第五章立體交叉設(shè)計1課件

1、第九章道路立體交叉設(shè)計 第一節(jié)概述一、 立體交叉的設(shè)置條件1、根據(jù)相交道路的等級（1） 高速公路與各類城市道路相交時，必須采用立體交叉；（2）城市快速路與快速路、主干路、鐵路交叉時，必須采用立體交叉； （4） 大城市機場與一般道路相交時，可采用立體交叉。2、根據(jù)交通量的需要 我國城市道路設(shè)計規(guī)范規(guī)定：主干路與主干路相交，當(dāng)進入路口的現(xiàn)況交通量超過4000 6000（輛/小時）（當(dāng)量小客車），相交道路為四車道以上，且對平面交叉口采取改善措施、調(diào)整交通組織均難收效時，可設(shè)置立體交叉。3、考慮地形條件 結(jié)合跨河橋的兩端，擴建橋梁的邊孔，修建主干濱河路的立體交叉。4 道路與鐵路的交叉符合下列條件時采用

2、立體交叉 （1）當(dāng)?shù)匦螚l件困難，采用平面交叉危及行車安全時； （2）城市主干路、次干路與鐵路交叉，在道路交通高峰時間內(nèi)，經(jīng)常發(fā)生一次封閉時間超過15min。二、 立體交叉的組成 1跨線構(gòu)造物 是指立交實現(xiàn)車流空間分離的主體構(gòu)造物，包括設(shè)于地面以上的跨線橋和設(shè)于地面以下的地道。 2 正線 它是組成立交的主體，指相交道路的直行車行道。 3 匝道 它是立交的重要組成部分，是指供上、下相交道路轉(zhuǎn)彎車輛行駛的連接道。 4 出口與入口 由正線駛出進入匝道的道口為出口；由匝道駛?cè)胝€的道口為入口。 5 變速車道 為適應(yīng)車輛變速行駛的需要，在正線右側(cè)的出入口附近設(shè)置的附加車道稱為變速車道。出口端為減速車道，入

3、口端為加速車道。立體交叉的范圍一般是指各相交道路出人口變速車道漸變段頂點以內(nèi)包含的正線與匝道的全部區(qū)域。 第二節(jié) 立體交叉的類型和使用條件 一、按結(jié)構(gòu)物形式分類立體交叉按相交道路結(jié)構(gòu)物形式劃分為上跨式和下穿式兩類： 1.上跨式 這種立交施工方便，造價較低，排水易處理, 但占地大，引道較長，高架橋影響視線和市容。宜用于市區(qū)以外或周圍有高大建筑物處。 2.下穿式 這種立交占地較少，立面易處理，對視線和市容影響小，但施工期較長，造價較高，排水困難。用于市區(qū)較為理想。 二、按交通功能分類按交通功能可劃分為分離式立交和互通式立交兩類： （一）分離式立交 這種類型立交結(jié)構(gòu)簡單，占地少，造價低，但相交道路的

4、車輛不能轉(zhuǎn)彎行駛。只適用于高速路與次要道路之間的交叉。（二）互通式立交 這種立交車輛可轉(zhuǎn)彎行駛，全部或部分消滅了沖突點，各方向行車干擾較小，但立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地多，造價高。 互通式立交主要有三種類型，分別是：部分互通式、完全互通式和環(huán)形立交。 1. 部分互通式立交 相交道路的車流軌跡線之間至少有一個平面沖突點的交叉。部分互通式立交的代表形式主要有：菱形立交和部分苜蓿葉式立交等。 （1）菱形立交: 如圖93所示a) 為三路立交b) 為四路立交（2）部分苜蓿葉式立交 2.完全互通式立交其代表形式有：喇叭形、苜蓿葉形、Y形、X形等。 （1）喇叭形立交 如圖95 （2）苜蓿葉式立交 如圖96所示圖中a

