道路勘測設計 主講 何佼龍 中南林業科技大學 第八章道路平面交叉口設計 設計任務 正確選擇交叉口形式 確定各部分的幾何尺寸 交通組織設計 驗算視距 保證安全 立面設計 布置排水 本章主要內容 4次課 一 交叉口設計的概述二 交叉口的交通組織設計三 交叉口的視距與轉彎設計四 平面交叉口的拓寬設計五 環形交叉口的設計六 交叉口立面設計七 平面交叉口的設計步驟 第一節交叉口設計概述 交叉口的基本要求和內容交叉口的交通分析交叉口的類型及其適用范圍交叉口的設計依據 一 交叉口設計的基本內容和要求 道路與道路 或鐵路 在同一平面上相交的地方稱為平面交叉 又稱為交叉口 在道路網中 各種道路縱橫交錯 必然會形成很多交叉口 交叉口是道路系統的重要組成部分 是道路交通的咽喉 相交道路的各種車輛和行人都要在交叉口匯集 通過和轉換方向 由于交叉口車多 人多以及車輛和車輛之間 車輛和過街行人間 特別是機動車和非機動車之間的搶道 相互干擾 不但會降低車速 阻礙交通 而且也容易發生交通事故 據國內外交通事故統計資料表明 約有35 59 的交通事故是發生在交叉口上 因此 如何正確設計交叉口 合理組織交通 對于提高交叉口的通行能力 避免交通堵塞 減少交通事故 都具有重要的意義 交叉口設計的基本要求保證車輛與行人在交叉口能以最短的時間順利通過 使交叉口的通行能力能與各條道路的通行能力相適應 正確交叉口立面設計 保證轉彎車輛的行車穩定 交叉口的設計要滿足排水的要求 交叉口設計的主要內容1 選擇交叉口的形式 確定各組成部分的幾何尺寸 2 合理布置各種交通設施 3 驗算交叉口行車視距 保證安全通視條件 4 交叉口立面設計 布置雨水口和排水管道 5 結構設計 二 交叉口的交通分析 交錯點的種類進出交叉口的車輛 由于行駛方向的不同 車輛與車輛之間的交錯方式也不相同 可能產生的交錯點也不一樣 分流點 同一行駛的車輛向不同方向分離行駛的地點稱為分流點 合流點 來自不同行駛方向的車輛以較小的角度 向同一方向匯合行駛的地點稱為合流點 沖突點 來自不同行駛方向的車輛以較大的角度相互交叉的地點稱為沖突點 上述三類交錯點都存在相互尾撞 擠撞 或碰撞的可能性 是影響交叉口行車速度 通行能力和發生交通事故的主要原因 其中沖突點對交通的干擾和行車的安全影響最大 其次是合流點 再次是分流點 因此 在交叉口設計時 應采取措施盡可能消滅沖突點 減少合流點 交叉口的交通特征有下列幾種情況 1 車輛 行人在交叉口轉換方向2 機動車 非機動車和行人之間有交叉 匯合 沖突 交織 3 車速變化很大4 通行能力受限制其中 沖突點的存在是交叉口最大的問題 產生沖突點最多的是左轉彎車輛 交叉口設計的最終目的 取消或減少沖突點和增加通行的能力 圖8 1 減少或消滅沖突點的方法實行交通管制 在交叉口設置交通信號燈或由交通警察指揮 使發生沖突的車流從通行時間上錯開 如四路交叉口實行交通管制后 沖突點由16個減至2個 分流點與合流點分別由8個減至4個 若禁止車流左轉彎 便可完全消滅沖突點 采用渠化交通 在交叉口內合理布置交通島 交通標志和標線 或增設車道等 引導各方向車流沿固定路徑行駛 以減少車輛之間的相互干擾 如環形平面交叉可消滅沖突點 修建立體交叉 將相互沖突的車流從空間上分開 使其互不干擾 這是解決交叉口交通問題最徹底的辦法 也就是說 消除或減少沖突點和增加通行能力的方法1 立交 空間上分開2 信號燈 時間上分開3 渠化 環交 分隔 三 交叉口的類型及其適用范圍 平面交叉口的形式 取決于道路網的規劃 交叉口用地及其周圍的地形 地物情況 以及交通量 交通性質和交通組織 常見的交叉口形式有 十 字型 T 字型 Y 字型 X 字型 錯位交叉和道路交叉等六種 這些交叉口在平面上的幾何圖形 由規劃道路網和街坊建筑的形狀所決定 一般不易改變 但在具體設計中 常因交通量 交通性質以及不同的交通組織方式 把交叉口設計成各具特點的形式 可歸納為如下四類 1 加鋪轉角式如圖8 2所示 交叉口用適當半徑的圓曲線平順連接相交道路 此類交叉口形式簡單 占地少 造價低 設計方便 但行車速度低 通行能力小 只適用于交通量小 車速低 轉彎車輛少的三 四級公路或地方道路 設計時主要解決合適的轉角曲線半徑和足夠的視距問題 圖8 2 2 分道轉彎式如圖8 3所示 