道路立交设计 21页

道路立交设计第一章城市道路平面交叉1、平面交叉口的形2、平面交叉口使用范围和交通特3、平面交叉口设计的概4、设计内5、平面交叉口改第二章实例分 91、交叉口现状及存在的主要问题92、交叉口改善措施10第三章立体交叉□.111、立体交叉口组成112、类113、立体交叉口设i十124、兰州市盘旋路立交构想®13主要参考文献 序言交叉口就是两条或两条以上道路的相交处。各个道路方向的机动车辆、非机动车辆及行人都要在这里，汇集、转向和疏散，为交通的咽喉。椐统计，约有59%的交通事故发生在交叉门地带，居所有交通事故类型的首位。此外，车辆在通过交叉口时，由于信号控制及其他因素干扰，将产生很大的延误，延误时间约占整个行程时间的31%，而这31%中乂约有40%是非信号因素引起的。由此可见，正确的设计交叉口，合理的组织交通，对于减少交叉口对交通的不利影响，具有重要的现实意义。因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉门交通，是提高道路通行能力和保障交通安全的重要举措。立体交叉口是道路不在同一个平面上相交形成的立体交叉。它将互相冲突的车流分别安排在不同高程的道路上，既保证了交通的通畅，也保障了交通安全。立体交叉主要由立交桥、引道和坡道3部分组成。立交桥是跨越道路的跨路桥或下穿道路的地道桥。引道是道路与立交桥相接的桥头路。坡道是道路与立交桥1路面连接的路段。互通式立体交叉还有连接上、下两条相交道路的匝道。早在马车时代就出现了道路立体交叉口，如1858年美国在纽约中央公园建成跨路桥。20世纪初，美国、德国出现了沿线限制的道路，这种道路与其他道路相交采用了立体交叉。1928年美国在新泽西州伍德布里奇修建了每昼夜平均通行6.25万辆汽车的完全互通的苜蓿叶式立体交叉。1930 年在芝加哥修建了1座拱形立体交叉。30年代，随着高速公路的出现，美 国、瑞典、德国、加拿大等国先后在高速公路上修建了各种形式的立体交叉。60〜70年代，苏联在莫斯科花园环路上修建了19座立体交叉，在公路环路上修建了43座立体交叉。法国于1980年前在巴黎林荫环路上修建了9座立体交叉。中国于1963年在广州修建了1座立体交叉,70年代在北京二环路上修建了9座立体交叉，并且首次修建了机动车与自行车分行的城市道路立体交叉。目前道路立体交叉的形式和结构繁多，已发展到120种以上。第一章城市道路平妞交叉口1、平面交叉口的形式按照相交道路在交叉门处的平面布置形式来划分，有十字型、T型、Y型、X型、错位交叉和复合交叉等。十字形交叉口，两条道路垂直或近乎垂直相交。这种十字形交叉口形式简单、交通组织方便、街角建筑物容易处理，适用范围广，可用于相同等级或不同等级道路交叉，是最基本的平面交叉口形式。X形交叉U，是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的交叉口，对交通不利（特别是左转车辆），锐角街口的建筑也难处理。因此，应尽量避免这种形式的交叉口。T形、Y形、错位交叉不宜用于主干道与主干道相交的交叉口，一般多见于主要道路和次要道路的交叉口，主要道路应设置在交叉口的顺直方向，以保证干道上的车辆畅通。主干道上应尽量避免设错位交叉门，容易造成错位道口间的堵塞。复合交叉是多条道路交汇的地方，用地大，交通组织困难，应尽量避 免，最多不宜超过五条道路相交。