5、)為標準形b)為帶集散車道形 （3）子葉式立交 如圖97所示只需一座構(gòu)造物，造型美觀，造價較低。 （4）Y形立交 a)為定向Y形b)為半定向Y形，右下圖為三層式（5）X形交叉 如圖99所示3.環(huán)形立交 相交道路的車流軌跡線因匝道數(shù)不足而共同使用，且有交織路段的交叉，如圖910所示 其中 a)為三路環(huán)形立交b)為四路環(huán)形立交c)為多路環(huán)形立交第三節(jié) 立體交叉的布置規(guī)劃與設(shè)計一、立交的選型 （一）立體交叉形式的選型原則 1選型取決于相交道路的性質(zhì)、任務(wù)和遠景交通規(guī)劃，設(shè)計小時交通流量、流向等多方面因素。 2選型必須與當(dāng)?shù)貤l件相適應(yīng)，選型時要充分考慮地區(qū)規(guī)劃，結(jié)合地形、地質(zhì)條件，可能提供的用地范圍，

6、周圍建及設(shè)施分布狀況等條件，因地制宜地布置匝道。 3選型要注意遠近期結(jié)合，全面考慮。即要考慮近期交通要求，減少投資費用，又要考慮遠期交通發(fā)展的需要。 4. 選型和匝道布設(shè)要注意分清主次，首先應(yīng)滿足主要道路的交通要求，然后考慮次要道路，處理好相交道路的關(guān)系。選型要與路線、構(gòu)造物設(shè)計、總體布局及環(huán)境相配合。 5立體交叉匝道口處機動車與非機動車互相干擾、造成交通阻塞、影響正常運行時用機動車與非機動車分行的立體交叉。 6應(yīng)根據(jù)具體情況綜合分析，進行技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境效益的比較后確定。（二） 立交形式選擇的步驟和要點1、初定立交的基本形式 首先選擇立交的總體布局，如上跨式或下穿式，完全互通式或部分互通式，

7、二層式、三層式或四層式，機動車與非機動車分行或混行，是否考慮行人交通，是否收費等，在此基礎(chǔ)上進一步選擇立交的基本形式。 項目立交 形式計算行車速（km/h）交叉口總通行能力占地面積（公頃）相交道路等級及交叉口情況直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)定向形立交80-10070-8070-8013000-150008.5-12.51、高速公路相互交叉；2、高速公路與市郊快速路相交。 苜蓿葉式立交60-8030-4030-409000-130007.0-9.01、高速公路相互交叉；2、高速公路與快速路，主干路相交；3、用地允許的市區(qū)主要交叉口。部分苜蓿葉式立交30-8025-3530-406000-80003.5-5.01

8、、高速公路與快速路、主干路相交；2、苜蓿葉式立交的前期工程菱形立交30-8025-3525-355000-70002.5-3.5 1、高速公路與次要公路相交； 2、快速路與主干路相交。三、四層式環(huán)行立交60-8025-3525-357000-100004.0-4.51、快速路相互交叉；2、市區(qū)交叉口；3、高等級公路與次要道路相交。喇叭形立交60-8030-4030-406000-80003.5-4.51、高速公路與快速路相交；2、高等級公路相互交叉；3、用地允許的市區(qū)交叉口。三路環(huán)行立交60-8025-3525-355000-70002.5-3.01、高等級公路相互交叉；2、市區(qū)T形、Y形交叉

9、口；三路子葉式立交60-8025-3525-355000-70003.0-4.01、高等級公路相互交叉；2、苜蓿葉式立交的前期工程。三路定向形立交80-10070-8070-808000-110006.0-7.01、高速公路相互交叉；2、地形適宜的雙向分離式道路相交。對公路立交在確定基本形式時，應(yīng)根據(jù)各方面的交通量，結(jié)合地形、地物、當(dāng)?shù)亟煌l件綜合考慮而定，并注意以下幾點：（1）直行和轉(zhuǎn)彎交通量均大，相交道路的計算行車速度較高并要求用較高的速度集散時，可采用定向式或半定向式立交。（2）相交道路等級相差較大，且轉(zhuǎn)彎交通量不大時，可用菱形、部分苜蓿葉形或喇叭形。（3）不設(shè)收費站的高速公路、一級公路

