大工13秋《道路勘测设计》辅导资料十七.doc

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道路勘测设计辅导资料十七

主 题：第九章 道路立体交叉
学习时间：2014年1月20日－1月26日
内 容：
我们这周主要学习道路立体交叉的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深相关知识的理解。

一、学习要求
1．掌握交叉口的交通特性分析；
2．掌握交叉口交通处理的基本方法。

二、主要内容及典型例题
交叉口的交通特性分析
1、交错点（特征点）
⑴分叉点(分流点)
⑵汇合点(合流点)
⑶冲突点(交叉点)
2、通过对交错点的分析，可知：
⑴在无交通信号控制的交叉口上，都存在着冲突点、汇合点和分叉点，并随相交道路的条数增加而显著增加，冲突点的增加最快。
分叉点数=合流点数=n(n-2)
冲突点数=n (n-1)(n-2)/6
⑵产生冲突点最多的是左转弯车道。
⑶为了控制和减少交叉口上的冲突点，以保证行车安全，必须设置信号灯，按顺序开放各条道路的交通。
交叉口交通处理的基本方法
交叉口进行交通处理的主要目的是消除或减少各类交通特征点，特别是冲突点的数量。
简答1：交通口交通处理的方法主要有哪些？
1、实行交通管制
2、渠化交通
3、立体交叉
三、交叉口设计内容道路平面交叉口设计的内容有：
简答2：道路平面交叉口设计的内容有哪些？
1、正确选择交叉口的位置和形式，确定各组成部位的几何尺寸
2、合理布置各种交通设施
3、作好交叉口的立面设计
4、验算交叉口的通行能力
平面交叉口的形式决定于道路网的规划、交叉口用地、周围的地形地物，以及交通量、交通性质和交通组织等。根据相交道路的条件和交通管制的不同有多种分类形式。
按几何形状分类
1、T型和Y型平面交叉（三路交叉）
当相交道路交角在75°~105°范围内的 三路交叉为T型交叉；
当相交道路的交角小于75°或大于105°的三路交叉为Y型交叉。
简答3：根据交通管制的方式和程度不同，将T型和Y型交叉又分为哪几类？
⑴加铺转角式交叉：
由道路相交直接形成的三路交叉，只在交叉角处将道路边缘做成圆弧形，是一种简单交叉口，当相交道路交通量不大、车速不高、转弯车辆少时可采用。
⑵分道转弯式交叉：
当相交道路的交通量不大，但转弯车辆较多时，可采取在交叉口内设置导流岛，在车行道上划线等措施组织交通，形成分道转弯式三路交叉。一般适用于三、四级公路，同时也适合斜交角不大于30°的次要公路和比较重要的公路的连接。
⑶加宽路口式交叉：
当交通量较大，转弯车辆较多，而交叉口的通行能力不能保证交通量的需要时，根据转向交通量情况，可采用增设变速车道、转弯车道等措施，即将交叉口连接部的道路拓宽，形成加宽路口式交叉。这种交叉口可以单设右转或左转车道，也可以同时增设左，右转车道，以提高交叉口的通行能力。一般适用于二级公路。
⑷渠化交叉：
在交叉口处，采用交通岛、交通标志和在车行道上划线的措施，使不同性质、速度的车辆能像渠水那样，顺着一定的方向，互不干扰的行驶，形成渠化交叉。
2、十字型平面交叉
⑴简易十字形交叉：
由道路相交而直接形成的四路交叉，只在交叉角处将道路边缘做成圆弧形。一般适用于三、四级公路或地方道路，也可用于斜交角不大于30°和转弯交通量较小的主要公路同次要公路的交叉。
⑵设附加车道的十字形交叉：
当主要公路交通量大，且转弯交通量亦大时，可在交通范围内的主要公路上设置附加车道，提高直行和转弯运行的通行能力，形成设附加车道的十字形交叉，一般适用于二级公路。
⑶渠化十字形交叉：