按照平面交叉口的交通组织形式来划分，主耍有一般交叉门、渠化交叉口和环形交叉口三类。环形交叉口实际为渠化交叉口的一个特例，但由于其交通状态的特殊性，且在城市道路中应用也较广泛，故将其单独列为一类。2、平面交叉口使用范围和交通特性为分析交叉口的交通状况，可以将交叉口处每一个可能的车流方向用一条表示行进方向的带有箭头的线代替，这样的一条线即成为交通流线。在交叉口处，由于车辆行驶方向各不相同，交通轨迹必然存在大量交错的情况，交错点便是产生交通事故和引起交通延误的主要原因。交错点大致可分为三种类型。分流点（分叉点）：同一行驶方向的车辆不同方向分开的地点；合流点（汇合点）：来自不同行驶方向的车辆以较小角度向同一方向汇合的地点；冲突点（交叉点）：來自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。在交错点处，车辆都存在碰撞的可能性，其中以左转车辆与对向直行车辆或直行车辆与相交道路直行车辆所产生的冲突点对交通影响最大，其次是合流点，再次是分流点。在无交通管制的情况下，三条路相交的冲突点为3个；四条路相交时的冲突点为16个；五条路相交时的冲突点点数则达50个。表1所示。在平面交叉门上，冲突点数量的增加与相交道路条数的增加成几何级 数关系。其数量计算公式归纳如下： 式中：P为平面交叉口冲突点总数；n为相交道路条数。因此对五分岔以上的交叉口要首先将其变成四分岔一下的交叉门，这是对交叉口根本性的改良设计。2、产生冲突点最多的是左转弯车辆。进过分析，对于T型交叉口，限制某一方向左转，冲突点由3—个降至1个，禁止左转则无冲突点；对十字交叉口，限制某两个方向左转，冲突点从16个降至8个，禁止左转则降至4个。在交叉口设计中，正确处理和组织好左转交通，减少冲突点，能大大提高交叉口的通行能力。3、设置信号控制是减少交叉口冲突点的有效方法。但同时，信号灯管制是顺序幵放各条道路的交通，从而增加了牟辆行驶的延误时间，降低了交叉口的通行能力。所以，在交叉口设计中，必须减少交叉口的相交道路，力求减少或消除冲突点，保障交通安全，其措施主要有渠化交通、设置信号灯、建立立体交叉；同时又要努力提高交叉口的通行能力，以保证交通畅通。3、平面交叉口设计的概念从交叉口的“时空资源”着手，通过对交叉口的通行空间和时间进行合理设计，平衡和协调各种不同性质交通流在通行空间和通行时间上的分配，从而明确各种交通流（机动车、非机动车和行人流）的通行空间和通行权利，增强交通流在交叉口的有序性、通畅性和安全性，最大限度的挖掘交叉门的通行潜力。提高交叉口的通行效率。交叉口设计是一个系统性的工程，不同控制方式的交叉口有不同的设计。但主要的设计目标都定位在交叉口交通的“安全性、通畅性和效率性” 方面。不仅仅是对交叉口的通行空间和通行时间进行设计，还包括对交叉口范围内人、车的交通组织，以最终达到合理利用资源，人、车、路协调统一的目的。即：1.紧密结合交叉口的实际问题实施工程；2.提高交叉门通行能力和运行效率；3.以人为本，促进交叉口各种交通流的协调运行。4.设计内容平妞交叉口设计内容即是交叉口“时空”资源设计，包括交叉口的交通通行空间和时间设计。同时，交叉口的交通通行空间分为平面通行空间和立体通行空间。平面通行空间指交叉门范围内的地面空间，立体通行空间即指交叉口净空范围内对各种交通通行产生影响的设施的总和。1）交叉口平面通行空间设计平面通行空间以停车线为界，划分为交叉口的内部区域和外部区域,并进行相应的设计。