道路勘测设计第九章

1、第九章第九章 道路立体交叉设计道路立体交叉设计第一节第一节 概述概述立体交叉的概念立体交叉的概念定义：立体交叉（简称立交）是利用跨线构造物使道路与道 路或道路与其他线形工程，在不同高程相互交叉的连接方 式。 立体交叉是高速道路（高速公路和城市快速路的统称）必不 可少的组成部分。优点：使相交道路的各方向车流在不同高程的平面上行驶， 消除或减少冲突点； 车流可连续稳定地行驶，提高车速和通行能力； 控制相交道路的车辆出入，车辆各行其道互不干扰， 保证行车安全和畅通。缺点：占地面积大、构造物多、施工复杂、造价高、不易改建第一节第一节 概述概述 立体交叉的组成立体交叉的组成第一节第一节 概述概述 公路立

2、体交叉与城市道路立体交叉的主要特征公路立体交叉与城市道路立体交叉的主要特征公路立体交叉一般设收费站，相邻立体交叉的间距较大，地物障碍少，用地较松；多采用地上明沟排水系统；常用立体交叉形式简单，采用的设计速度高，线性指标也高，占地较大，以两层式为主。 城市道路立体交叉一般不收费，相邻立体交叉的间距较小需考虑非机动车和行人通道，用地较紧，受地上和地下各种管线及建筑物影响大，拆迁费用高；多采用地下排水系统，施工时要考虑维持原有交通和快速施工，注重设计的美观和绿化；常作为一种城市景观来设计，立体交叉形势复杂、多样，以多层式为主。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件（一）按

3、相交道路的跨越方式分类1、上跨式 ：用跨线桥从被交道路或其他线形工程上方跨过 的交叉方式。特点：施工方便、造价低、排水易处理；但占地大，引道较 长，跨线桥影响视线。如图a：2、下穿式：用通道或隧道 从被交道路或其他线形工程 下方穿过的交叉方式。特点：占地少、立面易处理、对视线和周围景观影响小，但施工期较长，造价高，排水困难。如图b ： 第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件（a）上跨式）上跨式（b）下穿式）下穿式第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条件立体交叉的类型及其使用条件1、分离式立体交叉：仅设

4、一座跨线构造物（跨线桥或通 道），上下各层道路与道路（或其他线形工程）间互不连通的交叉方式。特点：结构简单，占地少，造价低，但相交道路的车辆不能转弯行驶。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件分离式立体交叉分离式立体交叉第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件2、互通式立体交叉：不仅设跨线构造物使相交道路空间分 离，且上下道路之间相互连通的交叉方式。特点：可转弯行驶，全部或部分消灭了冲突点，各方向行相互干扰小，行车安全迅速，通行能力大，但结构复杂，占地多，造价高。公路互通式立体交叉分为枢纽互通式立体交叉和一般互通式立体交叉两类。互通式立体交

5、叉的形式，根据交叉处车流轨迹线的交叉方式和几何形状的不同，又可分为部分互通式、完全互通式和环形立体交叉三种。（1）部分互通式立体交叉：相交道路的车流轨迹之间至少 有一个平面冲突点的立体交叉称为部分互通式立体交叉。代表形式有菱形立体交叉和部分苜蓿叶形立体交 叉等。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 a）菱形立体交叉：设有四条单向匝道通向被交道路，在次要道路的连接部存在平面交叉的互通式立体交叉。 特点：保证主线直行车流快速通畅；左转车辆绕行距离较短；主线上有高标准的单一进出口，交通标志简单；主线下穿时匝道纵坡便于使出车辆减速和驶入车辆加速；形式简单，用地和工程费用小

6、。但影响通行能力和行车安全。 b）部分苜蓿叶形立体交叉：部分左转弯方向不设环形左转匝道，而程不完全苜蓿叶形的立体交叉。 特点：保证主线直行车流快速通畅；简化主线上的标志；仅需一座跨线构造物，用地和工程费用小；便于分期修建，远期可扩建为全苜蓿叶形立体交叉。但影响通行能力和行车安全，且有停车等待和错路运行的可能。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 （2）完全互通式立体交叉：相交道路的车流轨迹线全部在空间分离的交叉称为完全互通式立体交叉。其代表形式有喇叭形、苜蓿叶形、子叶形、Y形、X形、涡轮形、组合型等

