城市道路设计-立交 131页

第八章立交的规划与设计 第一节概述一、立交的组成主线：组成立交的主体，指相交道路的直行车道。匝道：指上下相交道路转弯车辆行驶的连接道路。出入口：主线进出匝道的道口。变速车道：为车辆提供变速行驶的匝道的部分。 二、公路立交与城市立交的特征1。公路立交一般为收费立交，可供选择的形式少；而城市立交一般不收费，选择形式多样。2。公路立交一般不考虑行人和非机动车，立交形式简单，以二层式为主；城市立交相反；3。公路立交间距大，相互干扰小；城市立交间距小，相互影响大，且匝道和其他设施布置不易；4。公路立交设计车速大，相应的指标高；5。城市立交用地紧，往往采用非标准立交； 6。城市立交受地上地下的各种建筑物和管线的影响大；7。城市立交比公路立交更多的注重美观问题；8。城市立交须考虑施工时在狭窄的场地条件下，便于维持原有的交通和进行快速施工；9。城市立交比公路立交的排水系统更为复杂； 城市立交明显的占地与复杂特征在这张图片中得以体现。 道路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路高速公路一二（一）三（二）三三一级公路二（一）三（二）（三）（三）（三）二级公路三（二）（三）∕∕∕三级公路三（三）∕∕∕四级公路三（三）∕∕∕公路立交等级 高速路快速路主干路次干路支路快速路一一一、二三、四四主干路一、二一、二二三次干路三、四三、四三城市道路等级选用表 三、立交的设计资料与设计步骤1。设计资料自然资料交通资料道路资料排水资料文书资料----设计任务书及有关文件；技术标准和要求；其他资料----取土、弃土和材料来源，施工单位、施工季节、工期、交通组织和安全等方面的资料； 2。设计步骤初拟方案确定比较方案确定推荐方案确定采用方案详细测量技术设计 第二节立交的规划一、设置原则必须以路网规划为依据，以宏观的角度和微观分析结合的观点判断立交造成的各个方面的影响和效益；二、设置条件参照《道路勘测设计》 立交位置设置的考虑因素相交道路的性质：相交道路的任务：地形条件：相交道路的交通量：立交的位置布局应该与立交的间距相协调。 三、立交布置要求1。立交形式的统一注意要点：一条道路上应避免平交立交交错布置；立交出口的位置应该相似；出口的方式应该一致；（都为右进右出等）出口的形式、标志设置、契形端部设计、等要一致； 立交的布置2。高速道路的连续性连续性指沿指定路线全长的定向行驶轨迹的保证，应用了车道平衡原理，保持车辆运行的均匀性和维持基本的车道数；保证主要行车方向道路的平顺、直捷和通畅。保证路线的连续性可以减少车道的变化，简化标志、直行路线顺畅和减少驾驶员寻找导向标志的时间，从而方便驾驶操作， 五、立交的间距（一）影响立交间距的因素道路网的交通密度要求；相邻立交交织段长度的要求；标志和信号布置的要求；驾驶员操作顺适的要求；经济上的考虑立交所处的区位（服务功能） 第三节立交的选型与设计一、按相交道路的跨越方式分1。上跨式2。下穿式 二、按交通功能分分离式与互通式互通式立交：根据车流轨迹线的交叉方式和几何形状不同，又可分为完全互通式、部分互通式和交织型立交三种； 特殊的立交－－－动物保护通道 立交分类分离式互通式完全互通式部分互通式交织型立交 二、立交的形式及特点1。三路立交（1）三路全互通式立体交叉A)喇叭型立交b)子叶型立交c)Y型立交 喇叭型立交优点：（1）除环圈匝道外，各个匝道都可以提供高速行驶；（2）只需一座跨线构造物，投资少；（3）没有冲突点和交织点（4）结构简单，造型美观，行车容易判别方向；缺点：环圈匝道车速低，左转车辆绕行长； 子叶式立交优点：1）只需建一座构造物，造价低；2）匝道对称布置，造型美观：缺点：1）环型匝道半径小，线形差；2）左转车辆绕行距离长；3）存在交织问题； 三路定向式立交 三路环形立交(完全互通，但有交织） 2.四路立交1）半互通立交（菱形、半苜蓿叶）2）完全互通立交（全苜蓿叶及其变种）3）交织型立交（环形立交） 1）四路全互通式立交a.全苜蓿叶立交b.X型立交c.定向式立交d.涡轮式立交e.组合式立交 全苜蓿叶立交优点：1。左转变为右转，不存在冲突点。2。车流组织顺畅，容易。3。只有一座桥梁。4。绿化面积大，比较美观。缺点：1。占地面积大，一般约在6公顷以上。2。存在交织问题。3。环状匝道的车速低。 增加集散车道，以改善交织问题。 X型立交 定向式立交 涡轮式立交（半定向式立交） 苜蓿叶立交的变形为适应各个方向的交通量和交通需求，以及占地条件的限制。经常按照各个匝道的性质来组合成各种型式的立交 两个环型匝道的类型 三个环圈匝道型 2。