按照车流的形式轨迹，交叉口设计顺序是从外到内。交叉U的外部区域设计主要是处理交叉U与路段交通供需关系的平衡与协调，解决交叉口通行能力低于路段通行能力的问题。主要设计内容：车道功能划分、进出口车道数设计、车道宽度设计、车道拓宽设计、左心转专用车道设计、出口道设计等。交叉口的内部区域设计主要就是解决不同交通流之间的冲突，为各种性质的交通流提供明确的通行空间，减少交通冲突，增加安全性。主要设计内容是内部空间的渠化设计，包括非机动车通行空间设计、行人过街通行设计、交通岛设计、导流线、停车待驶区设计、停车让行线设计和反向 停车线设计等。2)交叉口立体通行空间设计立体通行空间设计即是对交叉口净空范围内对各种交通通行产生影响的各种设施的设计，包括交通安全设施和附属设施的设计。交通安全设施主要包括：道路交通标志、标线、信号灯、护栏、防撞设施、视线诱导设施等。附属设施主要包括：各类线杆、绿化、电话亭等。3)交叉口通行时间设计交叉口通行时间设计，即是不同交通流在通行时间上的分配和协调。通行时间设计部完全是信号灯灯控的配时设计，在非灯控路门，由于不同交通流的通行优先权不同，同样存在通行时间的分配和协调。在非信号灯控制路口，就要靠完善交叉口的通行空间设计与合理的标志标线设计来明确交通流的通行空间和时间。因此，采用停车让行和减速让行的标志和标线设计，可明确行人和通行车流的通行权利。5、平面交叉口改善城市道路平面交叉口是城市道路系统的重要组成部分，汇集Y来自多个方向的车流与人流，是道路使用者转换行驶路线的枢纽，是管理、组织道路各类交通的控制点。在整个道路网中，交叉口成为通行能力与交通安全上的卡口。因此，提高平面交叉口的安全畅通，是现代城市发展的重要议题,而平面交叉门的改善是其屮的重要环节。1城市道路平面交叉口存在的主要问题 (1)交叉口几何构造先天不足。由于兰州市道路网规划上的历史原因，在很多城市道路网中，交叉口存在诸多弊端，同时，一些新建的道路在建设时期对建成后交通量预测不充分，设计时对交叉口的几何设计考虑不甚合理，使交叉口通行能力不足,造成交叉口交通拥挤和车辆运行混乱，加大了交通事故的危险性。(2)渠化措施不完善。城市道路车道数的多少，直接影响交叉口面积。交叉口面积过大，容易导致车辆行车轨迹混乱，冲突增多；另外，交叉口清空时间随着面积增大而相应增加，造成信号周期过长，降低交叉口的通行能力。此外，有些城市存在一些不规则交叉口、锐角交叉口、错位交叉口等严重影响交通畅通的交叉口，这一类交叉门需要进行进一步渠化改善。(3)交通控制不合理。a.交通信号灯可见性不好，远离交叉口，信号配时不能满足交通的需要，黄灯时间普遍偏少。b.机动车非机动车冲突严重。我国城市大多数平面交叉口机动车与非机动车采用同一相位控制，造成机动车，特别是公交车之间的空挡无法满足白行车的正常通行。有的交叉口面积较小，信号周期过长，大大超过非机动车驾驶员可忍受等待时间，因此造成普遍的越线待行，无视信号灯等违反交通法规的现象。(4)行人过街安全设施不足。 很多交叉口行人过街缺乏必要的安全设施，当交叉门较大时，弱势群体在一个行人信号周期不能顺利通过，容易造成人车冲突。在居民聚居区,交叉口缺乏行人过街横道灯，或行人信号配时不合理，红灯时间过长，造成行人抢先过街，穿梭于行驶的车辆之间，容易引发交通安全事故。2平面交叉门的改善措施针对与交叉口相关的各种问题，采取适当的措施以改善交叉口的安全性能。以下就道路工程改造、交通渠化、交通控制、行人过街安全等方面进行探讨。