通過設置導流島 劃分車道等措施 使單向右轉或雙向左 右轉車流以較大半徑分道行駛的平面交叉 此類交叉口轉彎車輛 尤其是右轉彎車輛行駛速度和通行能力都較高 適用于車速較高 轉彎車輛較多的一般道路 設計時主要解決分道轉彎半徑 保證足夠的視距和滿足導流島端部半徑的要求 圖8 3 3 擴寬路口式如圖8 4所示 為使轉彎車輛不影響其它車輛的正常行駛 在交叉口連接部增設變速車道和轉彎車道的平面交叉 此類交叉口可減少轉彎車輛對直行車輛的干擾 車速較高 事故率低 通行能力大 但占地多 投資較大 適用于交通量大 轉彎車輛較多的二級公路和城市主干路 設計時主要解決拓寬的車道數 同時也應滿足視距和轉角曲線半徑的要求 圖8 4 4 環形交叉 俗稱轉盤 如圖8 5所示 在交叉口中央設置中心島 用環道組織渠化交通 使進入環道的所有車輛一律按逆時針方向繞島單向行駛 直至所要去的路口的平面交叉 環形交叉口的優點是 駛入交叉口的各種車輛可連續不斷地單向行駛 沒有停滯 減少了車輛在交叉口的延誤時間 環道上消滅了沖突點 只有分流點與合流點 提高了行車的安全性 交通組織簡便 不需信號管制 對多路交叉和畸形交叉 用環形交叉更為有利 中心島綠化可美化環境 圖8 5 環形交叉口的缺點是 占地面積大 城區改建困難 一般造價高于其它平面交叉口 增加了車輛的繞行距離 特別是左轉彎車輛 當多條道路相交 通過交叉口的交通量總數為500 3000輛 小時 且地形平坦時可考慮采用 但下列情況一般不宜采用 快速道路 交通量大的干線道路 有大量非機動車和行人交通的道路 橋頭引道等 另外 按規劃需要修建立體交叉處 近期可考慮采用環形平面交叉作為過渡形式 對于環形交叉口 設計時主要解決中心島的形狀和半徑 環道的布置和寬度 進出口曲線半徑和視距要求等問題 四 交叉口的設計依據 1 交叉口的設計速度2 設計車倆3 規劃交通量4 通行能力 1 交叉口的計算行車速度 交叉口的計算行車速度與路段的計算行車速度密切相關 二者速差大時會因減速過大而影響行車安全 對于車輛 行人較多的交叉口 當速差小而路段車速又高時 仍有行車危險 因此 確定交叉口的計算行車速度要格外慎重 主要根據以下原則 交叉口范圍內直行交通的計算行車速度 原則上應與路段計算行車速度相同 若受限制必須降低車速時 與路段速度之差不應大于20km h 轉彎交通的計算行車速度 應適當降低 或按變速行駛需要而定 交叉范圍車輛變速的加速度與減速度如表8 2所示 對于城市道路 我國 城規 規定 交叉口內的計算行車速度應按各級道路計算行車速度的0 5 0 7倍計算 直行車取大值 轉彎車取小值 第二節交叉口的交通組織設計 一 車輛交通組織方法二 行人及非機動車交通組織 一 車輛交通組織方法 交叉口的通行能力小 車速低 行車安全性差 因此車輛交通組織的目的就是保證交叉口上車輛行駛安全 暢通 盡可能提高交叉口的通行能力 歸納起來就是 正確組織不同去向的車流 設置必須的車道數 合理布置交通島 交通信號燈及地面各種交通標志等 使車輛在交叉口能按渠化交通的原則組織起來 順序通過交叉口 交叉口車輛交通組織的方法有以下幾種 一 設置專用車道組織不同車種和不同行駛方向的車輛在各自的車道上分道行駛 互不干擾 如圖8 6所示 根據行車道寬度和左轉 直行 右轉車輛的交通量大小可作出多種組合的車道 a 左轉 直行 右轉車輛組成均勻 各設一專用車道 b 直行車輛很多且左轉 右轉車輛也有一定數量時 設二條直行車道和左 右轉各一條車道 c 左轉車多而右轉車少時 設一條左轉車道 直行和右轉車共用一條車道 d 左轉車少而右轉車多時 設一條右轉車道 直行和左轉車共用一條車道 e 左轉和右轉車輛都減少時 分別與直行車合用車道 f 行車道寬度較窄 不設專用車道 只劃快 慢車分道線 g 行車道寬度很窄時 快 慢車也不劃分 圖8 6 a 左轉 直行 右轉車輛組成均勻 各設一專用車道 b 直行車輛很多且左轉 右轉車輛也有一定數量時 設二條直行車道和左 右轉各一條車道 c 左轉車多而右轉車少時 設一條左轉車道 直行和右轉車共用一條車道 d 左轉車少而右轉車多時 設一條右轉車道 直行和左轉車共用一條車道 e 左轉和右轉車輛都減少時 分別與直行車合用車道 f 行車道寬度較窄 不設專用車道 只劃快 慢車分道線 g 行車道寬度很窄時 