交通与城市道路课件5城市道路交叉口设计

交通与城市道路Traffic&UrbanRoad,主讲：建筑工程学院孟海宁教授（第五章城市道路交叉口设计）,第一节城市道路交叉口的作用、类型1.交叉口定义城市中道路与道路（或与铁路）相交的部位称为城市道路的交叉口。2.交叉口作用城市中的道路系统是由各种不同方向的道路所组成，不可避免的形成许多的交叉口，这些交叉口有利于城市道路上车行交通和人行交通的组织和转换。3.交叉口利弊交叉口在城市交通中具有有利的一面：有利于交通组织的转换（由此，要求交叉口多）；也有其不利的一面：使行车速度下降、通行能力降低，容易产生交通事故（由此，要求交叉口少）。所以，在设计城市道路交叉口时，首先应研究整个城市的道路系统，明确各个交叉口在城市交通中的作用；其次，应根据技术先进、经济合理与现实可能，合理地选择交叉口类型；而后，进行交叉口的具体设计。4.交叉口类型根据各相交道路在交叉点的标高情况，城市道路的交叉可以分为两种基本类型：平面交叉和立体交叉。,第五章城市道路交叉口设计（第一节）,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第二节平面交叉口的形式及其交通分析1.平面交叉的形式平面交叉，系指各相交道路中心线在同一高程相交的道口。平面交叉的形式决定于道路系统规划、交通量、交通性质和交通组织，以及交叉口用地及其周围建筑的情况。常见的平面交叉口形式有：十字形、X字形、T字形、Y字形、错位交叉和复合交叉（五条路或五条以上的道路交叉口）等几种。（1）、十字形交叉口两条道路相交，互相垂直或近于垂直。十字形交叉口的形式简单，交通组织方便，街角建筑容易处理，适用范围广，可用于相同等级或不同等级的道路相交，在任何一种道路系统中，它是最基本的交叉口形式。,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,（2）X字形交叉口两条道路以锐角或钝角斜交。当相交的锐角较小时，将形成狭长形的交叉口，对交通不利（特别是左转弯车辆），锐角街口的建筑也难处理。所以，尽量避免这种形式的交叉口。（3）T字形交叉口、错位交叉口、和Y字形交叉口。一般用于主要道路和次要道路相交的交叉处，主要道路应设在交叉口的顺直方向，以保证于道上车辆行驶畅通。在特殊情况下，例如一条为尽端式的主要干道与另一条主要干道相交时，可以设计成T字形交叉。（4）复合交叉用于多条道路交叉处，用地较大，交通组织复杂，应尽量避免。,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,2.平面交叉口的交通分析（1）车流的矛盾进出交叉口的车辆，由于行驶方向不同，车辆与车辆相交的方式亦不相同。当行车方向互相交叉时可能产生碰撞的地点（）称为冲突点。当车辆从不同方向驶向同一方向或成锐角相交时可能产生挤撞的地点（）称为交汇点。当车辆由同一方向向不同方向分开行驶的地点称为（）分岔点。设计交叉口时应尽量设法减少冲突点和交织点，尤其应减少或消灭对交通影响最大的冲突点。（2）相交道路的条数与夹角原则上不能五条路以上相交叉，夹角一般大于70度。（3）在没有实行交通管制的情况下，三条、四条、五条道路平面交汇时，车流在交叉口发生冲突和交织的情况.,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,(a)在无交通管制的平面交叉口，随着相交道路条数的增加，冲突点和交汇点增加的速度很快。例如：三条道路交叉时，只有3个冲突点和3个交汇点；四条道路交叉时，冲突点增加到16个，交汇点变为8个；而五条道路交叉时，冲突点竟达50个，交汇点为15个。(b)产生冲突点最多的是左转弯车辆，如果在十字形交叉口没有左转弯车辆冲突点就可以从16个减少至4个。因此，在交叉口设计中，如何正确处理和组织左转弯车辆，是提高交叉口通行能力，保证交通畅和安全的关键之一(c)消灭交叉口冲突点的方法一般有三种：渠化交通在交叉口合理地布置交通岛，组织车流分道行驶，将冲突点变为交织点，减少车辆行驶时的相互干扰。在交叉口实行交通管制用交通信号灯或由交通警手势指挥，使通过交叉口的直行和左转弯车辆的通行时间错开，即在同一时间内只允许某一方向的车流通过交叉口。,立体交叉将交叉口处各个方向的车流分设在不同标高的车道上，各行其道，互不干扰。这是解决交叉口交通问题最彻底的办法，但它占地多，造价高。在交通复杂的交叉口，以及交通频繁的干道和高速道路上的交叉口，则多考虑采用立体交叉。