10、相交時，可用苜蓿葉式。但其規(guī)模和用地較大，且應(yīng)設(shè)置集散車道以減少交通堵塞和交通事故。（4） 苜蓿葉式的環(huán)圈式匝道以單車道為宜。若交通量接近或大于單車道通行能力，則應(yīng)采用半定向或定向匝道。2、 立交幾何形狀及結(jié)構(gòu)的選擇立交的幾何形狀及結(jié)構(gòu)對行車速度、運行時間、行車視距、視野范圍、服務(wù)水平及通行能力等影響較大。在基本形式的基礎(chǔ)上，通過仔細研究，對立交的總體結(jié)構(gòu)進行安排，并合理布置匝道。3、立交方案的比較有時要有幾個立交方案可供選擇，要經(jīng)過多方案的技術(shù)、經(jīng)濟比較，以選擇出滿足交通功能要求、適合現(xiàn)場條件、工程量小、投資省的最佳立交方案。最優(yōu)立交方案占地面積匝道長度路面面積橋梁長度路基土石方工程平曲線半

11、徑豎曲線半徑縱面坡度及坡長拆遷數(shù)量建筑高度線形質(zhì)量投資回收期內(nèi)部收益率工程造價交通功能沖突系數(shù)交織系數(shù)行程時間行程速度燃油消耗安全系數(shù)通行能力飽和度技術(shù)指標功能指標經(jīng)濟指標環(huán)境指標管理指標整體性能綠 化 系 統(tǒng)社 會 反 映對原社區(qū)分割程度與周圍景觀協(xié)調(diào)與開發(fā)沿線設(shè)施布置合理性收 費 站 個 數(shù) 收 費 車 道 數(shù) 立 交 復(fù) 雜 性施 工 難 易 度分 期 建適應(yīng)性效益成本比（三）立交的間距 確定互通式立交間距時，主要應(yīng)考慮以下影響因素： 1 能均勻地分散交通 2 能滿足交織路段長度的要求 3 滿足標志和信號布置的需要 4 駕駛員操作順適的要求城市道路上互通式立交的間距一般比公路小，且與正線

12、計算行車速度有關(guān)，如下所示： 正線計算行車速（km/h） 最小間距（km） 80 1.0 60 0.9 40 0.8二、立體交叉的設(shè)計資料和設(shè)計步驟（一）設(shè)計資料在立體交叉設(shè)計之前，應(yīng)收集下列所需設(shè)計資料： 自然資料 測繪立交范圍內(nèi)的1：5001：2000地形圖，詳細標注建筑物的建筑線、種類、層高、地上及地下各種桿柱和管線；調(diào)查并收集用地發(fā)展規(guī)劃，水文、地質(zhì)、土壤、氣候條件資料；收集附近的國家控制點和水準點等。2 交通資料 收集各轉(zhuǎn)彎及直行交通量，交通組成；推算遠景交通量；繪制交通量流量及流向圖；調(diào)查非機動車和行人流量等。3 道路資料 調(diào)查相交道路的等級、平縱面線形、橫斷面形式及尺寸；相交角度

13、、控制坐標和標高；路面類型及厚度等。4 排水資料 收集立交所在區(qū)域的排水規(guī)劃及現(xiàn)狀；各管渠位置、埋深和尺寸。5 文書資料 收集設(shè)計任務(wù)書及有關(guān)文件等。6 其它資料 調(diào)查取土、棄土和材料的來源；施工單位、季節(jié)、工期和交通組織與安全。（二）設(shè)計步驟1 初擬設(shè)計方案 根據(jù)交通量和地形條件，在地形圖上或其上覆蓋的透明紙上勾繪出各種可能的立交方案。2 確定比較方案 對初擬方案進行分析，應(yīng)考慮線形是否順適，技術(shù)指標能否滿足，各層間能否跨越，拆遷是否合理等，從中選出24個方案進行進一步的比較。3 確定推薦方案 在地形圖上按比例繪出各比較方案，完成初步平縱設(shè)計和概略工程量計算，做出各方案的比較表，全面比較后確

