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1、第六章 道路立体交叉,第一节立体交叉的概念、作用、 设置条件/类型及形式的选择 第二节 立交主线的平纵线形 第三节 立交匝道,第一节立体交叉的概念、 作用、 设置条件、 类型及形式的选择,一、立体交叉的概念,是指两条线路（公路与公路 公路与铁路 公路与其它通道）在不同平面上相互交叉的联接方式。具体的说，就是用跨线桥或地道桥使相交路线在高程不同的平面上互相交叉的交通设施。,二、立体交叉的作用,几条道路在一个平面互相交叉形成平面交叉口，则在这个平面交叉口范围内，车辆从不同方向汇集而来，又向不同方向疏散，形成复杂的交通状态，使行车速度大大降低，通行能力大大降低，交通安全严重恶化，往往造成交通堵塞。
2、但如果采用立体交叉，则可使各向车流在不同平面上通过，各行其道，互不干扰，从而显著提高行车速度，增大通行能力，同时保持交通安全，改善交通环境，提高经济效益和社会效益。,三、立体交叉的设置条件,其设置条件可概括如下： 1.相交道路等级高 高速公路或快速路与各级道路相交，均应设置立体交叉。 一级公路或主干路与交通繁忙的其他道路相交，通过技术经济论证，可设置立体交叉。,由于立体交叉占地面积大，施工复杂，投资额大，立体交叉的设置应根据相交道路的性质、 等级 、社会条件、 自然条件及交通管理方式等因素确定 ，因此兴建立交的决策，应根据技术经济论证和规划确定之。,2.交叉口的交通量大 相交道路为四车道以上，
3、交通量大，且对平面交叉口采取改善交通的组织措施难以奏效时，可设置立体交叉。,3.道路与铁路的交叉，符合下列条件时，可设置立体交叉： 高速公路或快速路与铁路交叉，必须设置立体交叉 一般公路、 城市道路与铁路交叉，道口交通量大，因铁路作业致使封闭道口的时间较长，应设置立体交叉。,四、立体交叉的类型,车行立体交叉的形式很多，目前世界各国建成的共有180余种以上，其中应用最广泛的有10余种。如此之多，如何来描述它，下面对他进行分类：,五、各种类型的特点及实用性：,1.上跨式和下穿式立体交叉：,上跨式：上跨式立交桥的主要交叉构筑物高于地面交通设施，如图：,下穿式：下穿式立交桥的主要交叉构筑物低于地面交通
4、设施，如图：,半上跨半下穿式（相对于地面标高）的立交桥,二者的优缺点及实用性列表比较：,2.分离式立体交叉：,概念：又称简单立交，是指上下层之间互不连通的立体交叉形式，仅建造供直行方向车流通行的立交桥，而转弯车道则须绕道行使。如图：,适用条件： 道路与铁路的立体交叉。 道路等级性质或交通量相差悬殊的交叉口，如：高速公路与三四级公路之间的立体交叉，又如，城市快速路与次要道路或支路相交时，采用分离式立交，可不受转弯交通的干扰，保证主要道路的交通快速通畅。 适用于城区路网密度大，交叉口间距短，在直行交通为主的交叉口，转弯车辆有其他道路可以通行时，可修建分离式立体交叉。,3.互通式立体交叉：,概念：
5、除设有满足直行功能的跨线桥外，并设有匝道连接上下两条道路，全部或部分满足车辆的转向要求，称为互通式立体交叉。分为部分互通式、完全互通式和环行立交。,互通式立体交叉的基本组成： 互通式立体交叉，通常由立交桥（或地道）、 主线、 匝道 、变速车道、 出入口及斜带等部分组成，如图： 主线：是指两条相互交叉的公路或道路，是组成立体交叉的主体。 立交桥（地道）：是指立体交叉实现车流分离的主体构造物。立体交叉有上跨和下穿之分。上跨式设跨线桥，下穿式设地道，有的利用地形做成隧道。 匝道：是指相交道路之间相互连通的连接道路。它主要是供转弯车辆运行时使用。匝道可分为左转匝道和右转匝道。匝道与主线的连接点称为匝道
