城市道路与立体交叉之匝道设计

1、城市道路与立体交叉,Urban Road and Overpass,怎样去认识一个立交,2 匝道设计,2.1 概述,2.1.1 单车道单方向的转弯道路匝道,为了安全和防止走错路，在转弯道路上应该修筑成分离式的横断面，而且必须是单车道单方向的，一般来说匝道与匝道一般不允许相互平面交叉。 一条转弯匝道由三部分组成：驶出道口；匝道路线；驶入道口,1.道口有控制式的和畅通式的；2.道口位置必须明显,匝道可以是高架桥也可是土方路基,匝道的组成,2 匝道设计,2.1.2 双车道单方向的转弯道路转弯道,为互通式立交提供双车道、单方向运行的转弯道路为了和单车道、单方向的匝道相区别，特别称为“转弯道”。转弯道在

2、下述两种情况下采用： (1)当转弯交通量超过单车道匝道的进行能力时； (2)虽然转弯交通量尚小，并不要求双车道，但为考虑定向或半定向立交路线的连续性时。 转弯道的设计要比匝道复杂，主要足需考虑转弯车辆与直通车辆之间可能发生的干扰和冲突,2.1.3 单车道、双方向的转弯道路一般公路,如果转弯道路是单车道、双方向，就此按照两条分离的单车道、单方向(方向相反)的单独匝道进行设计，虽然可以把两条匝道布置得很靠近,2 匝道设计,2.2 匝道的基本形式（分类,2.2.1 右转弯匝道,车辆按右侧通行时右转弯只须转90度的角度，是最简单的匝道。常见的型式如下,2 匝道设计,2.2.2 左转弯匝道,车辆按右侧通

3、行时，左转弯须转270度，还要越过对面来的车道，基本型式如下,1）直接式，又称定向式。左出左进,特点：匝道长度最为短捷；可降低营运费用；自然顺当。跨线构造物多；匝道纵断面展线问题；变速车道问题；安全问题,纵断面怎样展线,2 匝道设计,2）半直接式,为了克服直接式匝道从左驶出，从左驶入在运行上的缺点，因此改以为从右驶出，或从右驶入的做法。这时车辆为了左转还须作反向的右转运行，但匝道车辆运行的总方向仍然是向左转弯的,1）左出右入式,特点：仍然有直接式的缺点，但右侧驶入安全,过桥后左转减少一座构造物,2 匝道设计,2）右出左进式,特点：跨线构造物增多，左边汇入不安全。当汇入道路为双车道时左右都一样时

4、可采用,2 匝道设计,3）右出右入式,特点：运行距离最长，构造物最多但行驶最为安全。两高级公路相交，上下行车道都有两条或两条以上，而该象限的转弯交通量又最大时采用,2 匝道设计,3)间接式环圈形匝道,左转弯不向左转，却反向向右连续转270度达到左转目的，形成一个环圈，这种匝道从右侧驶出，从右侧汇入，不需要任何建筑物就可达到左转弯的目的，是十分巧妙而经济的做法，为苜蓿叶和喇叭形立交的标准匝道,间接式或环圈式匝道的四种形式,2 匝道设计,2.3 匝道的一些重要性质,左转弯匝道的十种基本形式和编号,2 匝道设计,2 匝道设计,2 匝道设计,2 匝道设计,2 匝道设计,2 匝道设计,匝道的组合,互通式

5、立体交叉的不同形式，就是各种左转匝道和右转匝道的不同组合。由于右转匝道经济合理的形式只有直接式一种，所以，立交的形式实际上就是各种左转匝道的组合形式。互通式立交形式的设计就是根据自然条件、交通条件、环境条件以及道路条件等因素，选择合适的左转匝道进行组合设计,左转弯匝道是设计的关键,2 匝道设计,一)三路互通式立交匝道的组合,2 匝道设计,1基本组合形式,2直行车道局部改线处理,2 匝道设计,3定转匝道交叉点移动处理 根据立交所在地的地形、地物以及其它限制条件，将两条左转匝道的交叉点沿垂直于直行车道方向适当移动位，可以控制跨线桥高度和占地大小，以适应各种条件变化,2 匝道设计,4左转匝道交叉点避