渠化十字形交叉的设计应根据直行和转弯交通量的大小、比例和和交通组成确定。
3、环形交叉
在交叉口的中央设置中心岛，围绕中心岛设置车行环道。所有进入环道的车辆，一律按逆时针方向环绕中心岛作单向行驶，直至所要去的路口方离开环道驶出．多条公路交叉，当交叉口的总交通量为500辆/h~3000辆/h，且左、右转弯车辆较多时，可考虑采用环形交叉。
简答4：按交通控制方式分类分为哪几类？
1、无信号控制交叉
此种交叉应指定优先道路，而在非优先道路的交叉入口处设置“让”或“停”的交通标志，使非优先道路的车辆在进入交叉口前要缓行或停候，判断主路车流间隔允许通过时方可进入交叉口。当两条相交道路等级接近时，也可在各个路口均设“让”或“停”的交通标志，以提醒司机要注意谦让并安全通过。对于部分控制出入的一级公路的平面交叉不得设置信号控制，当计算行车速度大于等于60km/h的一般公路，对直行交通不得设置信号控制。
2、有信号控制交叉
在城市出入口通过城镇的地段，对车速有限制时，可设置信号控制。
交叉口的视距保证
在无交通信号的平面交叉口内，为保证交通安全,当遇相交道路来车时，应保证双方能有足够距离采取制动措施而在冲突点前安全停车，因此要求车辆在达到冲突点前有一个停车视距。
视距三角形：由两相交道路的停车视距所组成的三角形称为视距三角形。在此范围内不能有任何障碍阻碍司机视线。
左转车道设计
(1)左转车道设置的作用
减少与左转交通有关的交通事故；
排除左转交通对直行交通的干扰,提高交叉口的通行能力；
为有交通信号控制的交叉口设置左转专用显示提供条件。
(2)除以下情况均应设置左转车道
禁止左转的交叉口；
道路交通量少,通行能力有很大富裕时；
计算行车时速小于40km的双车道公路,设计小时交通量小于200量。
(3)左转车道的设置有三种方式：
有较宽中央分隔带时,压缩分隔带宽度辟为左转弯车道；
有中央分割带,但宽度不足时,可将驶入段车道线偏移以增设左转弯车道；
无中央分割带时,可用拓宽路口的方式增设左转弯车道。
当平面交叉有加速合流或减速分流交通时,应分别设置加速或减速车道。
左转弯车道的长度由分流、减速和等候转弯车辆排队所需的长度组成。
右转车道设计
(1)右转车道设置的作用
减少对直行交通的干扰，提高交叉口的通行能力；
改善右转车通过条件，特别是对锐转角的右转车道；
在有交通信号控制的交叉口，可确保右转车通过（前提是右转车不受交通信号控制）。
(2)下列情况均应设置右转车道
平面交叉角小于60°，右转弯交通量较大时；
右转弯交通量较大，所需车速较高时；
(3)右转车道的设置方式
右转弯车道可用拓宽路口的方式增设右转弯车道。
右转弯车道长度，考虑转弯车辆排队长度时，计算公式与左转弯车道相同。
3、渠化设计
当平面交叉处交通量较大时，应采取交通岛、路面标线等设施分隔和疏导车流，即进行交叉口的渠化设计。
渠化交通的作用
(1)利用分车线或分隔带、交通岛，将道路上不同行驶方向和行驶速度的车辆划分车道行驶，使司机易辨明车辆往来的方向，因而可减少车辆之间的碰撞机会，增加交通安全性；
(2)利用交通岛的布置，限制车道宽度，控制车速防止超车或转错车道；
(3)渠化交通增设的交通岛便于设置各种交通标志。
渠化设计的原则
(1)渠化行驶路线应简单明了，过于复杂的设计容易使车辆误行，反而降低其使用效果；
(2)设置导流设施时，应避免交通流的分流、合流集中于一点；
(3)导流车道的宽度应适当，过宽会引起车辆并行，容易发生刮擦事故。
(4)驾驶者驶近导流设施前应能醒目地察觉到导流设施的存在。交通岛的端部应视情况设置标志、标线和照明等设施。
交通岛设计
交通岛可按使用要求分别采用导流岛或安全岛。