7、。 a）喇叭形立体交叉：用一个环形（转向约为2700）左转匝道和一个半定向左转匝道组成的完全互通式立体交叉。喇叭形立体交叉可分为A型和B型，经环形左转匝道驶入正线（或主线）为A型，使出时为B型。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 喇叭形立体交叉第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 这种立体交叉除环形匝道适应车速较低外，其他匝道都能为转弯车辆提供较高速度的定向或半定向运行；只需一座跨线工造物，投资较省；无冲突点和交织，通行能力大，行车安全；造型美观，行车方向容易辨别。但环形匝道线形指标较低，行车速度低。一般适用于高速道路与一般道路相交

8、的T型交叉。b）苜蓿叶形立体交叉：用四个对称的环形立体匝道实现各方向左转车辆运行的全互通式立体交叉。 这种立体交叉匝道相互独立，无冲突点，交通运行连续而自然，仅需一座跨线构造物，可分期修建。但立体交叉占地面积大左转车辆绕行距离长，环形匝道适应车速较低，且跨线桥上下存在交织，限制了立体交叉的通行能力。适用于高速道路之间或城市外围环路上的不收费立交采用。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件c）子叶形立体交叉：是用两个环形匝道实现车辆左转的全互通式立体交叉。 这种立体交叉只需要一座跨线构造物，造价较低，匝道对称，造型美观。但交通运行条件不如喇叭形好，正线上存在交织，左转

9、车辆绕行长。多用于苜蓿叶形立体交叉的前期工程。布设时以主线下穿为宜。d）Y型立体交叉：是用定向匝道或半定向匝道实现车辆左转的全互通式立体交叉。 这种立体交叉能为转弯车辆提供高速的定向或半定向运行，通行能力大，无交织，无冲突点，行车安全；行车方向明确，路径短捷，运行流畅；正线外侧占地宽度较小。但跨线构造物多，造价较高。适用于各方向交通量都很大的三路互通式立体交叉。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件e）X形立体交叉：又称半定向式立体交叉，是由四条半定向左转匝道组成的高级全互通式立体交叉。 这种立体交叉各方向转弯车辆转向明确，自由流畅；单一的出口或入口，便于车辆运行和

10、简化标志；无冲突点无交织，行车安全；适应车速高，通行能力大。但层多桥长，造价高，占地面积大。一般多用于高速道路之间、各左转弯交通量大、车速要求高、通行能力大的枢纽互通式立体交叉。f）涡轮形立体交叉：是由四条半定向式左转匝道组成的一种高级全互通式立体交叉。 这种立体交叉匝道纵坡和缓，适应车速较高；车辆进出正线安全通畅；无冲突，无交织，通行能力大；占地面积大。适用于高速道路之间转弯速度要求较低的枢纽互通式立体交叉。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 g）组合形立体交叉：是根据交通量并根据地形、地物限制

11、条件，在同一座立体交叉中采用两种或两种以上不同形式的左转匝道结合而成的全互通式立体交叉。 这种立体交叉正线双向行车道在立交范围不拉开距离的情况下，左转匝道多为环形和半定向式匝道，组合形式多样；匝道布设形式与交通量相适应；充分利用地形、地物、，因地制宜。适用于一个或两个左转弯交通量较小的枢纽互通式立体交叉。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件3、环形立体交叉：是指主线直通，次线及主线转弯车辆环绕中心岛交织运行的互通式立体交叉。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 环形立体交叉能保证主线直通；无冲突点，交通组织方便；结构紧凑，占地较少。但

12、次要道路的通行能力受环道交织能力的限制，车速受到中心岛半径的影响，构造物较多，左转车辆绕行距离长。适用于主要道路与次要道路交叉，以用于五条以上道路橡胶为宜。布设时应让主线直通，中心岛可采用圆形、椭圆或其他形状。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件 (三)按其他方式分类 1、按几何形状分类 （1）T型立体交叉，如喇叭形、子叶形立体交叉等； （2）Y型立体交叉，如定向Y形、半定向Y形立体交叉等； （3）十字型立体交叉，如菱形、苜蓿叶形、定向型立体交叉等。第二节第二节 立体交叉的类型及其使用条立体交叉的类型及其使用条件件2、按汇交道路的条数分类（1）三路立体交叉，由三条