6、开处理 将两条左转匝道沿着直行车道方向拉开布设，使外侧匝道包围内侧匝道，避免二者之间相互交叉，可减少跨线桥桥数和层数,2 匝道设计,5左转匝道交织处理 根据场地条件和交通量大小，将左转匝道与左转匝道(或直行车道)布设成交织路段。交织处理后可有效减少跨线构造物的数量和高度，节省造价，但通行能力会受到交织能力的影响,2 匝道设计,6.左转匝道平面交叉处理,当左转弯交通量很小或因场地条件限制很严而在技术经济上部不可能采用完全互通式立交时，允许在转匝道之间或左转匝道与次要道路之间存在乎面交叉，形成部分互通式立体交叉，一般不允许左转匝道与主要道路的直行车道平面交叉,2 匝道设计,二) 四路互通式立交匝通

7、的组合,从理论上讲四路互通式立体交叉共有10000种组合形式。但是，并非所有组合形式都具有实用价值，根据立交选形的基本原则，从经济性考虑，要求立交跨线桥的数量和层数应尽可能少，缩短匝道的长度，减少占地面积；从造型美观考虑，立交的造型应尽量采用对称形式；另外，从设计和施工方便考虑，也要求立交结构形式应简单左转匝道和右转匝道形式宜尽量各自相同，对称布置。因此，技术上可行、经济上合理、外形美观、具有工程实用价值的立交形式可大大减少,2 匝道设计,1基本组合形式,1)四个左转匝道部相同的组合形式,2 匝道设计,2 匝道设计,2)三个左转匝道相同的组合形式,2 匝道设计,3)二个左转匝道相同的组合形式,

8、2 匝道设计,4)四个左转匝道都不相同的组合形式,2 匝道设计,2直行车道局部改线处理 采用直行车道局部改线处理的方法，主要目的是满足直接式和半直接式左转匝道左出或左进时跨越对向车道的需要、使结构更为紧凑以减少占地面积、减少路线构造物的数量或高度等,2 匝道设计,2 匝道设计,3移动左转匝道交叉点位置处理 移动左转匝道交叉点位置的处理方法，可以改变某一象限用地情况避免左转匝道之间交叉，改变跨线构造物的数量和建筑高度,2 匝道设计,2 匝道设计,4左转匝道交叉点避开处理,2 匝道设计,5左转匝道交织处理,2 匝道设计,6左转匝道平面交叉处理 当主要道路与次要道路相交或立交采用分期修建时，可在交通

9、量较小的匝道与匝道之间、匝道与次要道路直行车道之间设置平面交叉，以适应交通量和投资的要求。但应注意近期设计与以后改建相结合，留足改建用地,2 匝道设计,2.4 匝道设计标准（依据,2.4.1 设计速度,1）为了行车顺适安全速度不宜过小，一般为主线的5070 （2）变速车道问题 （3）是否收费问题 （4）匝道形式问题,互通式立交的分级,用于该立交建成使用后第10年的年平均日交通量不小于l0000辆的情况,2 匝道设计,互通式立体交叉计算行车速度（km/h,1满足最佳车速要求,2 匝道设计,2. 按匝道的不同形式选用,同一座立体交叉每条匝道的计算行车速度应当不同，原则上应根据匝道的形式选用。右转匝

10、道宜采用上限或中间值；定向式左转匝道宜采用上限或接近上限值；半定向式宜采用中间或接近中间值；环圈式宣采用下限值。环圈式匝道半径过大时占地较多，可适当降低采用值，建议一般采用3040km/h，并以不超过50km/h为宜,4. 在设有收费口，或次要道路上的入口处有红绿灯控制的匝道，其设计速度 般不需要过高，35km/h左右即认为合适，并注意交通组织,3适应出、入口行驶状态需要 驶出匝道分流端的计算行车速度不能小于主线计算行车速度的5060；驶入匝道与加速车道连接处的计算行车速度应保证车辆驶至加速车道末端的速度能达到主线的70,2 匝道设计,2.4.2 匝道平曲线半径,最小平曲线半径,互通式立交匝道