快 慢車也不劃分 二 左轉彎車輛的交通組織左轉彎車輛是引起交叉口車流沖突點增多的主要原因 合理地組織左轉彎車輛的交通 是保證交通安全 提高交叉口通行能力的有效方法 左轉彎車輛的交通組織方法主要有以下幾種 設置專用左轉車道 如圖8 6abc所示 設置專用左轉車道后可避免阻礙直行車輛的通行 左轉車輛必須在左轉車道上等待開放或尋機通過 實行交通管制 通過信號燈控制或交通警察手勢指揮 在規定時間內不準左轉 變左轉為右轉 1 環形交通 如圖8 7a所示 利用環道 車輛逆時針單向交通 變左轉為右轉 2 街坊繞行 如圖8 7b所示 使左轉車輛環繞鄰近街坊道路右行以實現左轉 三 組織渠化交通在車道上劃線 或用綠帶和交通島來分隔車流 使各種不同類型和不同速度的車輛能象渠道內的水流那樣 沿規定的方向互不干擾地行駛 這種交通稱為渠化交通 渠化交通的具體做法渠化交通的主要作用是保證行車安全 具體表現在 1 利用分車線或分隔帶 交通島等 如圖8 8a所示 把不同方向和速度的車輛劃分車道行駛 使司機或行人很容易看清互相行駛的方向 避免車輛相互侵占車道 因而可減少車輛相互碰撞的機會 增加行車安全 2 如圖8 8bc所示 利用交通島的布置 限制車輛行駛方向 使斜交對沖車流為直角交叉或銳角交叉 3 如圖8 8de所示 利用交通島的布置 限制車道寬度 控制車速 防止超車 4 可利用設置的交通島或分隔帶 設置各種交通標志 并可作為行人過街時避讓車輛的安全島 5 如圖8 8f所示 在交通量大 車速較高的交叉口 還需要考慮設置變速車道和候駛車道 以利左轉彎車輛轉向行駛和變速行駛的需要 圖8 8 交通島在渠化交通中 最常用的是高出路面的交通島 按其作用不同可分為方向島 分隔島 中心島和安全島等 1 方向島 導向島 用以指引行車方向 它在渠化交通中起著很大的作用 許多復雜的交叉口 往往只需用幾個簡單的方向島 就能組織好交通 減少或消滅沖突點 方向島還可用于約束車道 使車輛減速轉彎 保證行車安全 2 分隔島 是用來分隔機動車和非機動車 快速車和慢速車 以及對向行駛的車流 保證行車速度和交通安全的長條形交通島 有時也可在路面上劃線來代替分隔島 3 中心島 是設在交叉口中央 用來組織左轉彎車輛和分隔對向車流的交通島 4 安全島 供行人過街時避讓車輛之用 在寬闊 交通繁忙的街道上 宜在人行橫道線中央設置安全島 以保證行人過街的安全 交通島的形狀與尺寸交通島的形狀為直線與圓曲線的組合圖形 導流用的交通島 指方向島 分隔島 的要素如圖8 9所示 其最小尺寸規定如表8 3 表8 4和表8 5 各種交通島的面積在城區不小于5m2 其它地區不小于7m2 用緣石標界的交通島一般高出路面15 25cm 有行人通過時12 15cm 圖8 9 四 調整交通組織當舊城區道路改建困難時 可采取改變交通路線 限制車輛行駛 控制行駛方向 組織單向交通 以及適當封閉一些主要干道上的支路等措施 減少或簡化交叉口的交通 以提高整個道路網的通行能力 五 實行信號管制采用自動控制的交通信號指揮系統 提高行車速度和通行能力 二 行人及非機動車交通組織 公路設計中往往不考慮行人和非機動車交通 但對城市道路因大量行人和非機動車的存在 合理組織行人和非機動車交通 是消除交叉口交通堵塞 保證交通安全的最有效方法 一 行人交通組織行人交通組織的主要任務是組織行人在人行道上行走 在人行橫道線上安全過街 使人 車分離 干擾最小 人行道人行道通常布置在車行道兩側 在交叉口處相鄰道路的人行道互相連通 并應將轉角處人行道加寬 以適應人流集中轉向的需要 交叉口處人行道的寬度原則上不小于路段人行道的寬度 同時還應為過街行人提供等待場地 若因設置附加車道不得已壓縮人行道時 應根據人流量決定最小寬度 當采用人行天橋或人行地道時 人行道寬度還應考慮梯道或坡道出人口的寬度 在人行道上除了必要的道路標志 交通信號 照明及欄桿等外 不允許布置其它設施 以保證人行道的有效寬度滿足要求 人行橫道為使行人安全 有序地橫穿車行道 應在交叉口設置人行橫道 人行橫道兩端應設置信號燈 人行道和人行橫道相互連接 共同組成 步行道網 應保證行人能到達任何地點 人行橫道應設置在駕駛員容易看清的位置 標線應醒目 人行橫道可布置在交叉口人行道的延續方向后退4 5m的地方 如圖8 10a所示 