14、定推薦方案，一般12個。4 確定采用方案 對推薦方案視需要做出模型或透視圖，征詢有關(guān)方面的意見，最后定出采用方案。5 詳細測量 對采用方案實地放線并詳細測量，進一步收集技術(shù)設(shè)計所需的全部資料。6 技術(shù)設(shè)計 完成全部施工圖和工程預(yù)算。以上14步為初步設(shè)計階段，56步為施工圖設(shè)計階段。（三）、匝道的基本形式 匝道的形式多種多樣，按匝道與相交道路的關(guān)系，分為右轉(zhuǎn)匝道和左轉(zhuǎn)匝道兩大類。.右轉(zhuǎn)匝道 2 左轉(zhuǎn)匝道 按匝道與相交道路的關(guān)系，左轉(zhuǎn)匝道又可分為以下幾種基本形式。（1）直接式（又稱定向式或左出左進式） 優(yōu)點是匝道長度最短，可降低營運費用；沒有反向迂回運行，自然順暢；可適應(yīng)較高車速。（2）半直接式（

15、又稱半定向式匝道） 按車輛由相交道路的進出方式可分為三種基本形式。左出右進式右出左進式 右出右進式 （3）間接式（又稱環(huán)圈式） 環(huán)圈式匝道為苜蓿葉式和喇叭式立交的標準組成部分。圖中a)為常用的基本形式，當(dāng)苜蓿葉式立交設(shè)有集散道路時，可用其余三種形式。城市立交匝道計算行車速度(km/h)相交道路計算行車速度(km/h)主線計算行車速度(km/h)相交道路計算行車速度（km/h）主線計算行車速度12080605040120806050408060405040/50/403035253020/60504045354030/40/302030202520(四) 匝道計算行車速度匝道計算行車速度一般為相

16、應(yīng)路段計算行車速度的0.50.6倍 (五) 匝道的平面 1.匝道平曲線半徑 匝道平面線形中，直線與圓曲線或大半徑圓曲線與小半徑圓曲線之間應(yīng)設(shè)緩和曲線。緩和曲線采用回旋曲線。 (五) 匝道的縱斷面 1.匝道橫斷面 匝道橫斷面由車道、路緣帶、硬路肩和土路肩（城市道路不設(shè)）組成，對向分離雙車道匝道還包括中央分隔帶。匝道橫斷面布置形式如圖925所示。 (六) 匝道橫斷面及加寬 2.匝道圓曲線的加寬值 匝道圓曲線的加寬值，應(yīng)根據(jù)圓曲線半徑按下表所示數(shù)值采用。匝道圓曲線的加寬值圓曲線半徑(m)單向單車道匝道7258724858424836423236293227292527232521231521/單向雙

17、車道或雙向雙車道匝道47434739433639333631.33293127292627252624252324222321221521加寬值（m）00.250.500.751.001.251.501.752.002.252.502.753003.253.75 (七) 匝道的超高及其過渡 1.超高值 匝道上的圓曲線應(yīng)根據(jù)規(guī)定設(shè)置必要的超高，超高值按表選用。當(dāng)圓曲線半徑大于表所列值時，可不設(shè)超高。 2.超高過渡段 匝道上超高過渡段長度應(yīng)根據(jù)計算行車速度、橫斷面類型、旋轉(zhuǎn)軸的位置以及超高漸變率等因素確定。超高過渡段計算公式與正線相同。匝道圓曲線的超高匝道計算行車速度(km/h)圓曲線半徑（m）8

18、0280以下28033033038038045045054054067067087087012401240以上60140以下140180180220220270270330330420420560560800800以上5090以下90120120160160200200240240310310410410590590以上4050以下5070709090130130160160210210280280400400以上3540以下40505060609090110110140140220220280280以上30/30以下30404060608080110110150150220220以上超高（%

19、）9108978675645432 不設(shè)超高的圓曲線半徑（m）匝道計算行車速度（km/h）806050403530路拱坡度（%）1.52500150010006005003502.0350020001300800650500 3.超高設(shè)置方式 超高設(shè)置方式與正線相同，即采用以行車道中心旋轉(zhuǎn)或以中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)兩種。超高過渡段設(shè)置方法視匝道平面線形而定，有緩和曲線時，超高過渡在回旋線的全長內(nèi)進行；對低等級道路的匝道，當(dāng)無緩和曲線時，可將所需過渡段長度的1/31/2設(shè)在圓曲線上，其余設(shè)在直線上；兩園曲線徑相連接時，可將過渡段的各半分別置于兩圓弧內(nèi)。 (八) 匝道的視距 1 停車視距 單向單車道匝

