道路工程(运输)第6-2章

6.4立体交叉设计6.4.1概述6.4.2立体交叉的类型与适用条件6.4.3立体交叉的布置规划与形式选择6.4.4匝道设计6.4.5端部设计6.4.6立体交叉的其它设计6.4.1概述1.立体交叉的概念与作用立体交叉是利用跨线构造物使道路与道路或道路与铁路在不同标高相互交叉的连接方式，简称立交。立交是高等级道路的重要组成部分，是道路交通的咽喉。立交作用可使各方向车流在不同标高的平面上行驶，消除或减少冲突点；车流可以连续运行，提高道路的通行能力；节约运行时间和燃料消耗；控制相交道路车辆的出入，减少对高等级道路的干扰。2.立体交叉的组成主线、立交桥、引道、匝道、变速车道、集散车道、出入口、三角带（绿化带）等部分组成。3.公路立交与城市立交的主要区别⑴公路立交一般为收费立交，而城市立交一般不收费；⑵公路立交一般不考虑行人和非机动车交通，而城市立交因受行人和非机动车的影响，一般形式复杂，跨线构造物较多。(3)城市立交受地上、地下各种建筑物和管线的影响较大；(4)城市立交施工时一般场地较小，施工难度较大；(5)城市立交比公路立交排水系统更为复杂。6.4.2立体交叉口的类型与适用条件6.4.2.1立交的分类1.按相交路线跨越方式划分（1）上跨式（2）下穿式2.按交通功能划分（1）全互通式（2）部分互通式（3）分离式3.按交通流线间的关系划分（1）完全立交（2）交织立交（3）不完全立交4.按相交道路的条数划分（1）三肢立交（2）四肢立交（3）多肢立交5.按结构层次划分（1）两层立交（2）三层立交（3）四层立交（4）多层立交6.4.2.2互通式立交的类型及特点1.三肢立交（1）喇叭形立交（两层）（2）环行立交（两层）（3）叶形立交（两层）（4）不完全定向立交（5）完全定向立交2.四肢两层式立交（机、非混行）（1）苜蓿叶形立交（2）环行立交（3）菱形立交（4）单点立交（菱形立交的特殊形式）（5）定向、半定向式立交（三）四肢三层立交1.苜蓿叶形立交（机、非分行）2.环行立交3.组合式立交4.定向、半定向式立交（四）四肢（多肢）四层及四层以上立交1.环行立交（机、非分行）2.组合式立交3.定向、半定向式立交完全苜蓿叶式立交（独立匝道）完全苜蓿叶式立交（双向匝道）完全苜蓿叶式立交（带集散车道）完全苜蓿叶式立交（长条形、双向匝道）部分苜蓿叶式立交（对角象限部分互通）部分苜蓿叶式立交（对角象限平交全互通）部分苜蓿叶式立交（相邻象限平交全互通）半定向式立交半定向式立交环行立交（二层、椭圆）环行立交（三层）定向立交（二层）定向立交（三层）定向立交（四层）组合式1组合式2菱形立交SPI-singlepointinterchange6.4.3立交规划布局与设计6.4.3.1立交的布置规划1.立交位置的选定应考虑的因素⑴相交道路的性质⑵相交道路的任务⑶相交道路的交通量⑷社会条件⑸地形条件⑹经济条件2.互通式立交之间的间隔应考虑的因素（1）满足匝道几何布置的要求；（2）应满足标志和信号布置的要求；（3）应考虑司机驾驶顺适的要求；（4）经济合理。3.同一条线路上立交布置的一致性（1）同一条线路上平交和立交不能混乱布置；（2）相继的立交的出口不应各式各样；（3）尽量避免同一座立交平交匝道和专用匝道同时出现；（4）注意沿线相连立交的驶入的一致性。4.立交工程的设计原则（1）线形简单、直捷、正常。（2）车辆运转顺适流畅。（3）行驶安全。（4）总体经济合理。（5）构造美观6.4.3.2立交形式的选择立交形式选择的目的，是为了提供行车效率高，安全舒适，适应设计交通量和计算行车速度，满足车辆转弯需要，并与环境相协调。⑴立交的形式主要取决于相交道路的性质、任务和远景交通量等，确保行车安全畅通和车流的连续。⑵选择立交的形式应与所在地的自然条件和环境条件相适应，要充分考虑区域规划、地形地质条件、可能提供的用地范围、文物古迹保护区、周围建筑物及设施分布现状等⑶选择立交的形式应全面考虑近、远期结合。⑷选择立交的形式应从实际出发，有利施工、养护和排水和降低成本。⑸选择立交的形式和总体布置要全面安排，考虑平面线形指标和竖向标高的要求。⑹选择立交的形式应与定位相结合。项目立交形式计算行车速度(km/h)交叉口总通行能力(pcu/h)占地面积（ha）适用条件直行左转右转定向形立交80～10070～8070～8013000～150008.5～12.51．高等级公路相互交叉；2．高等级公路与市郊快速路交叉。苜蓿叶形立交60～8030～4030～409000～130007.0～9.01．高等级公路相互交叉；2．高等级公路与快速路、主干路相交；3．用地允许的市区主要交叉口。部分苜蓿叶形立交30～8025～3530～406000～80003.5～5.01．高等级公路与快速路、主干路相交；2．苜蓿叶形立交的前期工程。菱形立交30～8025～3525～355000～70002.5～3.51．高等级公路与次要道路相交；2．快速路与主干路相交。三、四层环形立交60～8025～3525～357000～100004.0～4.51．