當轉角半徑較大時可將人行橫道設在圓弧段內 如圖8 10b所示 原則上人行橫道應垂直于道路設置 這樣可使行人過街距離最短 但如道路斜交時 人行橫道可與相交道路平行 如圖8 10c所示 T型和Y型交叉口的人行橫道可按圖8 10de設置 人行橫道的寬度主要取決于過街人流量的大小 一般應比路段人行道寬些 其最小寬度為4m 當過街人流量較大時 可適當加寬 但不宜超過8m 圖8 10 人行橫道的長度應有所限制 當一次橫穿距離較長時 會使過街行人思想緊張 會感到很不安全 因此 作出如下規定 當機動車車道數大于或等于6條 或人行橫道長度大于30m時 應在道路中線附近設置安全島 其寬度不小于1m 在設置信號燈控制或設置停車標志的交叉口 應在路面上標繪停車線 指明停車位置 當有人行橫道時 停車線應布置在人行橫道線后至少1m處 如圖8 10所示 并應與人行道平行 對無人行橫道的交叉口 停車線應盡量靠近交叉口 以減少交叉口的范圍 提供通行能力 但不得影響相交道路的交通人行地道與人行天橋當交叉口寬闊 人流量多 車流量大且車速高時 可考慮設置人行地道或人行天橋 這是解決行人交通安全最徹底 最有效的辦法 二 非機動車交通組織在交叉路口 非機動車道通常布置在機動車道與人行道之間 當車流量不大時 非機動車隨機動車按交通規則在右側行駛 不設分離設施 當車流量較大時 可采用分隔帶或墩將機動車與非機動車分離行駛 減少相互干擾 上述兩種情況 非機動車的交通組織與機動車共同考慮 當車流量很大 機動車與非機動車之間干擾十分嚴重時 可考慮采用立體非機動車交通組織形式 并與人行天橋或人行地道一起考慮 一般行人宜用梯道型升降方式 非機動車應采用坡道型 當因地形或其它原因受限制時 可采用梯道帶坡道的混合型升降方式 第三節交叉口的視距與轉彎設計 一 交叉口的視距 一 視距三角形為了保證交叉口上行車安全 駕駛員在進入交叉口前的一段距離內 應能看到相交道路上的行車情況 以便能及時采取措施順利駛過或安全停車 這段必要的距離應該大于或等于停車視距ST 如圖8 11所示 由相交道路上的停車視距所構成的三角形稱為視距三角形 在其范圍內不能有任何阻擋駕駛員視線的障礙物 視距三角形繪制的方法與步驟為 圖8 11 直行道路最靠右側第一條直行車道的軸線與相交道路最靠中心線的一條左轉車道的軸線所構成構成的交叉點為最危險的沖突點 1 確定停車視距ST停車視距可用前述計算公式計算 或根據相交道路的計算行車速度查表8 6確定 一般應采用表8 6中的一般值 當受地形 地物等條件限制時 也可采用表中低限值 但必須采取設置限速標志等措施 2 找出行車最危險的沖突點對于不同形式的交叉口 其最危險沖突點的找法不盡相同 對于十字型交叉口 如圖8 11a所示 最靠右側第一條直行機動車道的軸線與相交道路最靠中心線的第一條直行車道的軸線所構成的交叉點為最危險的沖突點 對于T型或Y型交叉口 如圖8 11b所示 直行道路最靠右側第一條直行車道的軸線與相交道路最靠中心線的一條左轉車道的軸線所構成構成的交叉點為最危險的沖突點 表8 6停車視距 3 從最危險的沖突點向后沿行車軌跡線各量取停車視距ST 4 連接末端構成視距三角形 二 識別距離 表8 8 1 無信號等控制2 有信號等控制3 有停車標志控制 3 停車標志控制的交叉口對停車標志控制的交叉口 一般為主要道路與次要道路交叉 主次關系明確 其識別距離的計算仍可按式 8 2 計算 取識別時間t 2s 按上述方法計算的識別距離見表8 8 同樣 在此范圍內不能有任何障礙物 二交叉口轉彎設計 交叉口的圓曲線半徑包括交叉范圍相交道路的圓曲線半徑 分道轉彎式圓曲線半徑以及加鋪轉角式圓曲線半徑 一 相交道路的最小圓曲線半徑為使直行車輛在交叉口范圍能以一定速度順利行駛 保證交叉口立面設計平順美觀 應對交叉范圍相交道路平曲線的最小半徑或最大超高橫坡度加以限制 在交叉口范圍內 主要道路的設計速度V仍采用路段規定值 次要道路可取路段的0 7倍 橫向力系數可按不同設計速度在0 15 0 20之間選用 超高橫坡以不大于2 為宜 最大不應超過6 根據以上取值 可計算出平面交叉相交道路的最小圓曲線半徑 二 分道轉彎式交叉口最小圓曲線半徑當右轉彎車輛比較多時 為保證右轉車輛能以規定速度分道行駛 應對最小轉彎半徑加以限制 