1)交叉口工程改造(1)对进入交叉口之前的道路进行线形改造，保证距离交叉口的适当位置处能看清路口的交通信号、停驶的车队等。(2)调整交叉口的几何线形。对不合理的车道和人行道宽度进行调整,由于用地及道路红线的限制，对交叉门面积不可能作出大的调整。可依裾有关规范将需要调整的路缘石半径做相应调整。(3)合理布置中央分隔带宽度，架设人行天桥或修建地下人行通道及立交桥等。2)渠化交通(1)从时间上分隔所有冲突的交通流。主要采用信号灯周期的不同相位对机动车、非机动车、行人进行分隔。(2)对于街道狭窄，路网密度较大、奇数车道的道路，可以组织单向交 通。(1)设置交通岛交通岛的布置应因地制宜，考虑实际的交通量、道路功能、地形地物等条件，合理布置。1)完善道路标志、标线对标志、标线进行定期检查和更新；消除绿化、广告牌等对信号灯、交通指示牌的影响；增加机动车导流线；完善各种指路标志和道路划线，调整人行横道线和停车线位置。4）根据交通流向、流量合理设置车道（1）对丁•左转或右转交通流量较大的交叉门，采用局部展宽交叉门或缩进进口道每条车道宽度来增加车道，布设专用左、右转弯车道，提高交叉口的通行能力。在设置左转弯专用车道时，左转弯专用车道可以与专用相位配合使用,如果没有左转弯专用相位，左转车也可以利用左转弯专用车道等待穿越空档。左转弯专用车道可以通过利用屮央分隔带等拓宽进门道的方式获得，也可以在多车道进口直接通过车道功能划分获得。设置左转弯专用车道时,要防止直行交通误入左转弯专用车道，因此，应当采用线形、标线加以限制。（2）左转或右转交通量较小时，可考虑采用直左或直右车道，以提高 进口道的利用率。另外宥的路U左传或右转机动车流量很少，却又占着一个车道，浪费丫资源，如果路口前有小路让左传或右转弯车辆提前转向，然后绕出去，不增加行车路程，这样就可以将交叉口的转向车道改成直行车道，充分利用交叉口车道资源，大大增加交叉口机动车通行量。5）完善交通控制1）运用感应控制对低饱和状况下平面交叉门信号进行控制。2）运用定时控制对饱和交通状况下平面交叉。6）完善行人过街安全设施(1)建立行人过街立体设施。(2)在人行横道以外的人行道边设置防护栏，防止行人随意穿越交叉路□。(3)在设有行人通道的交叉路口，合理的设置导流岛、中央隔离带或行人安全岛，不仅能渠化交通，而且对行人的安全起到很好的作用。(4)对左右转交通较大的路口，设行人过街第二章实例分析本文引用兰州市大型十字交叉路口为例来探讨平交叉口的改善措施。1、交叉口现状及存在的主要问题如图1所示，天水南路(南北向),定西路(东)、民主东路(西)，四条城市主干道交叉构成十字交叉口,交叉口占地很大。其中天水南路为双向八车道， 路幅形式为单幅路，道路红线宽42m,道路宽度为4米，定西路，民主东路路幅形式为单幅路,双向六车道，道路宽度为4米，道路红线宽38m。人行道各宽4m。图1交叉口现状图如图1交叉口现状存在的主要问题如下：(1)机动车直行和左转弯的行车线较长，人行横道线过窄。(2)机动车非机动车混行，交通冲突严重。(3)采用地面标线形式的安全岛，存在车辆碾压现象，不能为行人提供足够的保护。(4)非机动车越线待行。交叉口两侧进口道的非机动车流量较大，由于按照正常行驶，存在机动非车机动车混行现象，非机动车鸾驶人常常抢先越过停车线，造成普遍的非机动车越线待行。(5)行人过街安全设施不完善。