,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第五章城市道路交叉口设计（第二节）,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,第三节交叉口的交通组织方式交叉口的行车安全和通行能力，在很大程度上决定于交叉口的交通组织。因此，在设计交叉口时，先要考虑交叉口的交通组织。平面交叉口有以下几种交通组织方式：（一）左转弯车辆的交通组织交叉口的左转弯车辆不仅是引起车流冲突的主要因素，而且也影响直行方向车流的通行能力。所以，无论是从保证交通安全，或是从提高交叉口的通行能力来说，合理地组织交叉口的左转弯车辆是一个关键问题。交叉口处左转弯车辆的交通组织，可以采用下列几种形式。1、色灯管制左转弯车辆在交叉口停车线后等候开放通行色灯时，才能通过交叉口。为保证车辆能迅速地通过交叉口，在交叉口停车线后应设有左转、直行、右转的专用车道，以免相互阻碍通行。,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,2、环形交通在交叉口中央设置圆形或椭圆形交通岛，使进入交叉口的车辆不受色灯控制一律绕岛单向行驶。,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,3、变左转为右转（1）街坊绕行，变左转为右转。这种形式的主要缺点是使左转弯车辆绕街坊的行程增长，它通常用于旧城道路改建有困难，或在桥头引道为十字形交叉口，为了防止车辆高速下坡时直角转弯发生事故所采用。（2）远引交叉左转弯车辆在交叉口先作右转弯离开交叉口相当距离后，再作180。的回转，称做远引交叉。（二）渠化交通组织在道路上划线，或用绿带和交通岛来分隔车道，使各种不同性质和不同速度的车辆，能象渠道内的水流那样，顺着规定的方向，互不干扰的行驶，这种交通称为渠化交通。渠化交通的主要作用是保证车辆行驶的安全，其注意事项如下：,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,1、利用分车线或分隔带、交通岛等，指道路上不同行驶方向和行驶速度的车辆，以及交叉口左转、右转和直行的车辆按规定的车道行驶，使行人和司机均容易辨明相互行驶的方向，以利于有秩序地通过，从而可减少车辆相互碰撞的机会，增进行车安全。2、利用交通岛的布置，限制车辆的行驶方向，使斜交的车流变为直角或同方向的锐角交织。3、利用交通岛的布置、限制车道宽度，控制车速，防止超车，并在其上设置交通标志，以及作为行人过街时避车用的安全岛。4、利用交通岛的布置，可以防止车辆在交叉口转错车道。5、在交通量较大、车速较高的交叉口利用交通岛组织渠化交通时，还需要考虑设置变速车道和候驶车道，以利于左转弯车辆转向行驶和等候的需要6、在交叉口布置交通岛时，应使行车自然而方便，一般采用比较集中的大岛比混乱分散的小岛为好。,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,7、各种交通岛的面积不宜过小，一般应大于7平方米，交通岛上可布置绿化，但不得种树，以保证司机的视线能够通视。交通岛的路缘必须醒目，其高度不宜超过1215厘米。8渠化交通中，通常所用的交通岛均高出路面且应设置在车行道的死点处即无车辆行驶的部位。按交通岛的作用不同又可以分为：方向岛、分隔岛、中心岛和安全岛等。(1)方向岛又称导向岛，在交叉口用以指示行车方向。在渠化交通中的作用比较大，对于复杂的交叉口，往往只用几个简单的方向岛，就能比较好地组织交通、消灭冲突点。(2)分隔岛用来分隔机动车和非机动车、快速车和慢速车，以及对向行驶车流，能够保证行车速度和交通安全的一种长条形的交通岛。有时也可在路面上划线来代替分隔岛。,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,中心岛设置在交叉口中央，用来组织左转弯车辆和分隔对向车流的交通岛。安全岛作为行人过街时避让车辆之用。对于很宽的街道上，为保证行人过街时的安全，就应在行人横道中央设置此项安全岛。（三）采用自动控制的交通信号指挥系统，提高行车速度和通行能力为了减少车辆在交叉口的停歇、提高平均行车速度和通行能力，则可以采用“绿波”交通组织。所谓“绿波”交通，就是在一条干道的一系列交叉口上，安装一套具有一定周期的自动控制的联动的信号，使主干道上的车流依次到达各交叉口时，均会遇到绿灯。