在右轉車輛設計速度已確定的條件下 取橫向力系數0 16 0 20 最小圓曲線半徑的一般值采用2 計算 極限值用6 計算 分道轉彎式交叉口最小圓曲線半徑可參考表8 9選用 三 加鋪轉角式交叉口轉角半徑為了保證各種右轉車輛能以一定速度順利轉彎 交叉口轉角處的緣石或行車道邊緣應做成圓曲線或多心復曲線 圓曲線的半徑R1稱為轉角半徑 其中右轉車道中心線半徑R可用前述圓曲線半徑公式計算 由于此類交叉口多用于交通量小 車速不高的低等級道路 因此右轉車速可取路段設計速度的0 5 0 7倍 計算時可用0 6倍 據觀測 右轉車速一般在10 25km h之間 橫向力系數在0 15 0 20之間 超高橫坡度采用2 另外 最小轉角半徑不得小于汽車的最小轉彎半徑 見表8 9和表8 10 第四節交叉口的拓寬設計 拓寬的車道數主要取決于進口道的各向交通量 交通組織方式和車道的通行能力等 一般應比路段單向車道數多增加一至二條車道 進口道車道的寬度 應盡量與路段保持一致 如因占地等條件限制 需要將車道變窄時 最窄不得小于3m 一般在3 3 5m之間 交叉口的拓寬設計主要解決拓寬車道的設置條件 設置方法以及長度計算三個問題 一 轉彎車道的設計條件 1 平面交叉符合下列條件時應設右轉車道 1 平面交叉角小于60 且右轉車較多 2 右轉交通量大 且為主要交通方向 3 右轉車輛所需車速較高 4 有特殊需要 2 平面交叉除下列條件外應設左轉車道 1 不允許左轉彎 2 道路交通量很小 通行能力有富裕 3 相交道路設計速度為40km h以下 設計小時交通量小于200輛 二 設置方法拓寬車道的設置方法是指在交叉口的進口道上如何實現增辟車道的方法 1 右轉車道設置方法右轉車道設置方法是在進口道的右側或同時在出口道的右側拓寬右轉車道 2 左轉車道設置方法左轉車道是向進口道左側擴寬 依據相交道路是否設置中間帶和中間帶的寬窄可按以下方法實現左轉車道 寬型中間帶 當設有較寬中間帶 一般不小于4 5m 時 將道口一定長度的中間帶壓縮寬度 由此增辟出左轉車道 窄型中間帶 當設有較窄中間帶 寬度小于4 5m 時 利用中間帶后寬度仍不夠 可將道口單向或雙向車道線向外側偏移 增加不足部分寬度 向外側偏移車道線后 在路幅總寬度不變的情況下 視具體條件可壓縮人行道 兩側帶或進口道車道寬度 無中間帶 當相交道路不設中間帶時 可通過兩種途徑增辟左轉車道 一是向進口道的一側或兩側擴寬 增加進口道路幅總寬度 在進口道中心線附近辟出左轉車道 二是不擴寬進口道 占用靠近中心線的對向車道作為左轉車道 三 拓寬車道的長度 交叉口的進口道設置了拓寬車道后 為不影響橫向相交道路上的直行車流 在橫向相交道路的出口道應設加速車道 進口道處拓寬車道的長度應能滿足轉彎車輛減速所需長度 也應保證轉彎車輛不受相鄰等候車隊長度的影響 出口道的加速車道應保證加速所需長度 拓寬車道長度由漸變段長度 減速所需長度或等候車隊長度組成 P225圖 1 漸變段長 表8 12 2 加減速段長 表8 13 3 排對長度 4 右轉車道長 5 左轉車道長 n的值與右轉不同 圖8 15 進口道處右轉車道的長度應滿足右轉車道減速所需長度 也應保證右轉車不受相鄰等候車隊的影響 出口道的加速車道應保證加速所需長度 第六節環形交叉口設計 一 環形交叉口的形式二 普通環形交叉口三 入口讓路環形交叉口一 環形交叉口的形式環形交叉口根據中心島的大小和交通組織原則等因素的不同 可分為普通環形交叉口和入口讓路環形交叉口 中心島的形狀與半徑環形交叉口的組成如圖8 16所示 中心島的形狀中心島的形狀應根據交通流特性 相交道路的等級和地形地物等條件確定 原則上應保證車輛能以一定速度順利完成交織運行 有利于主要道路方向車輛行駛方便 應滿足交叉所在地的地形 地物和用地條件的限制 中心島的形狀主要有 1圓形 采用居多 2圓角方形或菱形 有時采用 3橢圓形 適用于主 次道路相交的交叉口 4復合曲線形 適用于交角不等的畸形交叉 5 其它形狀 可視地形 地物和交角等 采用其它規則或不規則的幾何形狀 圖8 16 中心島半徑下面以圓形中心島為例 介紹中心島半徑的計算方法 1按計算行車速度的要求 可由下式計算 m 8 11 式中 R 中心島半徑 m b 緊靠中心島的車道寬度 m 橫向力系數 大客車 0 1 0 15 