交通岛根据其大小，位置和用途可采用下列三种方式标示边界：
用缘石标界，交通岛高出路面；
用路面标线标界，岛的全部或部分面积上标以斑马线；
用路面边缘标界，岛为未铺路面的区域，在其边界处可立标柱或在路边缘以外堆土。
(1)导流岛
导流岛一般采用缘石围成高出路面的实体岛，当岛面窄小时，可采用路面标线表示的隐形岛。导流岛边缘的线形为直线与圆曲线的组合。
(2)安全岛
当计算行车速度大于60km/h的公路，若平面交叉处有横穿公路的行人，且横穿距离较长，则应设计安全岛，以确保行人的安全。
4、环行交叉设计
环行交叉设计的基本要素：中心岛直径、交织长度、环道宽度、交织角、环道进出口半径及环道的路拱横坡等。
⑴中心岛直径
中心岛直径首先应满足计算行车速度的要求，然后再按相交道路的条数和宽度演算。
⑵交织长度
环形交叉是进环和出环车辆在环道上互相交织来完成其进、出行驶的。当两相邻路口之间有足够的距离，使在环道上行驶的车辆可在合适的时机，互相交织连续行驶，该段距离称为交织长度。交织长度取决于在环道上的计算行车速度及中心岛的直径。
⑶环道宽度
环道就是环绕中心岛的行车道，其宽度取决于相交道路的交通量和交通组织。一般将靠近中心岛的一条车道作为绕行之用，靠最外侧的一条车道作右转弯车辆行驶用，中间一条车道作交织之用，这样，环道上一般是三条道。当非机动车交通量较少，相交公路交通量不大时，亦可采用双车道。包括路面加宽值的三车道宽度可采用12m，双车道宽度可采用9m。
⑷交织角
交织角是进环车辆的轨迹与出环车辆的轨迹平均的相交角度。它以右转弯车道的外缘 1.5m和中心岛缘石外缘1.5m的两条切线交角来表示。交织角的大小取决于环道宽度和交织长度。交织角越小，行车越安全，但交织长度和中心岛直径就要增大，占地增加。交织角一般限制在40°以内，以20°~30 °为宜。
⑸进、出口半径
环道进、出口曲线半径，应与环道计算行车速度相适应。为了限制进环车辆的速度，环道进口曲线半径采用接近或小于中心岛半径的数值，同时注意各条相交公路的进口曲线半径不应相差过大，以利行车安全。环道出口曲线半径可较进口曲线半径稍大，以利汽车加速出环。
⑹环道的路拱横坡
环道的路拱横坡，一般不设超高，为保证内环车辆行驶的安全及平顺，并利于排水，可将靠近中心岛的绕环车道做成向内倾斜的横坡，其余几条车道做成向外倾斜的横坡。路拱横坡值可按路面类型选用。亦可将环道均做成向外倾斜的横坡，使口内雨水完全排出。另外，在进、出口之间无交通的地方可设置三角形导流岛，以渠化进、出口的交通。
交叉口的竖向设计
简答5：交叉口竖向设计的目的和原则分别是什么？
交叉口竖向设计的目的是合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面各个点的设计标高。统一解决行车、排水、建筑艺术三方面在立面位置上的要求，使相交道路在交叉口处形成一个平顺的路面，以保证行车顺适，排水通畅，并与周围建筑物的地面标高协调而具有良好的空间观感。
竖向设计的一般原则如下：
(1)主要道路与次要道路相交时，次要道路的纵坡、横坡迁就主要道路纵、横坡的变化。主要道路的纵、横断面均维持不变，以保证主要道路的交通便利。
(2)等级相同的两条道路交叉，如交通量差别不大时，一般维持两条道路的设计纵坡不变，而和缓地改变它们的横坡，使两条道路在竖向上取得平顺。
(3)路口设计纵坡不宜太大，一般不大于2%，困难情况下不大于3%。
(4)交叉口竖向设计标高应与四周建筑物地坪标高相协调。
(5)为保证排水，设计时至少应有一条道路的纵坡离开交叉口。
(6)合理确定变坡点和布置雨水口。
