道路立体交叉设计

,道路勘测设计,武汉大学土木建筑工程学院,本章主要内容一、立体交叉口的设置条件二、立体交叉的基本类型三、立交规划四、立交设计,第九章道路立体交叉设计,设计任务：正确立体交叉口形式和规模、完成线位设计，包括匝道、端部和其他方法等。,正线,匝道,构造物,出口,入口,第一节立体交叉口的设置条件,一、影响因素1.道路等级2.交通性质、交通量3.社会条件，自然条件及管理方式二、道路等级高速公路与其他道路相交，必须立交（含铁路）一级公路与其他道路相交，应尽量立交一般路有条件可设立交城市快速路与快速路相交，必须立交（含铁路）城市快速路与主干路相交，应采用立交。,三、交通量、交通性质城市道路：Q现状=40006000PCV/h主要交通性主干道，可选择立交。四、社会条件、自然条件及管理方式1.城市重要交叉口（出入城交叉口、快速路系统）2.山城、大桥下的滨河路3.城市边缘，交通量大而管理不方便。五、公、铁立交设置条件1.车交一次封闭时间超过20分钟。2.昼间汽车和火车交通量达到一定程度。3.昼间紧急封闭道口时间过长，且汽车交通量大。,第二节立体交叉的基本类型,一、分类1.按交通功能分分离式：仅设一座跨线构造物，使相交道路空间分离，上、下道路的连接不设匝道。这类立交结构简单、占地少、造价低，但交叉口处车辆不能转弯。适于在高速道路与铁路或次要道路间的交叉口修建。半互通式：相交道路的车流轨迹线间至少有一个平面冲突点的交叉。适用于个别方向的交通量很小或分期建造及高速道路与次要道路相交或用地和地形等受到限制的交叉口处。部分互通式的代表型式有菱形立交、部分苜蓿叶式立交等。,互通式：相交道路中的车流轨迹线全部在空间分离的交叉。这类交叉是一种比较完善的高级交叉型式，匝道数与转弯方向数相等，各转向都设有专用匝道。适用于高速道路与其它高等级道路间的交叉口。其代表型式有喇叭形立交、苜蓿叶形立交、Y形立交、X形立交等。,2.按跨越方式分上跨：用跨线桥跨过相交道路上方的交叉型式。这类立交便于施工，造价较低，排水处理容易，但占地多，引道较长，高架桥影响视线和市容。宜于在市区以外或周围有高大建筑物的地方选用。下穿:用地道（或隧道）穿过相交道路下方的交叉型式。这类立交占地少，立面易处理，对视线和市容影响不大，但工期较长，造价较高，排水困难。多用于市区。,二、常用形式1.互通式环交立交苜蓿叶喇叭形全定向组合式上述几种的组合2.半互通式菱形不完全苜蓿叶、不完全定向等3.各种立交分析,菱形立交,部分互通式,部分苜蓿叶式立交,部分互通式,喇叭形立交,完全互通,苜蓿叶式立交,完全互通,X型式立交,完全互通,环形立交,完全互通,Y型式立交,完全互通,第三节立体交叉的规划,一、满足立交的设置条件二、立交的间距1.交通需求：太大不能满足交通要求；太小浪费运营质量下降2.足够的交织段长度3.城市道路规范规定V80605040间距10009008007004.公路规范规定：大城市、重要工业区周围为510Km；一般地区为1525Km；4Km,第四节立体交叉的设计,一、基本原则1.功能性原则2.经济性原则3.适应性原则4.艺术性原则二、立体交叉的设计资料和设计步骤设计资料自然资料、交通资料、道路资料、排水资料、文书资料、其他资料,设计步骤初拟方案确定比较方案确定推荐方案确定采用方案详细测量技术设计,第四节立体的设计,一、基本原则1.功能性原则2.经济性原则3.适应性原则4.艺术性原则二、立体交叉的设计资料和设计步骤三、匝道设计匝道是互通式立交必不可少的组成部分，匝道设计的合理与否，直接关系到立交枢纽的功能、营运及安全等，其中左转是关键。