小客車 0 15 0 2 ih 環道橫坡度 一般采用1 5 V 環道計算行車速度 km h 國外一般采用路段計算行車速度的0 7倍 我國實測資料 公共汽車為0 5倍 載重汽車為0 6倍 小客車為0 65倍 2按交織段長度的要求所謂交織就是兩條車流匯合交換位置后又分離的過程 交織長度的大小主要取決于車輛在環道上的行駛速度 應能滿足汽車以一定車速相互交織并連續行駛 最小應不小于4S的行駛距離 如圖8 17所示 當兩個路口之間有足夠的距離 此時在該環道上行駛的車輛 均可在合適的時機互相交織 該段距離即為交織段長度 其位置大致可取相鄰道路機動車道外側邊緣延長線與環道中心線交叉點之間的弧長 圖8 17 交織段長度 其位置大致可取相鄰道路機動車道外側邊緣延長線與環道中心線交叉點之間的弧長 交織長度是指進環和出環的兩輛車輛 在環道上行駛時相互交織 交換一次車道位置所行駛的距離 稱為交織長度 中心島半徑必須滿足兩個路口之間最小交織段長度的要求 否則 在環道上行駛中需要互相交織的車輛 就要停車等候 這是絕對不允許的 環道上所需的最小交織段長度如表8 16所示 按交織段長度所要求的中心島半徑為 m 8 12 式中 n 相交道路的條數 l 相鄰路口之間的交織段長度 m 可查表8 16 B 環道寬度 m BP 相交道路的平均路寬 m 由上式可以看出 交叉口相交道路的條數越多 為保證最小交織段長度的要求 則中心島的半徑就越大 將會大大增加交叉口的用地面積和車輛上在環道上的繞行距離 這樣既不經濟也不合理 因此 環形交叉口的相交道路以不多于六條為宜 對四路相交的環形交叉口 可用式 8 11 和 8 12 分別計算中心島半徑 然后選取較大者 對中心線夾角差別較大或多路交叉口 也可以先按式 8 11 確定中心島半徑R 然后再按下式驗算其交織段長度是否符合要求 或 8 20 式中 相交道路中心線的最小夾角 當用公式 8 13 計算的l大于最小交織段長度時 符合要求 否則 增大R重新驗算 直至符合要求為止 根據實踐經驗 中心島最小半徑如表8 17所示 環道的寬度取決于相交道路的交通量和交通組織 一般情況下 靠近中心島的一條車道作繞行之用 最靠外側的一條車道供右轉彎之用 中間的一至二條車道為交織之用 這樣 環道上一般設計三至四條車道 實踐證明 車道越多 不僅難于利用 反而易使行車混亂 導致不安全 據觀測 當環道車道數從二條增加到三條時 通行能力提高得最為顯著 而當車道數增加到四條以上時 通行能力增加得很少 因此 環道的車道數一般采用三條為宜 如交織段長度較大時 環道車道數可布置四條 若相交道路的車行道較窄 也可設二條車道 如果采用三條機動車道 每條車道寬3 5 3 75m 并考慮彎道的加寬值 則當中心島半徑為20 40m時 環形機動車道的寬度一般為15 16m 對非機動車可與機動車混行或分行 為保證交通安全 減少相互干擾 一般以分行為宜 可用分隔帶 墩或標線等分隔 非機動車道寬度應視具體情況而定 一般不小于相交道路中的最大非機動車行車道寬度 也不宜超過8m 二 環道的寬度 三 交織角交織角是進環車輛軌跡與出環車輛軌跡的平均相交角度 它以距右轉機動車道的外緣1 5m和中心島邊緣1 5m的兩條切線交角來表示 交織角的大小取決于環道的寬度和交織段長度 環道寬度越窄 交織段長度越大 則交織角越小 行車就越安全 但交織段要長 中心島半徑就要增大 占地也要增加 交織角以控制在20o 30o之間為宜 常在交織段長度已有保證的條件下 交織角多能滿足要求 環道外緣線形 從滿足交通需要和工程節約考慮 如圖8 19 環道進出口曲線半徑 環道進 出口曲線半徑取決于環道的計算行車速度 為使進環車輛的車速與環道車速相適應 應對進環車輛的車速加以限制 一般環道進口曲線半徑采用接近或小于中心島的半徑 且各相交道路的進口曲線半徑不要相差太大 環道出口的曲線半徑可較進口曲線半徑大一些 以便車輛加速駛出環道 四 環道外緣線形及進出口曲線半徑 圖8 19 環道外緣平面線形不宜設計成反向曲線形狀 如圖8 19中虛線 據觀測 這種形狀在環道的外側約有20 的路面 圖8 19中的陰影部分 無車行駛 這既不合理 也不經濟 實踐證明 環道外緣平面線形宜采用直線圓角形 如圖8 19中的實線所示 或三心復曲線形狀 