13、道路汇交于一处的立体交叉；（2）四路立体交叉，由四条道路汇交于一处的立体交叉；（3）多路立体交叉，由五条及五条以上道路汇交于一处的立体交叉。3、按层数分类（1）双层式立体交叉；（2）三层式立体交叉；（3）多层式立体交叉。4、按用途分类（1）公路立体交叉，指城镇范围以外的立体交叉；（2）城市道路立体交叉，指城镇范围以内的立体交叉；（3）公铁立体交叉，指道路与铁路的立体交叉；（4）人行立体交叉，供行人（有时含非机动车）横跨道路的人行天桥或人行地道。第三节 立体交叉的布置规划与形式选择（一）立体交叉的布置规划1、立交位置的选择2、立交的间距 满足交通密度的要求 满足交织段长度的要求 满足设置交通标志

14、的要求 驾驶员操作顺适的要求第三节 立体交叉的布置规划与形式选择第三节 立体交叉的布置规划与形式选择第三节 立体交叉的布置规划与形式选择1、影响立体交叉形式选择的因素 影响因素可概括为道路、交通、环境及自然条件，详见上图。2、立体交叉选择的基本原则（1）力争一条道路上立交形式统一，进出口匝道的通用性和一致性；（2）确保行车安全通畅和流的连续；（3）合理利用地形，造型与周围环境协调、美观；（4）远近结合，减少投资，考虑远期发展；（5）利于施工、养护、排水，尽量采用新技术；（6）造型与定位相结合；（7）分清主次，充分考虑平面线形和竖向高程的要求；（8）选型应与定位相结合。第三节 立体交叉的布置规划

15、与形式选择 3、立体交叉形式选择的方法步骤 初定立体交叉的基本形式 立体交叉几何形状及结构的选择 综合评价法 立体交叉方案比选 技术经济比较法第三节 立体交叉的布置规划与形式选择 （三）立体交叉的设计资料和设计步骤 1、设计资料设计资料自然资料交通资料道路资料其他资料文书资料排水资料1、设计资料2、设计步骤 设计 步骤技术设计初拟方案详细测量确定比较方案确定采用方案确定推荐方案第四节 匝道设计（一）匝道设计依据1、互通式立体交叉的类型级主线的线形指标第四节 匝道设计 2、匝道设计速度 公路互通式立体交叉匝道设计速度匝道形式匝道形式直接式直接式半直接式半直接式环形环形匝道设计速度（km/h）枢纽

16、互通式立交80、70、60、5080、70、60、50、4040一般互通式立交60、50、4060、50、4040、35、30第四节 匝道设计 城市道路互通式立体交叉匝道设计速度第四节 匝道设计选用匝道设计速度时应注意以下几点：（1）满足最佳车速的要求；（2）按匝道的不同形式选用；（3）适应分、合流处车辆行驶的需要；（4）适应车辆连续减速或预加速的需要；（5）考虑匝道的交通组织3、设计交通量 匝道的设计交通量是确定匝道类型、设计速度、几何形状的重要依据主要根据相交道路的现状交通量，结合交通调查资料，预测远景年的交叉口各转向交通量。4、通行能力 匝道的通行能力取决于匝道本身的通行能力、入口处的通

17、行能力、和出口处的通行能力，以三者之中较小者作为采用值。第四节 匝道设计 （二）匝道的分类 1、按匝道的功能及与正线的关系分类 （1）右转匝道：右转匝道皆为右出右进，一般不设跨线构造物。其特点是形式简单，车辆运行方便，直接顺当，行车安全。常用的线形有单（复）曲线、反向曲线、平行线和同向曲线四种。第四节 匝道设计第四节 匝道设计 2、左转匝道：车辆需转约9002700穿越对向车道及被交道路，除环形匝道外至少需要一座跨线构造物。可分为直接式、半直接式、间接式三种类型。 1）直接式：又称定向式或左出左进式。优点是线形简捷，转向明确，匝道长度最短，营运费用低；没有反向迂回，自然流畅，指标较高；适应车速

18、高，通行能力大。缺点是跨线构造物较多；正线对向行车道之间须有足够间距或设计成不等高的路基以上跨或下穿；对重型车和慢速车左侧高速使出困难，被交道路行车道左侧高速驶入困难且不安全。第四节 匝道设计第四节 匝道设计 2）半直接式：又称半定向式，按车辆由相交道路的进出方式可分为左出右进式、右出左进式，右出右进式三种基本形式。 左出右进式：左转车辆从行车道左侧直接分流驶出后左转弯，到被交道路时由右侧合流驶入。第四节 匝道设计第四节 匝道设计 右出左进式：左转车辆从行车道右侧直接分流右转驶出，在匝道上左转弯，到被交道路后直接由行车道左侧合流驶入。第四节 匝道设计 右出右进式：左转车辆从行车道右侧分流使出，