1、匝道基本形式,左出左进式,左出右进式,右出左进式,右出右进式,2、匝道的特性（对称性、任何一个方向左转的车辆均可在所有象限内左转、所有行驶方向左转的车辆均可在部分象限内左转）3、匝道的设计依据（1）立交的等级（2）匝道的设计车速（3）设计交通量（4）匝道的通行能力,4、匝道平面线形设计匝道平面线形要素仍然是直线、圆曲线及缓和曲线，但由于匝道通常较短，难以争取到较长直线，故多以曲线为主。对右转匝道及直接式左转匝道，可采用单曲线或多心复曲线。用多心复曲线时，相邻半径之比不应该大于1.5，并使两端连接出、入口的圆曲线采用较大半径，且出口半径应大于入口半径，中间圆曲线半径可小一些。否则会使车辆多次减速和加速运行，且在中间路段过早加速，驶入匝道时易失去控制。,对半直接式左转匝道，其平面线形可由反向曲线与单曲线或复曲线组成。反向曲线之间最好不插设直线段而以缓和曲线相连形成S形曲线。对称圈式左转匝道，最简单的是采用单曲线，它设计简便，但与匝道上车速的变化不适应。最好采用曲率半径由大到小再到大的水滴形或卵形曲线，可满足车速变化要求，但设计计算比较复杂。,5、匝道纵面线形设计：驶入、驶出处的纵坡设计，最大纵坡与行车速度有关，城市立交机动车与非机动车不同坡道上行驶其最大纵坡应按非机动车的最大纵坡控制。净空限制、视距、净高。,6、匝道横面线形设计匝道宽度基本宽度：车行道、路缘带、紧急停车带匝道加宽：a全线加宽城市道路，b曲线段加宽公路匝道车道数考虑爬坡车道考虑与地面衔接（集散）,集散道是高速公路的一段辅助道路。与高速公路的直行车道横向分开，但两端与高速公路相连。目的：消除高速公路上的交织，把交织转移到集散道上来。减少高速公路上的进出口数目。,7、匝道平、纵线形组合设计：匝道平、纵线形组合设计的基本要求是使匝道立体线形平顺无扭曲，视野开阔，行车安全舒适，视觉美观，并与周围环境协调。设计的原则和要点与正线基本相同，但应注意进、出口处平、纵组合的处理。,四、端部设计1.车道平衡原则正线的车流量必然会因分、合流的存在而发生变化，分流减少，合流增大。为适应这种车流量的变化，保证车流畅通和工程经济，在分、合流处的车道数应保持平衡。车道平衡的原则为：（1）两条车流合流以后正线上的车道数应不少于合流前交汇道路上所有车道数总和减一；（2）正线上车道数应不少于分流以后分叉道路的所有车道数总和减一；（3）正线上的车道数每次减少不应多于一条。,2.辅助车道:在分、合流处，既要保持车道数平衡，又要保持基本车道数，如果二者发生矛盾，可通过在分流点前与合流点后的正线上增设辅助车道的办法来解决。在基本车道数连续的条件下，通常单车道匝道也能满足车道数平衡的要求；而设置双车道匝道时车道数不平衡，应增设辅助车道。一般规定辅助车道长度在分流端为1000m，最小为600m；在合流端为600m。另外，当前一个立交加速车道的末端至下一个立交减速车道起点之间的距离小于500m时，必须设辅助车道将两者连接起来。,3.变速车道设计:在匝道与正线连接的路段，为适应车辆变速行驶，而不致影响正线交通所设置的附加车道称为变速车道。变速车道包括减速车道和加速车道。车辆由正线驶入匝道时减速所需设置的附加车道称为减速车道；车辆从匝道驶入正线时加速所设的附加车道称为加速车道。,变速车道一般分为直接式与平行式两种。（1）平行式：是在正线外侧平行增设的一条附加车道。其特点是车道划分明确，行车容易辨认，但车辆行驶轨迹呈反向曲线对行车不利。原则上加速车道采用平行式，因加速车道较长，平行式容易布置。平行式变速车道端部应设渐变段与正线连接。（2）直接式；不设平行路段，由正线斜向