環道的橫斷面形狀對行車的平穩和路面的排水有很大的關系 而橫斷面的形狀又取決于路脊線的選擇 通常情況下 環道橫斷面的路脊線設在交織車道的中間 若機動車與非機動車之間設有分隔帶時 其路脊線也可設在分隔帶上 如圖8 20所示 圖中虛線為路脊線 箭頭指向為排水方向 顯然 應在中心島的周圍設置雨水口 以保證環道內不產生積水 另外 進 出環道處的橫坡度宜緩一些 五 環道的橫斷面 圖8 20 三 入口讓路環形交叉口 一 入口讓路環形交叉口的行駛規則 二 中心島的形狀和半徑 三 出入口設計 四 環道的寬度 五 入口讓路環形交叉口的視距1 左方視距2 前方視距3 環形視距 第六節交叉口的立面設計 交叉口立面設計也稱豎向設計 其目的是要統一解決相交道路之間以及交叉口和周圍建筑物之間在立面位置上的行車 排水和建筑藝術三方面的要求 使相交道路在交叉口內能有一個平順的共同面 便于車輛和行人的交通 使交叉口范圍內的地面水能迅速排除 使車行道和人行道的各點標高能與建筑物的地面標高相協調而具有良好的空間觀感 一 交叉口立面設計的原則和要求 立面設計主要取決于相交道路的等級 交通量 橫斷面形狀 縱坡的大小和方向以及周圍地形等 交叉口立面設計的基本要求是 首先應滿足主要道路的行車方便 在不影響主要道路行車平順的前提下 適當變動主要道路的縱坡和橫坡 以照顧次要道路的行車需要 交叉口立面設計的一般原則為 1 相同等級道路相交時 一般維持各自的縱坡不變 而改變它們的橫坡度 通常是改變縱坡較小道路的橫斷面形狀 使其橫斷面的橫坡度與縱坡較大道路的縱坡一致 2 主要道路與次要道路相交時 主要道路的縱 橫斷面均維持不變 而將次要道路雙坡橫斷面 逐漸過渡到與主要道路縱坡相一致的單坡橫斷面 以保證主要道路的交通便利 3 設計時至少有一條道路的縱坡方向背離交叉口 以利于排水 如遇特殊地形 所有道路縱坡方向都向著交叉口時 必須在交叉口內設置雨水口和排水管道 以保證排水要求 4 在交叉口范圍內布置雨水口時 應不使地面水流過交叉口的人行橫道 也不應使地面水在交叉口內積水或流入另一條道路 所以 雨水口應設在人行橫道之前或低洼處 5 交叉口范圍內橫坡要平緩些 一般不大于路段的橫坡 以利于行車 縱坡度宜不大于2 困難情況下應不大于3 6 交叉口立面設計標高應與周圍建筑物的地坪標高協調一致 二交叉口立面設計的基本類型 1 如圖8 27a所示 處于凸形地形上 相交道路的縱坡方向均背離交叉口 設計時使交叉口的縱坡與相交道路的縱坡一致 適當調整一下接近交叉口的路段橫坡 讓雨水流向交叉口四個轉角的街溝或路基外排除 交叉口內不需設置雨水口 交叉口立面設計的形式 主要取決于交叉范圍相交道路的縱坡 橫坡及地形 以十字型交叉口為例 按其所處地形及相交道路縱坡方向 可劃分為六種基本類型 如圖8 27所示 圖8 27 a 2 如圖8 27b所示 處于凹形地形上 相交道路的縱坡方向都指向交叉口 這種形式地面水都向交叉口集中 排水比較困難 應盡量避免 若因地形限制 不得已時應設置地下排水管道排水 為防止雨水匯集到交叉口中心 應適當改變相交道路的縱坡 以抬高交叉口中心標高 并在轉角設置雨水口 3 如圖8 27c所示 處于分水線地形上 有三條道路縱坡方向背離而一條指向交叉口 設計時相交道路的橫斷面不變 并在縱坡指向交叉口道路的人行橫道線外設雨水口 防止雨水流入交叉口內 圖8 27 b 圖8 27 c 4 如圖8 27d所示 處于谷線地形上 有三條道路縱坡方向指向交叉口而一條背離 設計時 與谷線相交的道路進入交叉口之前 在縱斷面上產生轉折而形成過街橫溝 不利于行車 應盡量使縱坡轉折點離交叉口遠一些 另外 在三條縱坡指向交叉口道路的人行橫道線外設雨水口 5 如圖8 27e所示 處于斜坡地形上 相鄰兩條道路縱坡指向交叉口而一條背離 設計時 所有道路的縱坡均不變 而將指向交叉口的兩條道路的橫坡在進入交叉口前 逐漸向相交道路的縱坡方向變化 使交叉口上形成一個單向傾斜面 并在縱坡指向交叉口道路的人行橫道線外設雨水口 圖8 27 d 圖8 27 e 6 如圖8 27f所示 處于馬鞍形地形上 相對兩條道路縱坡指向交叉口而另兩條背離 設計時 相交道路縱 橫坡都可按自然地形在交叉口內適當調整 并在縱坡指向交叉口的道路兩側設置雨水口 以上為幾個典型十字型交叉口立面設計形式 