6、的端部，包括起点和终点。 变速车道：匝道的计算行车速度一般低于主线，因此，车辆进出主线都要改变车速。在匝道端部附近，设置在主线右侧供车辆进出变速时使用的附加车道称之为变速车道。出口端为减速车道，入口端为加速车道。,出口和入口：由主线驶出进入匝道的路口称之为出口，由匝道驶出进入主线的路口称之为入口。,部分互通式立体交叉：是用部分匝道连接上下道路或因受地物限制或某方向交 通量极少而不设匝道，仍然保留次要道路上的平面交叉。常用的有菱形立体交叉 和部分苜蓿叶形立交。,菱形立体交叉：由四条匝道呈菱形连接相交道路的立体交叉。菱形立交占地 少、结构简单、造价低，但适用于主次道路相交、次路上交通量不大的交叉口
7、。,部分苜蓿叶形立交：主要道路的出入均为立体交叉，次要道路保留平面交叉或 限制部分左转车辆通行。适用于主次道路相交的交叉口，或城市用地拆迁困难的 立交路口。,完全互通式立体交叉：根据匝道形式的不同，又可分为下列基本形式：苜蓿叶形立体交叉：a：特点：一般设置在四路交叉的路口，四岔道交叉的右转弯均用外侧直接匝道连通，使车辆直接上下道路，而左转弯车辆均用环行匝道连通，先与直行车辆一同过桥，然后进入匝道，这种立交平面图形似苜蓿叶，所以叫苜蓿叶形立体交叉。这种立交形式车流没有任何冲突点，可安全连续行驶，但是： b：局限性：我们看到，直行车辆与左转车辆共同过桥，然后左转车辆驶入匝道，沿匝道右转270，再穿
8、过交叉中心即可驶入相交道路，此时，环形匝道半径较小，并且是反向转弯270，行驶条件很不好，若将半径做的大一些，则本身这种形式占地面积较大，再扩大半径，占地更多，工程量加大，造价增加，所以这种形式仅适用于等级高 交通量大的两条道路相交，且用地较充分的地方。,C：实际应用： 在实际中，有时为节省用地，可将左转弯使用的匝道压缩为长条形，形成180小半径的回头弯，行驶条件更差，称为长条苜蓿叶形立交。,喇叭形立体交叉：以喇叭形匝道连接上下道路的三岔道互通式立交，这种形式结构简单，行车也较安全，但占地较大，喇叭口设在转弯车辆较多的道路一侧，以利主流方向行车，多用在T形或Y形交叉口。,定向式与部分定向式立体
9、交叉 定向式立体交叉为各个方向均设有直接的连接匝道（不用环形匝道），保证 交通的便捷 通畅和安全，提高了通行能力，是互通式立体交叉的最高级形 式，但由于这种立体交叉的桥梁多，工程量大，造价贵，一般用于直行与转 弯交通量均较大的高等级道路相交处，如图： 如果只在主要车流方向设置定向匝道，这种立交称为部分定向式立体交叉。,环形立体交叉：由环行平面交 叉发展而成，是一种交织型立体 交叉，分为： 二层式环形立体交叉 三层式环形立体交叉 四层式环形立体交叉,组合式立体交叉,六立体交叉类型的选择：立体交叉的类型是多种多样的，而每种类型又都有其特点及实用条件。因此，类型选择是否合理，不仅影响交叉口本身的功能
10、，如通行能力、行车安全、行程时间和工程运营经济等，而且对地区的整体规划、地方交通的作用发挥、环境市容等都有十分密切的关系。所以选型时应满足以下基本要求： 1、选定的类型应确保行车安全通畅和车流连续。2、选择类型应充分考虑地区规划，结合地形地质条件、可能提供的用地范围、周围建筑物等条件。在满足交通要求的前提下综合考虑，力求达到合理利用地形，结构合理新颖，既经济又美观。 3、选择类型应注意远近期结合。既要考虑近期交通要求，减少投资；又要考虑远期交通发展，对工程进行改建的需要和可能性。,第二节立交主线的平纵线形,一、主线平面线形 立交主线为相交道路的一部分，其平面线形技术要求 与路段相同，各项技术指
11、标见城市道路设计规范 (GJJ37)。,二、主线纵断面线形 最大纵坡：非冰冻地区，设计车速80kmh为4，设 计车速60km/h为56；冰冻地区均为4。其它 各项技术指标见城市道路设计规范。,三、非机动车道线形,1平面线形 (1)非机动车道与主线平行布置时，其平面线形与主线一致。 (2)独立布置的非机动车道平面线形由直线和圆曲线组成，其缘石圆曲线最小半径为5m。,2纵断面线形 (1)非机动车道纵坡度宜小于2.5，最大纵坡度为3.5，大于或等于2.5时，应按表6-4规定控制坡长。 (2)非机动车道变坡点处应设竖曲线，竖曲线最小半径为500m。,第三节 立交匝道,1互通式立交匝道形式分右转匝道和左
