上海美罗家园新建道路交叉口竖向设计.pdf

第3期（总第179期） 2015 年 6 月 CHINA MUNICIPAL ENGINEERING No.3 (Serial No.179) Jun. 2015 88 上海美罗家园新建道路交叉口竖向设计 王 恃 白 （上海市市政规划设计研究院，上海 200031） 道路交叉口是车辆与行人汇集、转向和疏散的 必经之地，能直观地反映 2 条道路的平面和竖向标 高的衔接情况。交叉口竖向设计在道路工程设计中 与道路平面设计和道路纵断面设计紧密相关，它是 对道路交叉口的自然地形及建、构筑物进行垂直方 向的高程（标高）设计。 本文通过介绍美罗家园新建道路交叉口竖向设 计方案，达到总结的目的。 1 工程概况 罗店大型居住社区（又称“美罗家园” ）位于 上海宝山区罗店镇西部，规划范围东至沪太路、南 至上海绕城高速 G1501、西至沿江高速、北至月罗 公路， 总用地面积约 5.76 km2， 规划人口 12.5 万人。 为完善区域的路网结构，改善目前的交通状况，同 时为沿线地区市政管线的接入提供路由，需新建美 罗家园市政配套道路罗智路、美文路等（见图 1） 。 李家泾桥 K0+325.774 设计交叉口 罗智路 K0+000 K0+100 K0+200 K0+300 K0+400 K0+500 K0+600 K0+700 美 秀 路 美 安 路 美 文 路 杨 南 路 图 1 交叉口所在区域位置图 收稿日期：2014-12-26 作者简介：王恃白（1981），男，工程师，本科，主要从 事道路设计。 摘要：结合上海市美罗家园新建道路工程，介绍工程概况，对道路交叉口竖向设计方案作说明介绍，简述在道路 交叉口竖向设计中常使用的形式和方法及雨水口布置。 关键词：交叉口；竖向设计；纵断面设计；形式；方法；雨水口 中图分类号：U412.351 文献标志码：A 文章编号：1004-4655（2015）03-0088-03 DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.03.029 罗智路和美文路是上海市宝山区美罗家园市政 配套工程的 2 条新建道路，罗智路南北走向，美文 路东西走向，该交叉口所在区域地势较为平坦，地 貌地形主要为农田，对其进行竖向设计。 2 设计方案 在进行该交叉口竖向设计时，不仅局限于交叉 口的小范围内，而是需置于整条线路中，结合设计 道路的具体情况，确立合理的交叉口标高。 2.1 道路情况 1）杨南路为已建道路，平行美文路，距罗智 路美文路交叉口约 60 m。罗智路上新建李家泾桥 位于杨南路与美文路之间，距美文路约 25 m。罗 智路美文路交叉口竖向设计受桥梁标高控制影响。 2）罗智路美文路交叉口路缘石转弯半径设计 为 12 m。 2.2 交叉口形式方案对比 道路交叉口竖向设计分为凸形（交叉口中心高 于四周的道路） 、凹形（交叉口中心低于四周的道 路） 、分水线（交叉口中心高于四周 3 条道路，但 低于另 1 条道路） 、谷线（交叉口中心低于四周 3 条道路，但高于另一条道路） 、斜坡（交叉口中心 高于四周 2 条道路，但低于另 2 条道路）和马鞍形 （相对的 2 条道路纵坡指向交叉口，另 2 条道路纵 坡指向四周） 。 一般情况下，凸形利于路面排水，是最理想的 交叉口形式。设计交叉口南侧的李家泾桥的梁底标 高需满足水务部门相关要求，桥面标高较周边地坪 89 2015 年第 3 期 王恃白：上海美罗家园新建道路交叉口竖向设计 标高高，若罗智路美文路交叉口设置为凸形，则交 叉口标高将高于李家泾桥桥面标高，显然是极不合 适的。 为避免在交叉口范围内设凹形变坡点，对罗智 路美文路交叉口拟定分水线方案（4 个方向中，仅 南面指向交叉口中心） ，见图 2。 李家泾桥 K0+360 K0+340 K0+380 K0+382.5 罗 智 路 美 文 路 图 2 罗智路美文路交叉口（分水线方案） 2.3 纵断面设计方案对比 在罗智路纵断面设计过程中，考虑与新建横向 道路美文路衔接， 形成2个设计方案 （见图3） 。 图中， R 为竖曲线半径，m ； T 为切线长，m ； E 为外矢 距，m。方案一 ： 根据规范，交叉口范围内纵坡宜 2%，故罗智路与美文路衔接取 2% 纵坡，利于 减少填土高度。