對于其它不同形式的交叉口 立面設計的要求和原則是一樣的 圖8 27 f 一 交叉口立面設計方法交叉口立面設計方法主要有三種 分別是 方格網法 設計等高線法和方格網設計等高線法 1 方格網法在交叉口范圍內 以相交道路中心線為坐標基線打方格網 測出方格點上的地面標高 求出其設計標高 標出相應的施工高度 2 設計等高線法在交叉口范圍內 選定路脊線和標高計算線網 并計算其上各點的設計標高 勾繪交叉口設計等高線 最后標出各點的施工高度 三 交叉口立面設計的方法 3 方格網設計等高線法比較上述兩種方法 其中設計等高線法比方格網法更能清晰地反映出交叉口的立面設計形狀 但等高線上的標高點在施工放樣時不如方格網方便 為此 通常把上述兩種方法結合使用 稱之為方格網設計等高線法 它可以取長補短 既能直觀地看出交叉口的立面形狀 又能滿足施工放樣方便的要求 對于普通交叉口 多采用方格網法或設計等高線法 其中混凝土路面宜采用方格網法 而瀝青路面宜采用設計等高線法 對于大型 復雜的交叉口或廣場的立面設計 通常采用方格網設計等高線法 在實際工作中 若采用方格網法 則不需勾繪設計等高線 而采用設計等高線法時 可不打方格 所以 下面以方格網設計等高線法為例 來介紹交叉口立面設計的方法與步驟 二 交叉口立面設計方法與步驟一 收集資料 1 測量資料包括交叉口的控制標高和控制坐標 收集或實測1 500或1 200的地形圖 詳細標注附近地坪及建筑物標高 2 道路資料相交道路的等級 寬度 半徑 縱坡 橫坡等有關平縱橫設計資料和規劃資料 3 交通資料交通量及交通組成 4 排水資料區域排水方式 已建或擬建地下排水管道或地上排水溝渠的位置與尺寸 二 繪制交叉口平面圖按比例繪出道路中心線 車行道 人行道及分隔帶的寬度 轉角曲線和交通島等 以相交道路中心線為坐標基線打方格網 方格網的尺寸一般采用5 5 10 10m2 并量測方格點的地面標高 三 確定交叉口的設計范圍交叉口的設計范圍一般為轉角圓曲線的切點以外5 10m 相當于一個方格網的距離 主要用于過渡處理 如橫坡的過渡 標高的過渡等等 四 確定立面設計的基本類型和等高距根據相交道路的等級 縱坡方向 地形情況以及排水要求等 確定所采用的立面設計圖式 見圖8 22 根據縱坡度的大小和精度要求選定等高線間距h 一般h 0 02 0 1m 為便于計算 取偶數為宜 五 勾繪設計等高線1 路段設計等高線的計算和畫法當道路的縱坡 橫斷面形式及路拱橫坡度確定以后 可按照所需要的等高線間距 計算路段上設計等高線的水平距離 如圖8 23所示 圖中i1和i3分別為車行道中心線和邊線的設計縱坡 通常情況下i1 i3 i2為車行道的路拱橫坡度 B為車行道的寬度 h1為車行道的路拱高度 中心線上相鄰等高線的水平距離l1為 m 8 25 設置路拱以后 等高線在車行道邊線上的位置沿縱向上坡方向偏移的水平距離l2為 m 8 26 計算出l1和l2后 有l1定出中心線上其余等高線的位置 再由l2定出沿邊線相應等高線的位置 最后連接相應等高點 即得用設計等高線表示的路段立面設計圖 實際上 如路拱形式為拋物線時 等高線應以曲線勾繪 只有直線型路拱可用折線連成等高線 一般為簡化起見用圖8 23中的折線表示 2 交叉口上設計等高線的計算與畫法 1 選定路脊線和控制標高選定路脊線時 既要考慮行車平順 又要考慮整個交叉口的均衡美觀 路脊線通常是對向行車軌跡的分界線 即行車道的中心線 在交叉口上 路脊線的交點就是控制標高的位置 對于斜交過大的T型交叉口 如圖8 24所示 其路中心線不宜作為路脊線 應加以調整 如圖中的AB 調整后路脊線的起點A一般為轉角曲線切點的斷面處 而B 的位置原則上應選在雙向車流的中間位置 圖8 24調整路脊線 對于斜交過大的T型交叉口 其路中心線不宜作為路脊線 應加以調整 如圖中的AB 調整后路脊線的起點A一般為轉角曲線切點的斷面處 而B 的位置原則上應選在雙向車流的中間位置 交叉口的控制標高應以整個道路系統的立面規劃標高為依據 并綜合考慮相交道路的縱坡 交叉口周圍地形 路面厚度和建筑物的布置等來確定 在定控制標高時 不宜使相交道路的縱坡相差太大 一般要求差值不大于0 5 可能時盡量使縱坡大致相等 以利于立面設計處理 2 確定標高計算線網確定交叉口的控制標高以后 路脊線上的設