2882 道路平面交叉设计.doc

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1、207授课时间2009年5月11日1，2节授课方式课堂授课授课学时No. 282学时授课题目第28讲：交叉口的视距与圆曲线半径；交叉口的拓宽设计；环形交叉口设计；交叉口的立面设计目的与要求：1. 掌握交叉口视距与圆曲线半径的确定方法；2了解交叉口拓宽设计的方法； 3掌握环形交叉口设计的主要内容；4了解交叉口立面设计的原则和方法。重点与难点：重 点：1交叉口视距概念； 2环形交叉口设计的主要内容。 难 点：1交叉口立面设计的等高线绘制。授课内容摘要：第8章 道路平面交叉设计 8.4 交叉口的视距与圆曲线半径 8.5 交叉口的拓宽设计8.6 环形交叉口设计 8.7 交叉口的立面设计参考文献：1公路

2、工程技术标准JTG B01-20032公路路线设计规范JTG D20-2006 3道路勘测设计. 张雨化主编，人民交通出版社出版教 具课 件PPT课件习 题作 业作业： 课后小结：8.4 交叉口的视距与圆曲线半径8.4.1 交叉口的视距1视距三角形为了保证交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前的一段距离内，应能看到相交道路上的行车情况，以便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要的距离应该大于或等于停车视距ST。由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物，如图8-12所示。表8.4.1 停 车 视 距设计速度（km/h)1008060504

3、03020停车视距（m）一般值1601107560403020低限值1207555453025152识别距离为保证车辆安全顺利通过交叉口，应使驾驶员在交叉口之前的一定距离能识别交叉口的存在及交通信号和交通标志等，这一距离称为识别距离。该识别距离随交通管制条件而异。（1）无信号控制的交叉口对无任何信号控制的交叉口，通常都是等级低、交通量小及车速不高的次要交叉口，识别距离应满足安全要求，可采用各相交道路的停车视距（见表8.4.1）（2）有信号控制的交叉口对有信号控制的交叉口，在车辆正常行驶条件下，识别距离为使驾驶员能看清交通信号和显示内容，能有足够时间制动减速直至停车，但这种制动停车并非急刹车。因

4、此，有信号控制交叉口的识别距离可用公式（8.4.1）计算。 （8.4.1）识别时间包括驾驶员的反应时间和制动生效时间。在公路上识别时间可取10s；在城市道路上因交叉口较多，驾驶员对其存在已有思想准备，识别时间可取6s。（3）停车标志控制的交叉口对停车标志控制的交叉口，一般为主要道路与次要道路交叉，主次关系明确，而且对标志的识别要比对信号容易，因此，可采用式(8.4.1)及识别时间为2s计算。表8.4.2 交叉口的识别距离（m）设计速度（km/h）信号控制交叉口停车标志控制交叉口设计速度（km/h）信号控制交叉口停车标志控制交叉口公路城市道路计算值采用值公路城市道路计算值采用值计算值采用值计算值

5、采用值计算值采用值计算值采用值80348350/3010210068703535602372401711701041052064604240192040143140991005455信号控制及停车标志控制交叉口的识别距离见表8.4.2，在此范围内不能有任何障碍物。8.4.2 交叉口的圆曲线半径交叉口的圆曲线半径包括交叉范围相交道路的圆曲线半径、分道转弯式圆曲线半径以及加铺转角式圆曲线半径三部分。1相交道路的最小圆曲线半径为使直行车辆在交叉口范围能以一定速度顺利行驶，保证交叉口立面设计平顺美观，应对交叉范围相交道路平曲线的最小半径或最大超高横坡度加以限制。确定圆曲线最小半径仍然采用第二章推导的计

6、算公式，即在交叉口范围内，主要道路的计算行车速度V仍采用路段规定值，次要道路可取路段的0.7倍；横向力系数可按不同计算行车速度在0.150.20之间选用；超高横坡以不大于2%为宜，最大不应超过6%。根据以上取值，可计算出相交道路最小圆曲线半径如表8.4.3所示。 表8.4.3 交叉口相交道路最小圆曲线半径（m） 设计速度（km/h)1008060403020主要道路一般值460280150603015极限值380230120502512次要道路/603015152分道转弯式交叉口最小圆曲线半径当右转弯车辆比较多时，为保证右转车辆能以规定速度分道行驶，应对最小转弯半径加以限制。在右转车辆计算行车