方案二 ： 考虑到南侧的李家泾桥距 离美文路仅约 20 m，该方案减小罗智路交叉口内 纵坡至 1.61%，美文路相应的交叉口纵坡为 1.40% （见图 4） ，两者间纵坡 0.5%1，交叉口路面形成 平顺曲面， 利于车辆行驶， 同时雨季降雨量较大时， 分水线型交叉口各方向排水较为均匀，雨水不会过 于集中至交叉口北侧。因此，最终推荐方案二为纵 断面设计方案。 4.48 K0+597 5.65 K0+342 4.28 K0+440 4.48 K0+597.04 5.45 K0+304.56 5.71 K0+337.28 5.59 K0+363.77 R=2 400 R=17 000 R=3 000 T=40.563 T=33.579 纵断面方案二 纵断面方案一 T=50.984 E=0.343 E=0.188 图 3 罗智路纵断面图 5.44 K0+564.12 5.47 K0+611.45 工程设计范围 工程设计范围 图 4 美文路纵断面图 2.4 竖向设计方法对比 道路竖向设计常用方法有方格网法、设计等 高线法、方格网设计等高线法、圆心法、等分法、 Coons 曲面法和平行线法 2-3。其中圆心法、等分 法具有竖向设计较为平顺、便于计算机软件辅助设 计的特点，使用广泛。竖向设计常用方法优缺点见 下表。 表 1 竖向设计常用方法优缺点 设计方法优点缺点 方格网法 便于设计、施工，适 合小型交叉口 右转车道表面不能平顺过 渡 设计等高线法设计直观 不易放样，不易计算机软 件辅助设计 圆心法右转车道行车平顺 不易放样，直行车道表面 不能平顺过渡 等分法 兼顾直行和右转车道 平顺过渡 不易放样 本交叉口属于小型交叉口，李家泾桥下坡入交 叉口，右转缘石半径为 12 m。由于桥梁距离交叉 口较近，且右转弯半径不大，若使用方格网法，存 在右转车道表面不能平顺过渡的缺点，影响右转车 辆行车的舒适性，存在一定的交通隐患。 设计等高线法不易计算机软件辅助设计，也不 合适。 圆心法和等分法相比较，等分法兼顾直行车道 和右转车道，但圆心法右转车道行车更为平顺，对 桥下坡接较小右转半径的本交叉口更为适宜。故本 交叉口竖向设计采用圆心法。 2.5 交叉口雨水口布置 由于罗智路美文路交叉口接近正交，以 2 条道 路设计中线为路脊线，采用圆心法，确定控制点标 高。2 条路脊线上的点标高与各自道路的纵断面设 计对应，确定道路边线上的控制点标高。在确定道 路边线标高之前，对交叉口范围内路面排水雨水口 设置要有一个构想。在设置交叉口雨水口时，不应 使一条道路的雨水排入另一条道路上，一般可在交 90 2015 年第 3 期 王恃白：上海美罗家园新建道路交叉口竖向设计 叉口人行横道前（也有在转弯曲线的切点上）布置 雨水口。以道路转弯半径为 20 m 的正交凸形平交 口为例，雨水口可按图 5 所示布置。 R=20R=20 R=20 R=20 C E O A B D 图 5 交叉口范围雨水口布置 (m) 根据规范，道路雨水口间距宜为 25 50 m。 转弯曲线切点B点与C点间距等于1031.4 m， 雨水口间距适当。O 点标高由 2 条脊线纵断面确 定，B、C 点标高分别为 D、E 两点标高减道路 横坡 宽度推得，A 点标高应高于 B、C 两点， 并使 AC 段、AB 段和 OA 间坡度 0.5%。如此， 确定雨水口和各控制点标高后，交叉口竖向设计 标高迎刃而解。 罗智路美文路交叉口较小，缘石半径为 12 m， 可参照图 5，在转弯半径的切点上布置雨水口。采 用圆心法，交叉口中心标高由道路纵断面设计图得 到，确定道路边线上的控制标高后计算各节点标高 （见图 6） 。如此。既有效解决交叉口路面排水，又 提高车辆交叉口行车舒适度，使下坡右转车辆的交 通安全得到保障。 罗 智 路 5.49 5.10 5.10 5.38 5.38 5.42 5.43 5.46 5.47 5.50 5.52 5.35 5.35 5.45 5.38 5.39 5.50 5.40 5.36 5.27 5.42 5.45 5.47 5.64 5.59 5.47 5.56 5.44 5.41 5.33 5.17 5.34 5.17 5.52 5.70 5.50 美 文 路 图 6 罗智路美文路交叉口设计图 (m) 3 结语 道路交叉口竖向设计时，设计者需根据设计道 路现状情况，设计道路的功能和交通需求，道路美 观、工程量小，行车舒适和路面排水的要求，综合 考虑以确定道路的纵坡。无论简单或是复杂的交叉 口，都能找到路脊线和路边线，然后运用适合的方 法或计算机辅助