四路部分互通式立交存在平交冲突点的立交形式。菱形立交半苜蓿叶型立交部分连接式立交 菱形立交（部分互通立交）存在平交冲突点 菱形立交（半互通立交） 半苜蓿叶型 3）交织型立交环型立交匝道交织型立交主线交织型立交 主要道路匝道交织型 多路相交的立交 四、收费立交 1。连接线设置的原则连接线可以在任一象限，主要取决于地形地物的限制；连接线的长度应满足加减速的要求； 五、立交形式的选择1。影响立交形式选择的因素相交道路的性质交通条件自然条件环境条件 项目立交形式计算行车速度（km/h）交叉口总通行能力（pcu）占地面积（公顷）相交道路等级及交叉口情况直行左转右转定向式立交80～10070～8070～8013000～150008.5～12.51.高速公路相互交叉；2.高速公路与市郊快速路相交。苜蓿叶式立交60～8030～4030～409000～130007.0～9.01.高速公路相互交叉；2.高速公路与快速路、主干路相交。3.用地允许的市区主要交叉口部分苜蓿叶式立交30～8025～3525～356000～80003.5～5.01..高速公路与快速路、主干路相交；2.苜蓿叶式立交的前期工程。菱形立交30～8025～3525～355000～70002.5～3.51.高速公路与次要公路相交；2.快速路与主干路相交。三、四层式环形立交60～8025～3525～357000～100004.0～4.51.快速路相互交叉；2.市区交叉口；3.高等级公路与次要相交。喇叭形立交60～8030～4030～406000～80003.4～4.51.高速公路与快速路相交；2.高等级公路相互交叉；3.用地允许的市区交叉口。三路环形立交60～8025～3525～355000～70002.5～3.01.高等级公路相互交叉；2.市区T形、Y形交叉口。三路子叶式立交60～8025～3525～355000～70003.0～4.01.高等级公路相互交叉；2.苜蓿叶式立交的前期工程。三路定向型立交80～10070～8070～808000～110006.0～7.01.高速公路相互交叉；2.地形适宜的双向分离式道路相交。 第四节匝道设计一、匝道的组成与分类1。车流轨迹线的交错形式 2。分合流的组合形式 2。匝道的组成 3。匝道的分类1）右转匝道 2）左转匝道a.直接式（左出左进式）优点：匝道长度最短，自然顺畅；适应车速高，通行能力大；缺点：跨线构造物多，双向行车道之间必须有一定宽度以便布线。对慢速车辆驶出困难。 b.半直接式左出右进式与定向式匝道相比，右进改变了左进的缺点，但存在左出的问题；匝道略绕行；驶出道路双向车道之间需有足够的间距； 右出左进式改善了左出的缺点，但存在左进的问题；驶入道路双向车道之间需有足够间距，其余同上。 右出右进式完全消除了左出、左进的缺点，行车安全，但匝道绕行最长，构造物最多。 c.间接式（环圈式）环圈式左转匝道的特点是右出右进，行车安全，匝道上不需设跨线构造物，造价最低。匝道线形指标差，适应车速低，通行能力较小．左转绕行距离长。 以匝道横断面车道类型分a)单向单车道b)单向双车道c)双向双车道(无分隔）d)双向双车道（有分隔） （二）匝道的布设一、汽车在匝道上的行驶特性汽车由一条主线到匝道再到另一条主线划分为以下几个过程：分流行驶过程减速行驶过程匀速或变速行驶过程加速行驶过程合流行驶过程车速由V1——V（I）——V2 二、匝道的平面线形1。安全性分析及其对线形的要求 2。匝道平面线形的构成 二、左转匝道的特点任何一个方向的左转车辆，均可在所有的象限内完成左转运行。所有行驶方向的左转车辆，均可在部分象限内完成左转弯运行 局域性 三、匝道的组合设计三路互通式立交的组合1。基本组合形式 立交的组合 2。直行车道局部改线处理 左转匝道交叉点移动处理 （三）匝道的设计依据一、立交的等级 二、计算行车速度匝道的计算行车速度主要是根据立交的等级、转弯交通量的大小以及用地等条件控制的。匝道的车速一般为主线的50%~70%；匝道的计算行车速度通常都较正线低，但降低不得过大，以免车辆在离开或进入正线时产生急剧的减速或加速，导致行车危险和不顺畅。期望值以接近主线平均行驶速度为宜。 三、设计交通量匝道的设计交通量指远景设计年限的交通量。根据相交道路设计年限的年平均日交通量，结合交通调查资料推算出各转弯方向的交通量而得。设计小时交通量：DHV=AADT*KK---高峰小时系数，一般应通过实际调查得到。 2。