这种有节奏变化的“绿波”交通组织，可以使车辆在交叉口无需停车等候开放绿灯，从而可以提高路段的平均速度和通行能力。,第五章城市道路交叉口设计（第三节）,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,第四节平面交叉口设计一.设计要素（1）交叉口的展拓；（2）视距三角形的保证；（3）缘石半径设置（大小与道路等级有关）；（4）缘石边缘与交叉口中心的距离（过大，人行横道过长或车辆停车线很远，交叉口内车流游荡）；（5）交叉口内交通组织（各流向的机动车、非机动车、人行的交通组织、交通岛的设置，保证流线的安全顺畅，提高交叉口车流的通行能力）；（6）交叉口地面雨水排除与竖向设计；（7）交叉口管线综合处理；（8）交叉口范围内设施布置（交通信号、标志、绿化、公交站点及其其他市政设施的布置）。二.交叉口的设计车速和车道数交叉口的设计车速应与路段上的设计车速相呼应。一般采用路段设计车速的70%。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,在确定交叉口的车道数和车道宽度时，应尽可能使机动车和非机动车分流行驶，以确保行车安全。交叉口的机动车道，从提高通行能力和组织渠化交通的要求，应分别设置左、右转弯和直行车辆的专用车道，让左、右转弯和直行的车辆在自己的专用车道上等候和行驶，避免相互干扰。但在交通量较小交叉口，如设置过多的车道，很不经济，此时就可以采用混合行驶的车道。确定交叉口车道数时的基本要求是：交叉口各车道通行能力的总和必须与路段的交通量相适应，否则，交叉口将会产生交通拥挤和阻塞。在任何情况下交叉口的车道数量和车行道宽度，不应少于路段上的车道数和车行道宽度。三.交叉口的展拓设计路段的通行能力已能满足交通量的需要，而交叉口的通行能力尚不能保证交通量的需要时，可以根据需要适当增加交叉口车道数，采取在交叉口的一定范围内拓宽车行道宽度。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,交叉口展拓的车道主要是指进入交叉口的车道。展拓的方向有外拓和内拓两个方向。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,拓宽交叉口的车道宽度时，其增设车道的长度按下述原则考虑；1、进口段长度（y），根据红灯时停车等候的直行车辆数量决定，主要应使右转弯车辆便于从停车等候的最后一辆直行车后面驶入增拓车道，但亦不宜过长，一般为y=5075米；2、出口段长度（y），为了使通过交叉口后的速度很低的右转弯车辆不致影响横向道路上的直行车流，需要在横向道路上增拓一段加速或候驶段，其值一般为y=20-40米。增拓段的宽度应不小于3.0米。四。交叉口的视距驾驶人员在进入交叉口前的一段距离内，须能看清相交道路上车辆行驶情况，以便能安全地通过交叉口，或及时停车避免发生碰撞。这一段距离应不小于车辆行驶时的停车视距SS。由两相交道路的停车视距在交叉口所组成的三角形，称为视距三角形。在视距三角形内不得有阻挡驾驶人员视线的物体存在，如建筑物、构筑物（包括严重阻挡视线的交通管理设施，如交通指挥亭）和在树等。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,视距三角形以最不利情况来绘制，即是靠右的第一条直行车道与相交道路最靠中的一条车道所构成的三角形。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,五。交叉口转角的缘石半径车辆在行驶过程中转弯时的轨迹为曲线，曲线半径的大小，在一定路面条件下随行车速度变化。为了保证各个方向的右转弯车辆能以一定的速度顺利地转弯，交叉口转角处的缘石应做成圆曲线（也有采用三心复曲线），圆曲线的半径R1称为缘石半径。如果缘石半径过小，则要求转变时车辆行驶速度降低很多，否则，将导致右转弯车辆向外侵占相邻的车道。由于各类车辆的机械性能不同，其所要求的最小转弯半径亦不相同。根据我国目前车辆情况，各类型车辆转弯时的最小半径如下：小汽车为58米；载重汽车为811米；大型公共汽车为1015米。道路等级不同，交叉口的缘石转弯半径也不一样，在一般的十字型交叉口，缘石半径R1的取值为：主要交通干道R1=2025米；交通干道及居住区道路R1=1015米；住宅区街坊道路R1=69米。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,六。交叉口人行横道的设置1.