20、道主要滿足停車視距；單向雙車道可快、慢車分道行駛，無需考慮超車視距；雙向雙車道一般應(yīng)設(shè)中間隔離設(shè)施，也不存在會車和超車問題，所以，匝道全長只需滿足停車視距的要求。匝道停車視距如表912，積雪冰凍地區(qū)應(yīng)大于括號內(nèi)數(shù)值。 2 識別視距 分流點之前正線上的識別視距應(yīng)大于1.25倍的正線停車視距，有條件時宜按表913所列數(shù)值選用。匝道停車視距匝道計算行車速度(km/h)806050403530停車視距(m)110(135)75（100）65(70)453530識別視距 正線計算行車速度(km/h)120100806040識別視距（m）350460290380230300170240130180第五節(jié)

21、端部設(shè)計 端部是指匝道兩端分別與正線相連接的道口，它包括出入口、變速車道及輔助車道等。兩端的道口與中間部分匝道共同組成一條完整的匝道。從主線出入的道口都應(yīng)是自由流暢式的，而次線上的道口有時則是信號控制式的。 一、出口與入口設(shè)計1、匝道端部出入口設(shè)計要點(1)立交樞紐匝道的出入口，應(yīng)設(shè)置在主線行車道右側(cè)。除特殊情況或在相交次要道路且其出入口交通量較小的條件下才可設(shè)置在次要道路左側(cè)。 (2)出人口端部位置應(yīng)明顯及易于識別。 1）一般情況宜將出口設(shè)置在跨線橋等構(gòu)造物前，困難地段可把變速車道大部設(shè)置在跨線橋前。當(dāng)設(shè)置在跨線橋后時，則距跨線橋距離宜大于150m。 2）一般情況宜將出口設(shè)置在凸形豎曲線上坡

22、道上。當(dāng)設(shè)置在凸形豎曲線下坡道處，應(yīng)將凸形豎曲線設(shè)置得長些，以增大視距，使駕駛員能看清出口端部變速車道漸變段的起點和匝道上曲線的方向。 3）入口端部宜沒在主線下坡路段，以便于重型車輛利用下坡加速，并在入口端點應(yīng)保持充分的視距，以便匝道上匯流車輛能調(diào)整車速匯入主線車流間隙中。4)駛出匝道出口端部，在減速車道終點，應(yīng)設(shè)置一條緩和曲線，使分流點處具有較大的曲率半徑，并使曲率變化適應(yīng)行駛速度的變化，如圖615示。分流點曲率半徑與回旋線參數(shù)規(guī)定如表616列值。 (3)一級立交主線與駛出匝道的出口分流點處，當(dāng)需給誤行車輛提供返回余地時，行車道邊緣宜加寬一定份量值，并用圓弧連接主線和匝道路面的邊緣。偏量值及

23、鼻端半徑下面表。高架結(jié)構(gòu)段可不設(shè)偏移加寬。 楔形端端部后的過渡長度Zl、Z2根據(jù)下面的表的漸變率計算。 匝道出入口之間最小凈距數(shù)值除按表617采用外，還應(yīng)考慮以下各項： 1）干道的駛出或駛?cè)刖o挨著的情況(圖616b)應(yīng)考慮變速道長度及標志之間距離，根據(jù)所需距離最長的條件取用。（4）立交范圍內(nèi)相鄰匝道出入口之間的最小凈距見表6172）駛?cè)氲那懊嬗旭偝龅那闆r(圖616d)應(yīng)根據(jù)交織的交通量計算其交織所需長度，并取其長者來決定距離采用值。2單車道出入口 單車道出入口分單車道直接式出入口(圖617、圖619)和單車道平行式出入口(圖618、圖620)二類。 3多車道出入口 多車道出人口除和單車道出入口