12、转匝道两大类,一、互通式立交匝道基本形式,(1)右转匝道(图6-10) 为实施右转行驶，从主线行车道驶离的匝道形式。,定向右转匝道：直接实施右转；,半定向右转匝道(迂回定向匝道)：为减少占地，沿环形左转匝道 迂回右转；,环行右转匝道：并入环行左转匝道实施右转。,(2)左转匝道(图6-11),环形匝道：为了实施左转行驶，从主线行车道右侧驶离主线后，大约向右转270，构成环形左转弯的匝道。,半定向匝道(迂回定向匝道)：为了实施左转行驶，从主线行车道 右侧驶离主线后，前进方向大致不变，跨过相应道路然后向左转的 匝道形式。,定向匝道：为了实施左转行驶，从主线行车道右侧驶离主线(一般 驶出偏离角度较小，
13、并在交叉点的左侧)，在干道上直接实施左转的 匝道形式。,2喇叭形立交环形匝道 喇叭形互通式立交，其环形匝 道可分为进口匝道(A型)、出口 匝道(B型)，见图6-13。考虑行 车安全，环形匝道设计车速应 不大于40km/h。,(1)进口匝道尽量采用单圆线 形，环形匝道单圆半径一般宜 采用6040m。 当受场地限制半径小于40m的 推荐下限值，环形匝道常采用 卵形线，大圆和小圆半径之比 应在1.5以下。,(2)出口匝道采用卵形线；线形 美观顺适，大圆和小圆半径之 比应在22.5以下。环形匝道半 径大于60rn也可采用单圆线 形。,3立交的环道 作为市区受用地制约的交叉口，尤其是五岔和五岔以上的交叉
14、，采 用环形互通式立交有一定优势，是一种可选用形式。,(2)中心岛的形状和尺寸 中心岛形状应根据地形和交通流特性，采用圆形、长圆形、椭圆形 等，其尺寸应满足最小交织长度和环道计算行车速度要求。具体取 值参见表6-5。,立交的环道是互通式立交匝道的特殊形式，其设计基本要素如下：,(1)环道车速 对交通、安全、通行能力综合考虑，控制环道设计车速在25kmh 至40kmh(高架环道)。,(3)环道车道数和路面宽度 环道一般采用三条车道，左转车道、交织车道、右转车道，交通量大时交织车 道可设置双车道。,(4)环道进出口设计 环道出口车道半径R1应大于进口车道半径R2 (图6-14)，入口车速和环道车速
15、一 致，出口车速略高于环道车速，但不应过高，否则带来的大半径会导致交织长度 缩短，从而对交通不利。环道最外侧缘石不应设计成反向曲线，可增加少量路面 面积按图b)设计。,匝道横断面由车 道、路缘带、硬 路肩(紧急停车带) 和防撞墙(防护栏) 组成。采用填土 路堤时，防护栏 设于土路肩上。 匝道横断面组 成如表6-6。,二、互通式立交匝道横断面设计,匝道横断面形式单向应采用单幅式断面，双向应采用双幅式断面。 中央分车带困难路段可采用分隔物(钢护栏和混凝土护栏)。机动车 车道宽应根据车型及计算行车速度确定，见表6-7所列数值。单车道 匝道须设紧急停车带，紧急停车带宽度为2.5m。双幅式断面分车带 应
16、满足最小宽度的要求(表6-8)。,三、互通式立交匝道平面线形设计,互通式立交匝道平面线形设计，应根据互通式立体交叉所相交道路 的等级和重要性程度所确定的互通式立体交叉的等级，依据预测的 交通量流向主次、地形、用地条件、地下管网设置等因素来确定立 交匝道类型及其曲线半径，使其适应行车速度的变化，保证车辆能 连续安全地在立交中运行。,匝道的圆曲线最小半径指未加宽前内侧机动车道中心线的半径，其 值应根据匝道计算行车速度选用大于表6-9所列限值。,匝道平面线形中，直线与圆曲线或大半径圆曲线与小半径圆曲线之 间应设缓和曲线。,互通式立交匝道最大纵坡不应大于表6-12值。各种计算行车速度的 匝道所对应的最
17、小竖曲线半径及竖曲线长度见表6-13值。,四、互通式立交匝道纵断面设计,五、立交匝道超高与横坡,设计车速条件下，匝道平曲线半径引起的离心力不能由道 路横坡和正常轮胎摩阻力所平衡时，取用小于不设超高推 荐半径的平曲线须设置超高横坡。 一般最大超高不超过6，有冰雪地区不超过3.5%。,坡道上平曲线设置超高，必须考虑纵坡对实际超高的不利 影响。合成坡度一般最大不超过8，冰雪地区不应超过6 。合成坡度按下式计算： iH=(i2h+i2Z)1/2 式中：iH-合成坡度()； ih-超高横坡() ih-纵坡(),六、匝道端部出入口设计,匝道端部是包括匝道渐变段，变速车道、匝道端点等邻近主线出人 口部分的统