位置选择：设置在驾驶员容易看清楚的位置，长度宜小于15米。对于缘石半径大的交叉口，人行横道线设置在人行道延长线后退3-4米处。对于缘石半径小的交叉口，可以设置在缘石半径转弯起点的外侧。2.安全岛设置：在双向机动车道达到或超过六车道的道路上，应在道路中间设置行人安全岛。宽度一个车道，长度58米，可错位布置。3.人行横道线宽度：与过路行人数及等候时间长短有关，一般干道最小4米，支路最小2米，结合需要以1米为单位增加宽度。4.停车线与行人横道线之间安全距离1米。,第五章城市道路交叉口设计（第四节）,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,第五节环形交叉口设计一。环形交叉口的交通特点环形交叉口，习称转盘。它的交通组织是：在交叉口中央设置一个直径较大的中心岛，让进入交叉口的车辆一律绕岛作逆时针单向行驶，至所要去的路口即行驶离。这种利用环道组织渠化交通，可以使所有的直行和左、右转弯车辆在交叉口不必停车而连续不断地通过。它可以避免红绿灯管制交叉口那种周期性的交通阻滞，且可消灭冲突点保证行车安全。二。环形交叉口的适用条件环形交叉口占地面积较大，环形交叉口的通行能力，不及使用交通信号控制的交叉口。所以，交通叉口非机动车辆较多时，不宜采用环形交叉。相交道路交通量相差太大时，采用环形交叉对主要车流方向行车不利。对下述情况下采用环形交叉，则有其显著的功效：,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,1、交叉口的交通量约为5002000辆/小时，其中左转弯车辆的比例较大，采用色灯管制对交叉口通行能力影响大时；2、相交道路为56条时；3、相邻道口很近，如采用色灯管制，交叉口停候的车辆将影响相邻道口车辆行驶时；4、接近交叉口的道路宽度沿街道横向增添车道有困难，而在交叉口转角处又容易拓宽时。三。环形交叉口设计要素环形交叉口的设计是：交织长度和交织角；中心岛形状及尺寸；环道宽度，设计环道进、出口外缘石半径，以及竖向处理等。（一）交织长度和交织角,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,进环和出环的车辆，在环道上行驶相互交织时，交换一次车道位置所行驶的路程，称为交织长度。交织长度的长短主要取决于车辆在一道上行驶的速度。,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,相邻两路口中线之间沿环行道中线上的距离，为两路口之间的交织段长度。中心岛的尺寸不仅要满足车辆以一定速度行驶所需的转弯半径要求，同时还必须满足车辆进出交叉口时的交织长度的要求。,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,最小交织段长度：交织角度一般在20o30o之间，不大于40O,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,（二）中心岛的形状及尺寸中心岛的形状和尺寸，需要满足进、出交叉口一道的车辆按一定速度行驶和交织。形状可以是圆形、椭圆形、菱形等等。尺寸按不同速度如下：,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,（三）环道的宽度环道即环绕中心岛的车行道，其宽度决定于相交道的交通量大小和交通组织方式。一般将靠近中心岛的一条车道作为绕行之用，靠最外边的一条车道供右转弯车辆使用，中间的12条车道供环行车辆交织使用。因此，环道上的车行道一般需要34条。且环道上每条车道的宽度应稍大于直线段，一般可采用3.754.50米。（四）环道进出口的外缘石与环道外缘石最靠近的机动车道为右转弯车道，从右转弯车辆在环道上的行驶轨迹分析，环道外缘石不应作成反曲线形状。故环道的外缘石以采用直线圆角形式为好。,第五章城市道路交叉口设计（第五节）,环道进、出口的曲线半径决定于环道的设计车速。设计环道外缘石时，出口处的曲线半径应大于进口处的曲线半径，以便于限制进环车辆的车速和有利于出环车辆的加速行驶，保持交叉口畅通。环道进口处外缘石的曲线半径，一般可考虑采用接近或略小于中心的岛的半径值，且各相交通道路进口处处缘石的曲线半径值相差不应太大，以免造成入环车辆车速相差太大，且影响环道行车安全。（五）环形交叉口的通行能力环形交叉口的通行能力，是指交叉口每小时能通过的总车辆数，其值等于环道交织车道的通行能力与各条道路右转弯车道通行能力的总和。