19、在匝道上左转弯到被交道路由右行车道右侧合流驶入。第四节 匝道设计 3）间接式：又称环形或环圈式，特点右出右进，行车安全；不需设构造物；造价最低。但最低线形指标差；占地较大；车速和通行能力低；左转绕行较长。第四节 匝道设计第四节 匝道设计 2、按匝道横断面的车道类型分类 （1）单向单车道匝道（ 型横断面），这是一种常用的匝道形式。 （2）单向双车道匝道（ 型横断面），匝道出入口之间的路段采用两个车道，但出入口采用单车道。 （3）单向双车道匝道（ 型横断面），两个车道之间可以采用划线分割，右侧设置紧急停车带。 （4）对向双车道匝道（ 型横断面），两个方向的车行道之间一般采用中央分隔带隔离，适用于转

20、弯交通量满足设计通行能力要求且用地允许的情况。第四节 匝道设计 （三）匝道线形设计标准 1、匝道平面线形指标 （1）匝道圆曲线半径：匝道圆曲线半径的大小取决于匝道的设计速度，同时应考虑经济性、安全性和舒适性。第四节 匝道设计公路立体交叉匝道圆曲线的最小半径第四节 匝道设计城市道路立体交叉匝道圆曲线的最小半径及平曲线最小长度 匝道设计速度（km/h）6050454035302520横向力系数u0.180.160.14超高ih=6%的最小半径（m）12080655040302015超高ih=4%的最小半径（m）13090756045352520超高ih=2%的最小半径（m）145100806550

21、403020不设超高的最小半径（m）1801251008060453530平曲线最小长度（m）10085756560504035第四节 匝道设计 （2）匝道回旋线参数 回旋线长度不应小于超高过度所需的长度，其参数以A1.5R为宜。反向曲线两个回旋线，其参数宜相等或相近。相差较大时，大小两参数之比不宜大于1.5。径向衔接的复曲线，其大小半径之比不应大于1.5，否则应设回旋线。第四节 匝道设计匝道回旋线参数及长度第四节 匝道设计 3）分流点处匝道最小曲率半径，如下表：主线设计速度（km/h）12010080最小曲率半径（m）一般值350300250极限值300250200第四节 匝道设计2、匝道纵

22、断面线形指标（1）匝道最大纵坡公路立体交叉匝道最大纵坡匝道设计速度（km/h）80、7060、5040、35、30最大纵坡（%）出口匝道上坡345下坡334入口匝道上坡334下坡345第四节 匝道设计城市道路立体交叉匝道最大纵坡匝道设计速度（km/h）8060最大纵坡（%）冰冻地区44非冰冻地区45第四节 匝道设计（2）匝道竖曲线最小半径及最小长度如下表：匝道设计速度匝道设计速度（km/h）80706050403530竖曲线最小半径（m）凸形一般值4500350020001600900700500极限值300020001400800450350250凹形一般值30002000150014009

23、00700400极限值200015001000700450350300竖曲线最小长度（m）一般值100907060403530极限值75605040353025第四节 匝道设计3、匝道横断面及加宽（1）匝道横断面：如下图所示：第四节 匝道设计（2）匝道的加宽及其过渡 匝道圆曲线的加宽值，应根据圆曲线半径的大小，按下表所示数值采用。第四节 匝道设计单车道匝道（单车道匝道（ 型）型） 单向双车道或对向双车道匝道（单向双车道或对向双车道匝道（ 2型）型）圆曲线半径（ m）加宽值（ m）圆曲线半径（ m）加宽值（ m）25272.0025262.2527291.7526272.0029321.5027

24、291.7532361.2529311.5036421.0031331.2542480.7533361.0048580.5036390.7558720.2539430.5072043470.25720第四节 匝道设计4、匝道的超高及其过渡（1）超高值：匝道上的曲线应根据规定要求设置必要的超高，超高值应根据匝道设计速度、圆曲线半径、公路条件、自然条件等经计算确定。（2）超高过渡段：匝道上直线与超高圆曲线之间，应设置超高过渡段。（3）超高设置方式：超高过渡段设置方法视匝道平面线形而定，设回旋线时，超高过渡在回旋线全长或部分范围内进行；无回旋线时，可将所需过渡段长度的1/31/2插入圆曲线，其余设在