匝道的通行能力1）匝道本身的通行能力：《规范》规定计算行车速度50403020可能通行能力（PCU/h）1690164015501380 单车道匝道驶出单向双车道主线匝道出入口的通行能力单车道匝道驶入双车道正线 3。交织路段的通行能力 （四）匝道的线形设计标准一、匝道的平面线形（1）一般要求a．汽车在匝道上的行驶速度是由高到低再到高逐渐变化的过程，在匝道平面线形设计中，平曲线的曲率变化也应与此变速行驶状态相适应,b.匝道平面线形应与其交通量相适应。转弯交通量大的匝道，通行能力较大，行车速度要求高一些，线形应采用较高的技术指标，行车路径应尽量短捷。c.出口匝道的平面线形指标应高于入口匝道。 d.分、合流处应具有良好的平面线形和通视条件。e.匝道平面线形在满足交通条件、场地条件和技术指标的前提下，各条匝道应合理组合，尽量减少拆迁和占地面积 1。匝道的圆曲线半径二、匝道的平曲线要素匝道计算行车速度（km/h）806050403530匝道圆曲线最小半径（m）一般值280150100604030极限值23012080453525 2。匝道的回旋线参数对以曲线为主的匝道来说，在匝道平面线形设计中应以回旋线作为主要的线形要素加以灵活应用。直线与圆曲线之间、圆曲线与圆曲线(同向曲线或反向曲线)之间均应以回旋线平顺连接。3。分流点处的曲率半径与回旋线参数匝道计算行车速度（km/h）806050403530回旋线参数A(m)1407050353020 二、匝道的纵断面1。匝道的最大纵坡2。竖曲线最小半径3。分流点附近竖曲线最小半径及长度匝道计算行车速度（km/h）806050≤40最大纵坡（％）一般地区455.56特殊地区566/ 三、匝道的横断面1。横断面形式2。匝道的加宽四、匝道的超高及其过渡1。超高值2。超高过渡段五、匝道的视距（停车视距，识别视距） （五）匝道的几何设计一、匝道的平面设计1。一般要求匝道平曲线曲率的变化要与变速行驶状态相适应；平面线形的技术标准应与交通量相适应；出口匝道的线形指标应高于入口匝道；分、合流出应有良好的线形指标；平面线形在满足交通条件、场地条件、和技术指标的前提下，各个匝道应合理组织，尽量减少占地面积；当匝道上设有收费站、停车场等设施时，要考虑这些设施的用地以及保证变速行驶的条件； 2。匝道的平曲线的特殊性展线空间小需充分考虑纵断面；匝道端部的线形的约束作用；平曲线的组合问题； （六）匝道的端部设计一、车道平衡设计1。基本车道数是指一条道路或某一区段内，根据交通量和通行能力的要求所必须的一定数量的车道数。2。车道平衡原则1）两条车流合流后主线上的车道数应不少于合流前交汇道路上所有车道总数总和减一；2）主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）主线上的车道数每次减少不应多于一条； 3。辅助车道在分、合流处既要保持车道数平衡，又要保证基本车道数，如果二者发生矛盾，可通过在分流点前与合流点后的主线上增设辅助车道的办法来解决。 （1）平行式：是在正线外侧平行增设的一条附加车道。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。加速车道原则上采用平行式，因为加速车道较长，平行式容易布置，设计简单；但当正线交通量较小而设计车速较高时，加速车道也可采用直接式。（2）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附加车道。其特点是线形平顺与行车轨迹吻合，对行车有利，但起点不易识别。减速车道原则上采用直接式。二、变速车道设计 二、变速车道设计 第五节匝道平面线形设计方法本节简要介绍积木法和模式法一、积木法把每条匝道看成由一个个独立的线形单元拼接而成，只要知道匝道的起点信息或设计好的匝道的终点信息，对于任一线形单元，只要给定必要的线形参数，从匝道的起点开始，利用上述三种曲线单元之一逐段向前拼接，象搭积木一样设计出理想的匝道平面线形。 1。直线单元已知直线段长度，起点的坐标和方位角。求出终点的坐标和方位角。 二、模式法模式法就是将设计中常用的线形组合，根据直线和圆曲线、圆曲线和圆曲线之间的关系建立了直圆型。卵型、S型、C型等几种基本线形模式。 直线与圆曲线间距D由解析几何知识知：2.回旋线参数A及其长度LS 上式中，y所以，式中只含未知数LS,可以用牛顿求根法解出Ls. 思考题立交选型的影响因素是什么？主线上跨和下穿的区别是什么？匝道的形式如何确定？立交的匝道如何分类？匝道的平面设计应该注意什么问题？匝道的纵断面设计应该注意什么问题？立交出入口设计应注意什么问题？加减速车道有何不同？