11、圆曲线最小半径,2 匝道设计,2.4.3 匝道缓和曲线与平曲线,匝道回旋线参数,反向曲线间的两个回旋线参数宜相等，不相等时其比值应小了15。回旋线的长度还应同时满足超高过渡的需要,互通式立交匝道平曲线一般情况下应具有设置回旋线(或超高、加宽缓和段)和一段圆曲线的长度，平曲线最小长度不应小于2倍缓和曲线长度,2 匝道设计,2.4.4 匝道最大横坡和超高渐变率,匝道圆曲线的超高,2 匝道设计,保持正常路拱的圆曲线半径(m,匝道超高渐变率,2 匝道设计,匝道最小超高渐变率,2 匝道设计,2.4.5 匝道纵坡和合成坡度,匝道上的坡度应尽可能平坦， “美国规定”：不论匝适设计车速多少，匝道纵坡除山岭区地

12、形外一般都应限制在6以内，而冰雪地区最好小超过5；当有大量重载卡车时，上坡坡度应限于4；在特殊的情况下，坡度可陡达10,匝道的最大纵坡,2 匝道设计,匝道竖曲线的最小半径及长度,匝道合成坡度建议值,2.4.6 竖曲线和纵断面设计,1）通常匝道的纵断面呈S形，上端有一个凸形竖曲线，下端有一个凹形，中间是一段切线坡道。 （2）竖曲线应满足行车缓冲舒适和视距要求。 （3）纵断线形尽量平顺，短距离内避免过多的零碎起伏。否则看起来极不美观。而且驾驶员须连续换挡，操作麻烦。 （4）竖曲线半径应尽可能选择大一些，最好有些富余。（见上表,2.4.7 平面和纵面组合线性,整个立交匝道的平曲线、缓和曲线、纵坡、竖

13、曲线以及横断面等之间，设计时应考虑相互的配合和协调，使组成的整个匝道的立体线形平顺而无扭曲突变，视野开阔，行车安全舒适、美观而与周围环境协调,在线形设计时我们要注意一些问题,2 匝道设计,2.4.8 视距,1）在平曲线上，视距S按曲线长度计，此时横净距,匝道停车视距,2 匝道设计,2.5 道 口(端部,道口是匝道路段两端与正线相连接的那一段车道及有关工程设施的总称，包括进出正线的三角渐变段，连接到匝道路段的变速车道和渐变段与正线车道之间那一块称为分道区的三角地带等三大部分,设计道口应注意的一般原则是： (1)出入顺适、安全、线形与正线协调； (2)容易尽早地识别，尤其驶出道口； (3)正线与匝

14、道间相互通视，视野开阔,2 匝道设计,2.5.1 车道平衡设计,1基本车道数,一条道路或某区段内，根据交通量和通行能力的要求所必需的一定数量的车道数。基本车道数在相当长的路段内不应变动，不因通过互通式立交面改变基本车道数。目的是防止因修建立交而可能形成瓶颈或导致不必要的浪费,2车道平衡原则,1)两条车流合流以后正线上的车道数应不少于合流前交汇道路上所有车道数总和减一 (2)正线上车道数应不少于分流后分叉道路的所有车道数总和减一； (3)正线上的车道数每次减少不应多于一条,2 匝道设计,2 匝道设计,3辅助车道,主要是解决基本车道数与车道平衡数的矛盾,分流端为1000m，最小为600m,在合流端为600m,其渐变 率不大于150,2 匝道设计,2.5.2 变速车道,1. 变速车道的形式,其特点是车道划分明确，行车容易辨认，但车辆行驶轨迹呈反向曲线，对行车不利,对行车有利，但起点不易识别。原则上减速车道采用直接式,2 匝道设计,2变速车道的横断面,变速车道的宽度,2 匝道设计,3变速