环行交织车道的断面通行能力，是指每小时内连续通过交织车道某一断面的车辆数。考虑到我国目前市内行驶的主要是大中型车辆，同时还存在着自行车流的干扰，则环形交叉口的总通行能力一般采用2000辆/小时左右为宜。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,第六节立体交叉立体交叉，是指交叉道路在不同标高相交时的道口。特点是：各相交道路上的车流互不干扰，可以各自保持原有的行车速度通过交叉口。一。立体交叉的主要组成部分一般常用的立体交叉主要组成部分。1、跨路桥高速或快速道路从桥上通过，相交道路从桥下通过的，称为上跨式；反之，称为下穿式。2、匝道为连接两相交道路设置的互通式交换道，匝道同相交道路的交点称为匝道的终点。匝道的种类分单向匝道，双向匝道和有分隔带的双向匝道三种。3、外环和内环高速道路与相交道路的连接匝道，有时分为内外两单向车道分道行驶。凡由高速道路右转弯进入相交道路，或由相交道路右转弯进入高速道路的匝道均设在外侧，这种匝道称为外环。反之，凡是左转弯的匝道都是设在内侧，这种匝道称为内环。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,4、入口和出口由高速道路驶出，进入匝道的道口称为出口；由匝道驶出，进入高速道路的道口称为入口。“出”和“入”均是针对高速道路本身而言。5、加速车道附设在高速车道右侧，作为加快车辆行驶速度的附加车道，称为加速车道。由于匝道的设计车速比高速道路低，如果两者车速相差较大时，由匝道进入高速道路的车辆不能直接汇入高速道路的车流中，必须设置加速车道，使车速加快于与高速道路车速相同后才能汇入。6、减速车道为附设在高速车道右侧，作为降低车辆行驶速度的附加车道，称为减速车道。7、引道为立体交叉口前后道路上起坡点到终坡点之间的一段线路。二。立交的适用条件1、交叉口的交通量很大，采用平面交叉难以解决交通问题时，为了提高通行能力可以采用。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,2、行车速度达80120公里/小时的高速道路与其他道路相交时，为了保证行车速度与行车安全，可以采用。3、干道与铁路相交，且铁路的行车密度较大，平分时使干道行车受阻较为严重时，可以采用。4、对于交通和交通安全有特殊要求（如战备或迎宾需要等）的交叉口，可以采用。5、交叉处的地形适于修建立体交叉时，如滨河路与标高较高的桥头引道交叉处，可以采用。三。立体交叉的形式根据相交道路上行驶的车辆是否能相互转换，立体交叉又可分为：分离式和互通式两种。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,分离式立体交叉，在道路交叉处仅设隧道或跨路桥，而不设上、下道路之间的连接匝道，上、下道路上行驶的车辆不能互相转换。互通式立体交叉，相交道路上行驶的车辆可以互相转换。在交叉处除设置隧道或跨路桥外，并在上、下道路之间没有连接匝道供车辆转换用。这种立体交叉口占地多、设计复杂。城市中的道路一般要求能互相转换，故多采用互通式立体交叉。在互通式立交中，根据交叉口的立交完善程度和几何形式不同，又可分为部分互通式、完全互通式和向式三种：（一）部分互通式部分互通式立交在立体交叉中，不一定每一个方向都采用立体交叉，而至少仍保留有一个或一个以上的平面交叉时，称为部分互通式立交。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,1.菱形立交（又称钻石形立交），这种交叉口的交通组织是：直行车辆为立交，右转弯车辆在匝道上行驶，左转弯车辆在次要道路上采用平面交叉的方式。它的造型简单，占地面积较少，造价也较低，桥型基本是直的，行车速度较高，为城市立交中常用的一种形式。,第五章城市道路交叉口设计（第六节）,2.两层十字形立交，在十字形交叉口中，如果相交的两条道路中只有一个方向的交通量较大时，可以沿交叉口交通量较大的方向（即主要干道）修建一座跨路桥或隧道，使主要干道的直行车与另一相交道路上行驶的车辆立交，而左转弯车辆在交叉口采用平交方式。此种立交形式占地面积少，适用于城市道路的交立。3.三层十字形立交，十字形交叉口，如果两条相交道路的交通量都较大时，采用三层式十字形立交有利。4）部分苜蓿叶式立交，此种形式，在高速道路上的出入口均为立交，但在相交的次要路上的出入口全为平交，它适用于高速道路与次要道路相交。,第五