25、直线上；两圆曲线径向相连时，可将过渡段的各半分别置于两圆曲线内。5、匝道的视距（1）识别视距（2）停车视距第四节 匝道设计（四）匝道的线形设计要点1、一般要求（1）匝道平面线形与汽车行驶速度由高到低再到高逐渐变化的过程相适应；（2）匝道平面线形与交通量相适应，转弯交通量大的匝道应采用较高的平面线形指标，行车路径应尽量短捷；（3）分、合流处的匝道应具有良好的平面线形和通式条件，分流处应比合流处具有更高的平面线形指标；（4）直接式匝道纵断面起伏时，凸形竖曲线前后的平面线形应一致，或具有良好的线形诱导。严禁在小半径凸形竖曲线后接反向平曲线。（5）应尽量避免不必要的反弯。2、匝道平面线形匝道平面线形要

26、素仍是直线、圆曲线及缓和曲线。因匝道通常较短，难以争取到较长直线，故多以曲线为主。第四节 匝道设计3、匝道平面线形的布设 根据汽车在匝道上的行驶特性及匝道平面现行的构成，不同形式的匝道，平面线形的布设会有所差异。 右转匝道和直接式左转匝道，一般宜采用单曲线或多心复曲线、同向曲线、卵形曲线。 半直接式左转匝道，其平面现行可由反向曲线或卵形曲线等组合组成。 环形左转匝道，简单的平面线形是采用单曲线，它设计方便但与匝道上车速的变化不适应。最好采用曲率半径由大到小再到大的水滴形或卵形曲线，以满足车速变化要求，但设计计算比较复杂。另外考虑减少占地和造价，环形匝道采用较小的圆曲线半径。第五节 匝道端部设计

27、定义：端部是指匝道两端分别与正线相连接的道口，它包括出 入口、变速车道及辅助车道等。一 .出口与入口设计1、主线出、入口(1)主线出、入口：一 般情况下主线出、入口应 设在主线行车道的右侧，出口位置应易于识别。匝道汇入主线之前保持主线100m和匝道60m的三角形区域内通视。第五节 匝道端部设计第五节 匝道端部设计一 .出口与入口设计分流处楔形端布置第五节 匝道端部设计一 .出口与入口设计分流处楔形端布置第五节 匝道端部设计一.出口与入口设计 分流鼻偏置值和鼻端半径分流方式分流方式主线偏置值主线偏置值C1（m）匝道偏置值匝道偏置值C2（m）鼻端半径鼻端半径r（m）驶离主线3.00.6-1.00.

28、6-1.0主线分岔1.80.6-1.0第五节 匝道端部设计一.出口与入口设计 分流鼻偏置加宽渐变率匝道设计速度（匝道设计速度（km/h）渐变率（渐变率（1/m）1201/121001/11801/10601/8401/7第五节 匝道端部设计一 .出口与入口设计2.互通式立交的平面交叉 互通式立交在次线或匝道上可设置平面交叉口。这种 平面交叉口往往决定整个立交的通行能力、服务水平和交 通安全，设计时应给予充分重视。这种交叉口与同等交通 量的平面交叉相比应当更加畅通和安全。第五节 匝道端部设计二.变速车道设计 1变速车道的形式：（1）直接式：不设平行路段，由正线斜向渐变加宽，形成一 条与匝道连接的

29、附加车道。 原则上减速车道采用直接式，另外加速车道较短或双车道的 变速车道应采用直接式。（2）平行式：在正线外侧平行增设的一条附加车道。 原则上加速车道采用平行式，因加速车道较长，平行式容 易布置。平行式变速车道端部应设渐变段与正线连接。第五节 匝道端部设计2. 变速车道的横断面 变速车道横断面的组成与单车道匝道基本相同，是由行车道、路肩和路缘带组成的。第五节 匝道端部设计3. 变速车道的长度 变速车道长度为加速或减速车道长度与渐变段长度之和。第五节 匝道端部设计三.辅助车道1. 基本车道数 是指一条车道或某一区段内，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。2. 车道平衡原则两条车流合流以后正线上的车道数应不小于合流前交汇道路 上所有车道数总和减一； 正线上车道数应不小于分流以后分叉道路的所有车道数总和 减一； 正线上的车道数每次减少不应多于一条。第五节 匝道端部设计第五节 匝道端部设计3. 辅助车道 在分、合流处，既要保持车道数平衡，又要保持基本车道数，如果二者发生矛盾时，可通过在分流点前或合流点后的正线上增设辅