苜蓿叶形、Y型、X形等。

①喇叭形立交——三条路口相交的典型形式经环式匝道右转驶入为A式，驶出为B式。

简单，一座桥，占地少，经济。

②苜蓿叶式立交③子叶式立交与喇叭形相比有不足④Y形立交a——定向Y形小图为三层式b——半定向Y形为快速通过提供了条件，但构造物多，造价高（矛盾的两个方面）⑤X形立交（又称半定向式立交）占地面积大、层多桥长，造价高。

（3）环形立交相交道路无法单独设置每个方向各自的转向匝道，共用一个环岛进行交织及分流，该种形式的立交称为环形立交（工大一区）第三节立体交叉形式选择选形的目的：行车效率高，安全舒适，适应设计交通量和设计车速要求，（尺寸大小）满足车辆转弯需要，与环境协调，经济。

一、影响立交选形的因素二、选形基本原则1、相交道路的性质、任务和远景交通量大小2、与自然环境条件相适应（地形、地质、可用地面积、周围建筑物等）；3、近远期相结合（三年就拆不可以，分期修建）4、从实际出发（施工、养护、排水、新工艺、新材料、新结构工期、造价）；5、全面安排，分清主、次要矛盾，平纵指标要求问题；6、选形与定位相结合三、选形步骤与要点1、初定立交的基本形式（1）上跨或下穿？（2）完全互通，部分互通还是交织式？（3）几层？（4）是否考虑非机动车（若考虑，是分行还是混行）及行人？（5）是否收费？选择基本形式（表9一1）2、立交几何形状及结构的选择考虑：行车速度、运行时间、视距、视野范围、服务水平及通行能力，在基本形式的基础上适当变形、仔细研究，安排总体结构和匝道布置，具体几何形状及尺寸等。

3、立交方案比较产生几个方案，经技术、经济等方面的比较，选择最佳方案或新的组合方案。

（1）综合评价法（2）技术经济比较法（选择技术和经济方面的指标进行比较）三、立体交叉的设计资料和设计步骤1、设计资料（1）自然资料：测绘立交范围内1:500~1:2000地形图，详细标注建筑物、各种管线的详细信息，地质、水文、土质、气候资料。

最近的国家控制点和水准点。

（2）交通资料：各方向的交通量、交通组成、预测远景交通量，绘制交通流向流量图（图9-22）。

调查非机动车及行人流量等。

（3）道路资料：相交道路的等级、坡度、线形、横断面尺寸、相交角、控制点坐标与标高，路面类型及厚度，净空要求，桥梁设计荷载、计算行车速度等。

（4）排水资料：立交所在区的排水方式要求，现有排水系统的详细资料。

（5）文书资料：设计任务书，建设单位的其它要求（6）其它资料：取土、弃土、材料来原、施工方面的要求及条件，施工场地、施工期间交通组织与安全等。

2、设计步骤（1）初拟方案（2）确定比较方案（3）确定推荐方案（4）确定采用方案（5）详细测量（6）施工图设计（技术设计）第四节匝道设计一、匝道的基本形式1、右转匝道2、左转匝道（1）直接式（又称定向式或左出左进式）优点：匝道短，可适应较高车速缺点：跨线构造物较多，左出、左进都有安全问题（速度差的原因）适用条件：左转交通量大且速度较快时（2）半直接式（又称半定向式）①左出右进式较（1）有改进，但仍有左出问题②右出左进式③右出右进式（3）间接式（又称环圈式）图9-18a为基本形式，可根据情况变换形式优点：行车安全，不需跨越构造物，造价低缺点：匝道线形指标差、车速低、占地大根据需要可变化（尽快驶出或驶入）二、匝道的特性右转匝道基本定型，左转砸道变化多端右转匝道的特性：1、对称性（1）自身斜轴对称（2）相互轴对称可以相互组合，多种多样美观的图形2、任何一个方向的左转车辆均可在所有象限内完成左转3、所有方向转弯车辆均可在部分象限内完成左转三、匝道的设计依据 1、立交的等级2、计算行车速度选择计算车速时的注意事项： （1）满足最佳车速要求车速与车头间距的关系决定通行能力设计车速应为接近最大通行能力时的车速，即最佳车速V kk L L V C+=（m/s ） 式中L ——车长（m ）；L 0——安全距离（m ），一般L 0=5~10m ； C ——制动系数（s 2/m ），一般C = 0.15~0.30 V k ——一般为40~50km/h 。

（2）按匝道的不同形式选用右转取中~上限值，定向式取上限，半定向用中值左右，环圈式用下限值 （3）适应出入口行驶状态需要驶出分流端车速应≥（50~60%）主线计算车速；驶入入口处的车速应能保证到加速车道末端车辆能加速到主线计算车速的70%，接近收费站和次要道路的匝道，计算车速可适当降低。