2、交叉口改善措施(1)将天水南路适当压缩并后移，两侧划分专用非机动车道，凯旋路中央由8条机动车道转换为10条，定西路(东)、民主东路(西)由6条非机动车道转换为8条。这样，不仅没有减少非机动车的通行能力，而且避免了机非混行,减少了机动车和非机动车的冲突。(2)不改变交叉口的用地范围，在四个转角处设置导流岛，使四个导流岛大小协调，不仅可以规定主要车辆行驶轨迹，而且将非机动车道和过街行人引上导流岛，一方面使交叉口内机、非车道分离，另一方面缩短了 过街人行横道长度，使导流岛兼顾了交通安全岛的功能，同时增加了交叉口绿化面积，冇利于城市道路环境的改善。(1)过街人行横道线采用斜画(与道路中线不垂直)，同时，天水南路与定西路(东)、民主东路(西)人行横道线要求平行，这样，过街人行道长度并没有增加多少，却使整个交叉口平面布置显得匀称、美观。(2)将非机动车停车线设置在机动车停车线之前，达到非机动车停车空间提前于机动车停车空间的目的，使得右转弯机动车和直行非机动车冲突减小，并减少了非机动车的越线现象。(3)人行横道应考虑无障碍设计，与人行横道相交的路缘石要降低顶面标高，使残疾人车及儿童手推车能平顺通行。改善图如图2。图2交叉口改善图第三章立体交叉口1、立体交叉口组成立体交叉主要由以下三部分组成。①立交桥：跨越道路的跨路桥或下穿道路的地道桥。②引道：道路与立交桥相接的桥头路。③坡道：道路与立交桥下路面连接的路段。互通式立体交叉如苜蓿叶式立体交叉还有匝道。它是连接上、下两条相交道路的道路。车辆从匝道进入干道的路口为进口，从干道进入匝道的路口为出口。2、类型按交通功能立体交叉可分为分离式和互通式。①分离式立体交叉;无匝道的立体交叉，仅修建立交桥，保证直行交通互不干扰，但不能互相连通。这种立交构造简单，占地少，工程量和投资 少，适用于直行交通量大，转弯车辆少或被限制的路口。①互通式立体交叉：设冇连接上、下相交道路的匝道，可使各路车辆转向。根据车辆互通的完善程度又可分为完全互通式和部分互通式两种。完全互通式立体交叉能保证相交道路上每个方向的车辆行驶到其他方向，但其交通组织复杂，占地大，建设投资多。完全互通式立体交叉类型繁多，有苜蓿叶型、嗽叭型、定向型、迂回型和环型等。苜蓿叶型立体交叉外形美观，占地大，左转车辆须穿过立交桥后沿环形匝道右转270°，绕行距离长，适宜于高速公路或城市外围市郊环路上。喇叭型立体交叉适用于三路口，行车安全便利，占地较少。定向型立体交叉是各方向均设有专用车道，行驶路线短捷、便利，但立交桥多，结构复杂，费用大，主耍用于高速公路上。这种形式的立交有二层、三层和四层之分。迂回型立体交叉是延长左转弯车辆行驶路线的一种类型，左转弯车辆须远引迂回绕行，转弯车辆均须交织行驶，但占地较少。环型立体交叉由平面环形交叉发展而来，是将直行道与环行道交叉，可确保主干道直行方向交通通畅。环型立交占地少，适宜于主干道直行交通量火的多岔路口，但环行道的通行能力有限。当相交干道直行交通量都很大时，可建成三层式或四层式，即上、下两层为直行道，中间层为环行道，供转弯车辆环行。如中国1983年在广州建成的1座四层式环型立体交叉，上、下层为直行车道，屮间两层分别为机动车环行道和自行车环行道。若路口某方向的交通量很少，为限制该方向的交通，或该方向交通仍 作平面交叉处理，则可修建成部分互通式立体交叉。常见类型是菱型(亦称钻石型)立交和部分苜蓿叶型立交。菱型立交占地面积小，构造简单,建设投资少，可保证主干道直行交通畅通，但相交的主干道上尚宥两处平面交叉口。