快速路相互交叉；2．市区交叉口；3．高等级公路与次要道路相交。喇叭形立交60～8030～4030～406000～80003.5～4.51．高等级公路与快速路相交；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。三路子叶形立交60～8025～3525～355000～70003.0～4.01．高等级公路相互交叉；2．苜蓿叶形立交的前期工程。三路定向形立交80～10070～8070～808000～110006.0～7.01．高等级公路相互交叉；2．地形适宜的双向分离式道路相交。6.4.3.3立体交叉设计步骤1.收集资料地形图，规划图，周边建筑现状（地上、地下），地质、水文资料，路口交通资料，地面水排除出路等。2.方案设计（1）相交道路上下线位置的确定；（2）立交主要构造物的结构形式；（3）立交范围排水方式；（4）机非分行问题的处理；（5）检查各方案交通是否合理，线形是否流畅，立交结构是否合理，排水是否畅通。3、详细测量实地放线；平、纵、横断面地形测量；地质勘探（水文调查、地下建筑、管网调查）。4、施工图设计（1）路线设计部分同道路；（2）结构部分同桥（隧）；（3）排水设计；（4）照明设计（5）绿化设计；（6）标志设计1.广州区庄环行立交（四层）广州区庄立交设计概况：此立交位于环市东路和先烈路两主干道的交叉口。交通流量特点：80年，高峰小时机动车流量1800辆，非机动车流量高达22000辆。设计方案：四层环行立交。优点：占地面积节省；排水良好，最下一层不设排水站；机非分行，通行效果好。通行能力：机动车7200辆，非机动车30000辆。造价：950万。2.沈大高速公路灯塔立交4.沈阳方型广场立交6.4.4匝道设计定义：专供相交道路转弯车辆行驶的连接线。6.4.4.1匝道的分类1.按照匝道的功能及其与相交道路的关系分类⑴右转弯匝道⑵左转弯匝道①直接式②半直接式③间接式1左出右进式左转弯匝道右出左进式左转弯匝道右转弯匝道左出左进式左转弯匝道右出右进式左转弯匝道环形左转弯匝道2.按照匝道横断面车道数分类6.4.4.2匝道的特性⑴对称性：自身斜轴对称或自身无对称轴，但可分为相互轴对称。⑵独立性：每一种左转弯匝道都具有单独使用的特性。⑶组合性：各种基本形式的左转弯匝道，可以相互组合成许多斜轴对称或半轴对称的立交，或组合成完全不对称的立交。⑷可达性：任何一个方向左转弯的车辆，均可在所有象限内完成左转弯运行。⑸局域性：任何一个方向左转弯的车辆，均可在部分象限内完成左转弯运行。6.4.4.3匝道的设计依据1.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和建设费用等条件选定。2.设计交通量是确定匝道类型、计算行车速度、车道数、几何形状、不完全互通式或完全互通式以及是否分期修建等的基本依据。3.通行能力取决于匝道本身的通行能力和出、入口处的通行能力，以三者之中较小者作为采用值。6.4.5端部设计定义：指匝道两端分别与正线或匝道相连接的道口，包括出、入口、变速车道及辅助车道等。6.4.5.1出口与入口设计为便于车辆减速，出口最好位于上坡路段。入口最好位于下坡路段，以利于重型车辆加速。主线硬路肩较窄时主线硬路肩较宽时6.4.5.2变速车道设计1.定义：在匝道与正线连接的路段，为适应车辆变速行驶的需要，而不致影响正线交通所设置的附加车道。包括减速车道和加速车道。2.变速车道的形式①平行式：在正线外侧平行增设的一条附加车道。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。1平行式减速车道平行式加速车道直接式减速车道直接式加速车道变速车道的宽度（m）变速车道的平面由于减速车道线性不合理，车辆进入匝道前一般不走减速车道6.4.5.3辅助车道⑴基本车道数指一条道路或其某一区段内，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。⑵车道平衡原则为适应这种车流量的变化，在分、合流处的车道数应保持平衡。车道平衡的原则：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以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。1式中：NC—分流前或合流后的正线车道数；NF—分流后或合流前的正线车道数；NE—匝道的车道数。1EFcNNN车道数平衡且基本车道数连续车道数平衡且基本车道数连续车道数平衡但基本车道数不连续基本车道数连续但车道数不平衡分、合流间隔短的情况分、合流间隔长的情况6.4.6收费立交6.4.6.1收费立交的形式（1）设置收费立交的方法（2）收费立交的形式喇叭型立交Y型立交子叶式立交平面交叉小结：1.立体交叉的分类及适用条件2.立体交叉的规划布置3.匝道设计要点4.立交端部设计要点5.收费立交布置