（4）考虑匝道的交通组织双向无分隔带的匝道应取相同的计算车速，双向独立可分别取。

3、设计交通量匝道类型计算车速设计交通量决定了匝道的车道数平交或立交是否分期修建……交通量来源：调查、预测4、通行能力（1）匝道的通行能力取决于匝道本身和出入口处的通行能力，取三者较小者。

按以下六种情况计算，并取每种情况的计算值的较小值。

①单车道匝道驶入单向多车道主线（9-23a）V r=1.13V D－154－0.39V f取小值V r=2V D－V f式中：V r——出口或入口的通行能力（pcu/h）V D——主线每一车道的设计通行能力（pcu /h）V f——主线单向合计交通量（pcu /h）②单车道匝道驶出单向双车道主线（9-23b）V r=1.02V D－317－0.66V f③单车道匝道驶入单向三车道主线（9-23c）V r=V D+120－0.244V fV r=3V D－V f④单车道匝道驶出单向三车道主线（9-23d）V r=2.11V D－203－0.488V f⑤双车道匝道驶入单向三车道主线（9-23f）V r=1.739V D+357－0.499V fV r=3V D－V f⑥双车道匝道驶出单向三车道主线（9-23f）V r=1.76V D+279－0.062V f(2) 交织路段的通行能力例如前面讲过的环形交叉口、部分或全苜蓿叶式立交。

交织段长度 通行能力取决于 行车速度 交织路段的交通量四、匝道的线形设计标准 1、匝道的平面 （1）匝道平曲线半径 匝道形式 占地面积 半径的大小影响 造价行车安全 行车舒适一般取：大于“一般”值的半径，受条件限制不得已可取极限值。

对于环圈式匝道，除半径满足要求外，还应有足够的长度保证曲率的缓和过渡，以及上下线的展线要求。

min 57.3HR iα=⋅ H ——上下线要求的最小高差（m ） α ——匝道的转角（o ） i —－匝道的设计纵坡（%）（2）匝道回旋线参数一般匝道均设缓和曲线，且采用回旋线其中：A≤1.5R反向曲线的回旋线参数A应相等，不等时比值不大于1.5。

2、匝道的断面（1）匝道最大纵坡纵坡较大（见表9-7），有非机动车时不大于3%，（2）匝道竖曲线半径3、匝道横断面及其加宽（1）匝道横断面组成：行车道路缘带硬路肩和土路肩（城市道路不设）对向分离双车道匝道还有中央分隔带（2）匝道圆曲线的加宽值4、匝道的超高及其过渡（1）超高值当R大于表列数值时可不设超高（2）超高过渡段按前面的方法计算，但应以正线边线不动为匝道超高的旋转轴，并注意线形美观。

（3）超高设置方式与正线相同有缓和曲线，则在其内完成，没有则可直线内2132-，园曲线内1132-，两圆曲线相接时各12范围内完成。

5、匝道的视距（1）停车视距（2）识别视距1.25倍的正线停车视距第五节端部设计端部:匝道与正线连接处的道口（包括出入口、变速车道、辅助车道）设计原则:出入顺畅、安全、线形与正线协调,出入口应易于辨认，正线与匝道间相互通视。

一、出口与入口设计1、主线出入口一般设在主线行车道的右侧，易于识别。

通常设在跨线构造物之前。

若在其后时，应与构造物保持150m以上的距离。

另：主线与匝道分流处，为给误行车辆提供返回的余地，行车道边缘应加宽一定的偏置值。

二、变速车道设计进出正线的车辆在出入口前后必须变速以适应相应的速度要求，并且不影响正线交通，因此而设置的附加车道称为变速车道。

加速车道减速车道1、变速车道的形式（1）平行式在正线外侧平行增设一条附加车道（2）直接式不设平行路段，由正线斜向渐变加宽，与匝道相连，形成附加车道减速车道应采用直接式；当加速车道较短或采用双车道变速车道时也应采用直接式。

2、变速车道横断面城市道路可不设右路肩，但应保留路缘带。

3、变速车道的长度变速车道的长度 = 加速或减速车道长度 + 渐变段长度（1）加减速车道长度起始位置：变到一个车道宽时的位置与车辆分流或合流端之间的距离221226V V L a-= V 1 —— 正线平均车速（km/h ）V 2 —— 匝道平均车速（km/h ）A —— 汽车平均加（减）速度（m/s 2），加速时取0.8~1.2 m/s 2，减速时取2~3 m/s 2（2）渐变段长度三、辅助车道1、基本车道数一条道路或某一路段，根据交通量和通行能力要求所必须设置的车道数。