7、速度已确定的条件下，取=0.160.20，最小圆曲线半径的一般值采用=2%计算，极限值用=6%计算。分道转弯式交叉口最小圆曲线半径可参考表8.4.4选用。表8.4.4 分道转弯式交叉口最小圆曲线半径（m）右转弯车速（km/h)8070605550454035302520最小半径一般值280210150120100806050352515极限值230170120100806550403020123加铺转角式交叉口转角半径为了保证各种右转车辆能以一定速度顺利转弯，交叉口转角处的缘石或行车道边缘应做成圆曲线或多心复曲线，圆曲线的半径R1称为转角半径，如图8.4.2所示。在未考虑机动车道加宽的情况下，

8、转角半径R1为 （8-11）式中：机动车道宽度，m，一般采用3.5m；非机动车道宽度，m；图8.4.2 转角半径计算图式右转车道中心线半径，m。其中右转车道中心线半径可用前述圆曲线半径公式计算。由于此类交叉口多用于交通量小、车速不高的低等级道路，因此右转车速可取路段计算行车速度的0.50.7倍，计算时可用0.6倍。据观测，右转车速一般在1025km之间。横向力系数在0.150.20之间。超高横坡度采用2%。另外，最小转角半径不得小于汽车的最小转弯半径。表8.4.5为交叉口的最小转角半径，在条件允许时应尽量采用较大转角半径，有利于行车和以后交通发展的需要。表8.4.5 交叉口的最小转角半径（m）

9、右转弯车速（km/h)不同交叉角的转角半径右转弯车速（km/h)不同交叉角的转角半径456080901001201354560809010012013525353230302929281525171312111010202723201919181810272012109878.5 交叉口的拓宽设计当相交道路的交通量较大、转弯车辆多而车速又高时，若交叉口进口道仍然采用路段上的车道数，会导致转弯车辆和直行车辆受阻，分流与合流困难，且易发生交通事故。此时可向进口道的一侧或两侧拓宽车道，以改善交叉口的通行条件，提高交叉口的通行能力。拓宽的车道数主要取决于进口道的各向交通量、交通组织方式和车道的通行能力

10、等。一般应比路段单向车道数多增加一至二条车道。进口道车道的宽度，应尽量与路段保持一致。如因占地等限制，需要变窄车道宽度时，最窄不得小于3m，一般在33.5m之间。交叉口拓宽设计主要解决拓宽车道的设置条件、设置方法以及长度计算三个问题。拓宽车道包括右转车道和左转车道两种。8.5.1 设置条件1平面交叉符合下列条件时应设右转车道（1）平面交叉角小于60，且右转车较多时；（2）右转交通量大，且为主要交通方向时；（3）右转车辆所需车速较高时；（4）有特殊需要时。2平面交叉除下列条件外应设左转车道（1）不允许左转弯时；（2）道路交通量很小，通行能力有富裕时；（3）相交道路计算行车速度为40km/h以下，

11、设计小时交通量小于200辆时；（4）无对向直行交通，且进口道车道数较路段多一条时。8.5.2 设置方法拓宽车道的设置方法是指在交叉口的进口道上如何实现增辟车道的方法。1右转车道设置方法右转车道设置方法比较简便，而且方法固定。就是在进口道的右侧或同时在出口道的右侧拓宽右转车道。2左转车道设置方法（1）宽型中间带：当设有较宽中间带（一般不小于4.5m）时，将道口一定长度的中间带压缩宽度，由此增辟出左转车道。（2）窄型中间带：当设有较窄中间带（宽度小于4.5m）时，利用中间带后宽度不够，可将道口单向或双向车道线向外侧偏移，增加不足部分宽度。向外侧偏移车道线后，在路幅总宽度不变的情况下，视具体条件可压

