交叉口平面设计

中山大学

道路工程课程设计

2010年07月21日

题目：

某市主干道中山路与106国道的交叉口拟采用环形交叉口设计。

1)原始设计资料

交叉点里程为K0+000.00，高程为60.35m，交叉点（环岛中心）及各相交中线上，已知点坐标如下表3-1：

表3-1

2)各相交道路的路幅数据

中山路路面宽度26.00m，机动车行车道宽2X7.5=15.00m，非机动车车道宽2X3.00=6.00m，人行道宽2X2.500=5.00m。

106国道路基宽度22.00m，行车道宽18.00m，土路肩宽2.000m。

各相交道路均没有中央分隔带和侧分带。

3)各相交道路的纵坡、横坡数据

各相交道路的路拱横坡2%，土路肩横坡3%，各相交道路的纵坡值如表3-2所示。

表3-2

4)完成此环形交叉口的平面设计（包括环岛半径、环岛外缘线形、环道宽度和

车道设置、进出口半径及方向岛等）和立面设计（路脊线、各断面设计标高及各相交道路的进出口设计标高），并用cad绘出该环形交叉口的平面设计

图和高程设计图。

一． 中心岛的形状和尺寸的确定

环形交叉是在交叉口中央设置一个中心岛，用环道组织渠化交通。中心岛的形状有圆形、椭圆形、卵形等。它主要取决于相交道路的等级和角度。本设计已知参数中，根据两条相交道路的坐标可知： 中山路在交叉口路段在所取坐标系中的斜率为：

K1=（520043.735—519914.891）/(2648347.993—2648330.698)=7.44978 106国道在交叉口路段在所取坐标系中的斜率为：

K2=（520182.491—520046.713）/(2648366.618—2648467.966)=-34.43 计算两条道路在交叉口的夹角： tanθ= =(k1-k2)/(1+k1*k2)=-0.163913

选用圆形为中心岛的形状，现确定其相关参数： 1.计算计算中心岛半径：

（1） 根据行车速度要求计算中心岛半径，其公示为：

2()127()2V b R m i μ=-±

式中：

R 为中心岛半径；

V 为环道设计车速；

μ为横向力系数；

i 为环道横坡；

b 为紧靠中心岛的车道宽度；

选用数据参数：

①106国道为高速公路，取其设计车速为100 km/h ，广州内环路限速标准最高60km/h ，我们假设此市主干道中山路的设计速度为60km/h 。所以假设交叉口路段的设计速度为60km/h 。V 一般采用路段设计速度的0.5倍，所以V=0.5×60km/h=30 km/h 。

②根据下表：

汽车转弯的横向力系数值

因为是两类不同的道路，在两条道路上行驶着不同类型的车辆，所以假设其μ值为0.15。

③i 为环道横坡，取1%。

④b 为紧靠中心岛的车道宽度。城市主干道为双向8车道，106国道为双向6车道。以此取b 设计标准设为3.5m 。 根据以上所取参数，确定中心到半径

2()127()2V b R m i μ=-±=302/[127×(0.15±0.01)]-3.5/2=48.86(m)

（2） 按交织长度要求计算中心岛半径： 近似地按交织段长度所围成的圆周大小来计算，即

()22

n l B B

R π+=

-平均 n 为相交道路的条数；

l 为两个路口之间的交织段长度m ；

B 平均

为交汇路口之间的平均路宽；

选用数据参数：

① 根据题中所给数据，知n 为4； ② 根据下表：

环道上不同车速所需的最小交织段长度

因为已经取环道设计车速为30km，所以取l为40m。

③根据题中所给数据，即

2226

24

2

B m

+

==

平均

则

()

22

n l B B

R

π

+

=-

平均=[4×（40+24）]/(2×∏)-3.5/2=32.64m

结合上两种情况，中心岛半径取较大值，即R=48.86m

2.环道的宽度的确定

环道上不宜设计太多的车道，一般设计三条车道，如果交织段长度较长，一般大于60m时，可考虑布置两条交织车道，环道上共4条车道。所以此处采用三车道环形交叉口，即绕岛车道、交织车道和右转弯车道环道上，同时还应设置一条专用的非机动车道。

环道上的车道必须按照弯道加宽值予以加宽。根据机动车车长（按平均车长为10m计算），每条车道的弯道加宽值按下表确定。

每条车道的弯道加宽值

根据设计标准，设计车速为60/

km h的机动车道宽度为3.5m；非机动车道宽度设为3m。根据已经确定的中心岛半径48.86m，选取弯道加宽值为1.2m。则

所以环道总宽度为：D=(3.5+1.2)×2+3.5+3.0=15.9m

3.环道外缘线形及环道进出口的曲线半径的确定

从满足交通需要和工程节约考虑，环道外缘平面线形不宜设计成反向曲线形状，据观测，这种形状在环道的外侧约有20%的路面无车行驶，这既不合理也不经济。实践证明，环道外缘平面线形宜采用直线圆角形或三心复曲线形状。因此我们选取直线圆角形。

环道进、出口的曲线半径取决于环道的计算行车速度。为使进环车辆的车速与环道车速相适应，应对进环车辆的车速加以限制。一般，环道进口曲线半径采用接近或小于中心岛的半径，而且各相交道路的进口曲线半径不要相差大大。所以设计进口曲线半径为46m。环道出口的曲线半径可较进口曲线半径大一些，以便车辆加速驶出环道。设计出口处半径为：

R=V2/127( ±i)= 602/127(0.15±0.01)=202.47m

4. 环道的外缘石

环道外缘石平面形式各地多做成反向曲线，这只是为了适应美观而已，从交通的观点来看是不可理的。实际观测证明，这种形状的环道外侧有20%的路面时从来无车行驶的。因此，环道的外缘石宜采用直线圆角形式。

二、环形交叉口的立面设计

（1）确定路缘各控制点位置

在已设计好的平面图，用CAD的查询功能确定各控制点的位置。