2、交叉口竖向设计的基本型式
交叉口竖向设计的型式，主要取决于地形以及与地形相适应的相交道路的纵、横断面。以十字交叉为例，主要有六种基本型式：
(1)相交道路的纵坡均由交叉口向外倾斜。设计时只需把交叉口的坡度做成与相交道路相同的坡度，调整一下接近交叉口的道路横坡，让地面水流向路基以外。
(2)相交道路纵坡均向交叉口中心倾斜。在这种情况下，地面水向交叉口中心集中，致使交叉口中心积水，设计时可使交叉口中心地带略升高一些，但这样做会使交叉口内的纵坡有起伏变化，不利行车，因此，在公路上尽量不采用此种型式，至少应使一条道路的纵坡向交叉口外倾斜。
(3)三条道路的纵坡由交叉口向外倾斜，而另一条道路纵坡向交叉口内倾斜。设计时可保持相交道路的横断面形状，对倾向交叉口的道路在其进入交叉口范围后将原 来的拱顶线改变为三个方向离开交叉口。
(4)三条道路的纵坡向交叉口中心倾斜，而另一条道路纵坡由交叉口中心向外倾斜。设计时，因有一条道路位于河谷线上，另一条道路的纵断面在进入交叉口前产生转折点形成过路横沟，对行车不利。所以应尽量使纵坡的转折点离开交叉口远些，并插入竖曲线加以缓和。
(5)相临道路的纵坡向交叉口倾斜，而另两条道路的纵坡由交叉口向外倾斜。设计时可不改变相交道路的纵坡，按天然斜坡地面，将两条道路的横坡在进入交叉口前逐渐向相交道路的纵坡方向倾斜，使交叉口形成一个单向倾斜的斜面。
(6)相对两条道路的纵坡向交叉口倾斜，另外两条道路的纵坡向外倾斜（交叉口位于马鞍形地形上）。设计时，相交道路纵横坡可按自然地形在交叉口内适当调整。
3、交叉口竖向设计的方法与步骤
交叉口竖向设计主要采用方格网法或方格网设计等高线法．方格网法是在交叉口设计范围内，以相交道路的中心线为坐标基线打方网，斜交道路的方格网线应选在便于施工放线测量的方向，测出方格网各点上的地面标高并求出其设计标高，从而算出施工高度。方格网设计等高线法是在方格网法基础上进一步绘出设计等高线，以便更清晰地反映出交叉口的竖向设计形状，多用于大型交叉口和广场的竖向设计。对一般交叉口则多用方格网法。
方格网设计等高线的方法与步骤
搜集资料 搜集的资料包括：
测量资料：一般常用1：500或1：200的地形图，在图上以相交道路的中心线为坐标基线打方格网，方格的大小视相交道路的等级、地形和设计精度的要求而定，一般采用5m5m或l0ml0m，并测出方格点的地面标高。
交通资料：包括交通量和交通组成。
道路资料：如道路等级、宽度、纵坡、横坡及交叉口控制标高等。
绘制交叉口平面图 交叉口平面图包括路中心线、行车道和路肩宽度、转弯半径、分隔带宽度，标出各相交道路的纵坡及横坡度。
确定交叉口设计范围 设计范围一般为转弯半径的切点以外5m~l0m(相当于一个方格)，这是考虑到从相交道路的双坡断面过渡到单坡断面需要有一段距离。
确定设计图式及等高线间距 根据相交道路的等级、纵坡方向、地形情况及排水要求等，确定采用竖向设计的型式，并选定相邻等高线的等高距，根据坡度的缓急一般取0.02~0.10(宜取偶数以便于计算)。
绘制方格网线：在交叉口平面上，平行于道路中心线绘出5m5m或l0ml0m方格网线。
绘制等高线
路段上设计等高线的绘制。
交叉口设计等高线的绘制。
首先要确定路脊线和控制标高。
所谓路脊线就是路拱顶点的连线。在交叉口上，相交道路的路中心线交会于一点时，一般说来，路中心线即为路脊线，路脊线的交点即为其控制标高 。
在斜交的T形交叉上，相交的道路虽然必交于一点，但当斜交的偏角过大时，其路中心线就不宜作为路脊线，应加以调整。
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