12、缩人行道、两侧带或进口道车道宽度。图8.5.3 右转车道的长度（3）无中间带：当相交道路不设中间带时，可通过两种途径增辟左转车道。一是向进口道的一侧或两侧扩宽，增加进口道路幅总宽度，在进口道中心线附近辟出左转车道，如图8.5.3c）所示；二是不扩宽进口道，占用靠近中心线的对向车道作为左转车道。8.5.3 拓宽车道的长度1右转车道的长度交叉口的进口道设置了右转车道后，为不影响横向相交道路上的直行车流，在横向相交道路的出口道应设加速车道，见图8.5.3。进口道处右转车道的长度应能满足右转车辆减速所需长度，也应保证右转车不受相邻等候车队长度的影响；出口道的加速车道应保证加速所需长度。（1）渐变段长度

13、渐变段的长度可按转弯车辆以路段平均行驶速度VA行驶时，每秒钟横移1.0m计算，即 （2）减速所需长度和加速所需长度进口道减速所需长度和出口道加速所需长度可用下式计算式中：减速时进口道或加速时出口道处路段平均行驶速度（km/h）；减速后的末速度或加速前的初速度（km/h）；减速度或加速度，m/s2。和出口道的可采用。8.6 环形交叉口设计8.6.1 环形交叉口的平面形式与布置平面环形交叉是一种利用环道组织交通的形式。在交叉路口的中间设置一个面积较大的中心岛，使相交道路上驶入交叉口的车辆一律绕岛作逆时针单向行驶，直至所要去的路口驶离环岛。环形交叉的平面布置形式，必须按地点环境、交通分布情况进行设计

14、，同时也应考虑到交通量的增长情况，留有余地。较大的环形交叉不仅可以增加通行能力，有利于车流顺畅，而且可以减少由于交通量的突增而引起的交通阻塞的可能性。环形交叉的平面形式主要取决于中心岛的形状。一般有圆形、椭圆形、长圆形、卵形、方形圆角、菱形圆角等。相交道路条数有三条、四条、五条和五条以上。环形交叉布置的整规模，与中心岛和环道的大小有关。中心岛的半径、环道长度需要满足车辆交织所需的长度，而交织段是取决于车速和交通量。故环形交叉的规模主要根据车速、交通量大小和性质所确定。环形交叉的布置应尽量避免入口角过小，不使车辆直线驶入。另外，还要根据交通量的大小和交角以确定形式。如相交道路为对称形式，交角等于

15、或近似于直角时，中心环岛可布置成对称形式；如相交道路的线形和交角非对称时，则不能单纯追求对称的几何图形，而应交通顺畅为主，设置成曲线或曲线与直线相结合的不对称图形。在设计环形交叉时，一般可作出若干环交形式的方案进行比较，同时应计算其交织段的通行能力，以确通行能力的要求。8.6.2 中心岛的形状和半径1中心岛的形状中心岛的形状一般多用圆形，有时也用圆角方形和菱形；主次道路相交时宜采用椭圆形；交角不等的畸形交叉可采用复合曲线形。此外，结合地形、地物和交角等，也可采用其它规则或不规则几何形状的中心岛。2中心岛的半径中心岛的半径首先应满足计算行车速度的要求，然后按相交道路的条数和宽度，验算相邻道口之间

16、的距离是否符合车辆交织行驶的要求。下面以圆形中心岛为例，介绍中心岛半径的计算方法。（1）按设计速度的要求按计算行车速度要求的中心岛半径R仍然用平曲线半径公式计算，但因为绕岛车辆是在紧靠中心岛，宽度为b的车道中间行驶，距中心岛边缘b/2，故实际采用的中心岛半径应按下式计算： （8.6.1）（2）按交织段长度的要求所谓交织就是两条车流汇合交换位置后又分离的过程。进环和出环的两辆车辆，在环道行驶时相互交织，交换一次车道位置所行驶的距离，称为交织长度。按交织段长度所要求的中心岛半径Rd，近似地按交织段长度所围成的圆周大小来推导，计算公式为 8.6.3 环道的宽度环道即环绕中心岛的单向行车带。其宽度取决