部分苜蓿叶型立交多用于主要的转弯交通流集中在1个或数个象限内的情况，也有占地面积小，建设投资少的优点。其缺点是限制了某个方向或某几个方向上车流转弯。3、立体交叉口设计(1)组成：跨路桥、匝道、外环与内环、入门与出门、加速车道、减速车道、引道。(2)设计：交叉口的交通量很大，采用平面交叉难以解决交通时，为了提高通行能力可以采用；行车速度达80〜120km/h的高速道路与其他道路相交时，为保证行车速度与安全，可以采用立体交叉；干道与铁路相交时采用立体交叉；对于交通和交通安全有特殊要求；交叉出的地形适于修立体交叉时，可以采用。（3）形式：根据立体交叉结构形式不同分为：隧道式和跨路桥式；根据相交道路上行驶的车辆是否能相互转换分为：分离式和互通式。其中，分离式立交，相交道路互不相通，交通分离。主要有铁路与城市道路相交的立交，快速道路与地方性道路（次干路、支路、自行车专用路、步行路）的立交；互通式立交：可以实现相交道路上的交通在立交互相转换。又分为非定向式立交（包括直通式、环形、菱形、梨形、苜蓿叶式等形式）和定向立交两类。 （4）技术：路段设计车速一般80km/h，环形立交的环道设计车速一般为25〜30km/h,匝道25km/h。4、兰州市盘旋路立交构想图1）盘旋路现状盘旋路交叉口是兰州市重要交叉口之一，又东西向东岗西路和南北向天水路交织而形成，交通流量火，其中东岗路为双向六车道，天水路为双向四车道。天水路是兰州市的南北向主干道，东岗路为东西向主干道。盘旋路交叉口是兰州市交通枢纽的重要节点。考虑到远期交通量的急剧增长，现有平面交叉口满足不了其需求，本次课程设计将为盘旋路交叉口设计一个远期立交。盘旋路立交将是市区主干道中最重要的交通枢纽工程之一。它将成为高架系统安全，畅通，快速运行起到了积极作用。用以解决未来的交通拥堵问题。2）立交总体布置根据盘旋路现有平血交叉口形式与周边建筑物，结合交通发展需求及特殊环境的，此次设计的立交总体布置为：第一层为东西向直行地面道路，第二层为南北向直行天水路高架主线。第三层为东岗路高架转向天水路高架的左、右转匝道。第四层为天水路高架转向东岗路的左、右转匝道。3）特点分析该立交特点：1、保证了主车流快速，便捷通过该节点。高架之间通过8条互不干扰的定向匝道连接，南北之间由原来的进门道8车道拓宽为10车道，东 西向由原来的6车道拓宽为8车道，立交整体充分考虑车流特性，能满足远期交通发展的需求。2、该立交占地面积少，拆迁量少，对现有的建筑物变动不大。更好的利用了空间资源，为了节约用地，将左转弯匝道不作迂回转弯，最大化利用了空间资源。3、造型美观，很好的融合于现有的城市道路中。有利于增加城市的人文气息。做到了以人为木，科学发展的战略思想。流线图如图3，盘旋路立交图如图4。4）立交流线图布置图3盘旋路流线图5）盘旋路立交图布置4盘旋路立交图主要参考文献[1]沈建武，吴瑞麟.城市道路与交通.武汉：武汉大学出版社，2006[2]吴国雄，李方.互通式立体交叉设计范例.北京：人民交通出版社，2002[3]徐岳,胡大琳.道路立交的规划与设计.北京：人民交通出版社，1994[4]刘旭吾.互通式立交线形设计与施工.北京：人民交通出版社，1997[5]杨少伟.道路立体交叉规划与设计.北京：人民交通出版社，2000[6]高速公路丛书编委会.髙速公路立交工程.北京：人民交通出版社,2001 [1]罗霞.高速公路立体交叉规划与设计.成都：成都出版社，1992