24、一樣根據(jù)形式分兩類外，更重要的是以功能分類。一種是按出入口進行設(shè)計，適應(yīng)于互通式立交匝道的出入口設(shè)計；另一種按主要岔口分流合流進行設(shè)計，適應(yīng)于高等級道路起、訖點處立交樞紐的定向匝道出人口設(shè)計。 (1)按出入口形式設(shè)計 雙車道直接式出入口，布置形式和單車道一樣，第二條變速車通加在第一條變速車道右側(cè)，按經(jīng)驗內(nèi)側(cè)車道加速段長是單車道規(guī)定位的80(圖621、圖622)。雙車道平行式出入口，布置形式和單車道一樣，第二條車道加在第一條車道右側(cè)，右側(cè)變速車道較左側(cè)第一車道短一漸變段長度(圖623、圖6-24)。 (2)按增設(shè)輔助車道的雙車道出入口設(shè)計 一般位于立交樞紐的定向匝道，當(dāng)出入口交通量很大時，雙車道

25、出入口必須在下行方向按車道數(shù)平衡、基本車道數(shù)連續(xù)這兩條原則，增設(shè)輔助車道(見圖625圖628)。(3)按“主要岔口”分流、合流形式設(shè)計 樞紐型立交處，為能在與主線車速基本相同行駛條件下實現(xiàn)大交通量的分、合流和路線的轉(zhuǎn)換，道路分岔端部須按“分岔”力式保證主線基本車道數(shù)連續(xù)和主線車道數(shù)的平行，必要時增設(shè)輔助車道。典型的雙車道岔口分流、合流端部設(shè)計見圖6-29。其中，相對較次要分岔流向應(yīng)靠右側(cè)進出。高速公路或城市快速路在起訖點處一般分成兩條定向多車道，與類似高等級道路相銜接。大交通量的分、合流或路線間交通流轉(zhuǎn)換期間車速基本保持不變。多車道岔口分流、合流端部可按圖630所示方式對主線進行分岔。 特大型

26、互通式立交樞紐的“主要岔口”除了按車道數(shù)平衡原則進行設(shè)計外，還應(yīng)按樹枝狀分岔，以每兩個流向分別進行分流、合流設(shè)計(圖6-31)。二、 變速車道設(shè)計變速車道包括減速車道和加速車道：車輛由正線駛?cè)朐训罆r減速所需的附加車道稱為減速車道；車輛從匝道駛?cè)胝€時加速所需的附加車道稱為加速車道。1 變速車道的形式（如下圖所示） 一般分為直接式與平行式兩種。 （1）平行式 是在正線外側(cè)平行增設(shè)的一條附加車道。其特點是車道劃分明確，行車容易辨認，但車輛行駛軌跡呈反向曲線對行車不利。原則上加速車道采用平行式，加速車道較長，平行式容易布置。平行式變速車道端部應(yīng)設(shè)漸變段與正線連接。（2）直接式 不設(shè)平行路段，由正線斜

27、向漸變加寬，形成一條與匝道連接的附加車道。其特點是線形平順并與行車軌跡吻合，對行車有利，但起點不易識別。原則上減速車道采用直接式。另外，加速車道較短或雙車道的變速車道宜采用直接式。2 變速車道的橫斷面變速車道橫斷面的組成與單車道匝道基本相同，是由行車道、路肩和路緣帶組成的，各組成部分寬度如圖929所示。城市道路可不設(shè)右路肩，但應(yīng)保留路緣帶。2、變速車道的長度 變速車道長度為加速或減速車道長度與漸變段長度之和，如圖930所示。 （1） 加、減速車道長度 式中：V1正線平均行駛速度 (km/h)； V2匝道平均行駛速度 (km/h)； a汽車平均加（減）速度 (m/s2)， 加速時a = 0.81.2 m/s2；減速時a = 23 m/s2。 平坡時加、減速車道長度可按表916查用，并根據(jù) 正線縱坡度大小，按表917系數(shù)修正。（2）漸變段 平行式變速車道漸變段的長度不應(yīng)小于 表91