17、于相交道路的交通量和交通组织。一般，靠近中心岛的一条车道作绕行之用，最靠外侧的一条车道供右转弯之用，中间的一条至二条车道为交织之用，这样，环道上一般设计三到四条车道。因此，环道的车道数一般采用三条为宜；如交织段长度较长时，环道车道数可布置四条；若相交道路的车行道较窄，也可设二条车道。如果采用三条机动车道，每条车道宽3.503.75m，并按前述弯道加宽中单车道部分的加宽值，当中心岛半径为2040m时，则环道机动车道的宽度一般为1516m。8.6.4 交织角交织角是进环车辆轨迹与出环车辆轨迹的平均相交角度。它以距右转机动车道的外缘1.5m和中心岛边缘1.5m的两条切线交角来表示，如图8.6.5所示

18、。交织角的大小取决于环道的宽度和交织段长度。环道宽度越窄，交织段长度越大，则交织角越小，行车就越安全。但交织段要长，中心岛半径就要增大，占地也要增加。根据经验，交织角以控制在2030之间为宜。通常在交织段长度已有保证的条件下，交织角多能满足要求。8.6.5 环道外缘线形及进出口曲线半径环道进、出口的曲线半径取决于环道的计算行车速度。为使进环车辆的车速与环道车速相适应，应对进环车辆的车速加以限制。一般，环道进口曲线半径采用接近或小于中心岛的半径，而且各相交道路的进口曲线半径不要相差太大。环道出口的曲线半径可较进口曲线半径大一些，以便车辆加速驶出环道。8.6.6 环道的横断面环道的横断面形状对行车

19、的平稳和路面的排水有很大关系，而横断面的形状又取决于路脊线的选择。通常，环道横断面的路脊线设在交织车道的中间，若机动车与非机动车之间没有分隔带时，其路脊线也可设在分隔带上。8.7 交叉口的立面设计交叉口立面设计（也称竖向设计）的目的是通过调整交叉口范围的行车道、人行道及附近地面等有关各点的设计标高，合理确定各相交道路之间及交叉口和周围建筑物之间共同面的形状，以符合行车舒适、排水迅速和建筑艺术三方面要求。8.7.1 交叉口立面设计的要求和原则立面设计主要取决于相交道路的等级、交通量、横断面形状、纵坡的大小和方向以及周围地形等。交叉口立面设计的基本要求是首先应满足主要道路的行车方便，在不影响主要道

20、路行车平顺的前提下，适当变动主要道路的纵坡和横坡，以照顾次要道路的行车需要。交叉口立面设计的一般原则为：（1）相同等级道路相交时，一般维持各自的纵坡不变，而改变它们的横坡度。通常是改变纵坡较小道路的横断面形状，将路脊线（路拱顶点的连线）逐渐向纵坡较大道路的车行道边线移动，使其横断面的横坡度与纵坡较大道路的纵坡一致。（2）主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵、横断面均维持不变，而将次要道路双坡横断面，逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面，以保证主要道路的交通便利。（3）设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉口，以利于排水。如遇特殊地形，所有道路纵坡方向都向着交叉口时，必须在交叉口内设置

21、雨水口和排水管道，以保证排水要求。（4）交叉口范围布置雨水口时，一条道路的雨水不应流过交叉口的人行横道，或流入另一条道路，也不能使交叉口内产生积水。所以，雨水口应设在人行横道之前或低洼处。（5）交叉口范围内横坡要平缓些，一般不大于咱段横坡，以利于行车。纵坡度宜不大于2%，困难情况下应不大于3%。（6）交叉口立面设计标高应与周围建筑物的地坪标高协调一致。8.7.2 交叉口立面设计的基本类型交叉口立面设计的形式，主要取决于交叉范围相交道路的纵坡、横坡及地形。以十字形交叉口为例，按其所处地形及相交道路纵坡方向，可划分为六种基本类型，如图8.7.1所示。（1）处于凸形地形上，相交道路的纵坡方向均背离交

22、叉口（图8.7.1a）。设计时使交叉口的纵坡与相交道路的纵坡一致，适当调整一下接近交叉口的路段横坡，让雨水流向交叉口四个转角的街沟或路基外排除，交叉口内不需设置雨水口。（2）处于凹形地形上，相交道路的纵坡方向都指向交叉口（图8.7.1b）。这种形式地面水都向交叉口集中，排水比较困难，应尽量避免。若因地形限制，必须时应设置地下排水管道排水。为防止雨水汇集到交叉口中心，应适当改变相交道路的纵坡，以抬高交叉口中心标高，并在转角设置雨水口。最好在相交道路纵坡设计时，应将一条主要道路的变坡点设在远离交叉口的地方，保证有一条道路的纵坡方向能背离交叉口。（3）处于分水线地形上，有三条道路纵坡方向背离而一条指

23、向交叉口（图8.7.1c）。设计时应将纵坡指向交叉口的道路路脊线在交叉口处分为三个方向，相交道路的横断面不变，并在纵坡指向交叉口道路的人行横道线外设雨水口，防止雨水流入交叉口内。（4）处于谷线地形上，有三条道路纵坡方向指向交叉口而一条背离（图8.7.1d）。设计时，与谷线相交的道路进入交叉口之前，在纵断面上产生转折而形成过街横沟，不利于行车，应尽量使纵坡转折点离交叉口远一些，并在该处插入竖曲线。纵坡指向交叉口的人行横道线外应设置雨水口。（5）处于斜坡地形上，相邻两条道路纵坡指向交叉口而另两条背离（图8.7.1e）。设计时，相交道路的纵坡均不变，而将两条道路的横坡在进入交叉口前逐渐向相交道路的纵

24、坡方向变化，使交叉口上形成一个单向倾斜面。并在纵坡指向交叉口道路的人行横道线外设雨水口。（6）处于马鞍形地形上，相对两条道路纵坡指向交叉口而另两条背离（图8.7.1f）。设计时，相交道路纵、横坡都可按自然地形在交叉口内适当调整，并在纵坡指向交叉口的道路两侧设置雨水口。8.7.3 交叉口立面设计的方法与步骤交叉口立面设计的方法有方格网法、设计等高线法以及方格网设计等高线法三种。方格网法是在交叉口范围内以相交道路中心线为坐标基线打方格网，测出方格点上的地面标高，求出其设计标高，并标出相应的施工高度。设计等高线法是在交叉口范围内选定路脊线和标高计算线网，并计算其上各点的设计标高，勾绘交叉口设计等高线

25、，最后标出各点施工高度。对于普通交叉口，多采用方格法或设计等高线法，其中混凝土路面宜采用方格网法，而沥青路面宜采用设计等高线法；对于大型、复杂的交叉口和广场的立面设计，通常采用方格网设计等高线法。1收集资料（1）测量资料：交叉口的控制标高和控制坐标；收集或实测1:500或1:200地形图，详细标注附近地坪及建筑物标高。（2）道路资料：相交道路的等级、宽度、半径、纵坡、横坡等平纵横设计或规划资料。（3）交通资料：交通量及交通组成。（4）排水资料：区域排水方式，已建或拟建地下、地上排水管渠的位置和尺寸。2绘制交叉口平面图按比例绘出道路中心线、车行道、人行道及分隔带的宽度，转角曲线和交通岛等。以相交

26、道路中心线为坐标基线打方格网，斜交道路的方格网线应选在便于施工放线测量的方向，方格的大小一般采用551010m2，并量测方格点的地面标高。3确定交叉口的设计范围交叉口的设计范围一般为转角圆曲线的切点以外510m（相当于一个方格的距离），主要用于过渡处理，如横坡的过渡，标高的过渡等等。4确定立面设计图式和等高距根据相交道路的等级、纵坡方向、地形情况以及排水要求等，确定所采用的立面设计图式（即图8.7.5所示的各种图式）。根据纵坡度的大小和精度要求选定等高线间距h，一般h=0.020.10m，为便于计算取偶数为宜。5勾绘设计等高线（1）路段设计等高线的计算和画法（2）交叉口上设计等高线的计算和画法习题：一个二级公路（设计速度80km/h）与四级公路交叉，超高横坡度2%， 分别计算主线和次要公路在交叉范围内的容许的最小平曲线半径（=0.150.20）。2009 5 11