18、称。匝道端部可以根据端部变速车道的外形分为平行式 和直接式，也可根据端部变速车道车道数分成单车道和多车道。,1匝道端部出人口设计要点,(1)立交枢纽匝道的出人口，应设置在主线行车道右侧。受条件限 制的特殊情况下，出入口只能设置在主线行车道左侧时，应把左侧 出人口按主线车道分流或合流形式设计，具体要求按“主线分流合 流处的辅助车道”的设置要求进行。互通式立体交叉匝道出人口一 般情况应设在主线行车道右侧，除特殊情况或在相交次要道路且其 出人口交通量较小的条件下才可设置在次要道路左侧。,(2)出人口端部位置应明显及易于识别。 一般情况宜将出口设置在跨线桥等构造物前，困难地段可把变速 车道大部设置在跨
19、线桥前。当设置在跨线桥后时，则距跨线桥 距离宜大于150m。 二般情况宜将出口设置在凸形竖曲线上坡道上。当设置在凸形竖 曲线下坡道处，应将凸形竖曲线设置得长些，以增大视距使驾 驶员能看清出口端部变速车道渐变段的起点和匝道平曲线的方 向。 入口端部宜设在主线下坡路段，以便于重型车辆利用下坡加速， 并在入口端点应保持充分的视距，以便匝道上汇流车辆能调整车速 汇入主线车流间隙中，见图4-3示。,(3)驶出匝道出口端部，在减速车道终点，应设置一条缓和曲线，使分流点处具有较大的曲率半径，并使曲率变化适应行驶速度的变化，如图6-15示。分流点的曲率半径与回旋线参数规定如表6-16列值。,(4)一级立交主线
20、与驶出匝道的出口分流点处，当需给误行车辆提供 返回余地时，行车道边缘宜加宽一定偏量值，并用圆弧连接主线和 匝道路面的边缘。偏量值和楔形墙部鼻端半径规定见第四章第五节 所示。高架结构段可不设偏移加宽。,楔形端端部后的过渡长度z1、z2根据表4-13的渐变率计算。,当主线硬路肩宽度能满足停车宽度要求时，偏置宽度可采用该硬路 肩宽度，渐变段部分硬路肩应铺成与行车道路面相同的结构。同 时，端部路段从前端起用缘石围上1015m长，使其轮廓醒目便于 识别。,(5)立交范围内相邻匝道出入口之间的最小净距见表,2单车道出入口 单车道出人口分单车道直接式出入口（图6-17、图6-19)和单车道平行式出入口（图6
21、-18、图6-20)二类。,(1)单车道直接式人口是按1：401：20(纵横比)均匀的渐变率和主 线连接，汇合点设定在主线直行车道右侧边缘3.5m(一条车道)处， 汇合点后方为加速段，汇合点前方为过渡段。,(2)单车道平行式入口是在汇流点处起，提供一条附加平行车道，使 车辆从汇合点处开始加速到接近主线车速。在附加变速车道末端设 置过渡渐变段，使有较长的插入区段，有利于车辆驶入。,(3)直接式出口线形符合行车轨迹，其出口是按1：25l：15(纵 横比)均匀的渐变率和主线相接，分散角通常为20 50，有利于主 线大交通量车辆快速、平稳驶出。,(4)平行式出口线形其渐变段及减速车道线犁特征明显，能提
22、供驾驶 员注目的出口区域，以防止主线车辆误驶出主线。,3多车道出人口 多车道出入口除和单车道出人口一样根据形式分两类外，更重要的是以功能分类。一种是按出人口进行设计，适应于互通式立交匝道的出入口设计；另一种按主要岔口分流合流进行设汁，适应于高等级道路起、讫点处立交枢纽的定向匝道出入口设计。,(1)按出入口形式设计 双车道直接式出人口，布置形式和单车道一样，第二条变速车道加在第一条变速车道右侧，按经验内侧车道加速段长是单车道规定值的80(图6-21、图6-22),双车道平行式出人口，布置形式和单车道一样，第二条车道加在第一条车道右侧，右侧变速车道较左侧第一车道短一渐变段长度(图6-23、图6-2
23、4)。,(2)按增设辅助车道的双车道出人口设计 一般位于立交枢纽的定向匝道，当出入口交通量很大时，双车道出人口必须在下行方向按车道数平衡。基本车道数连续这两条原则，增设辅助车道(见图6-25-图6-28)。,(3)按“主要岔口”分流、合流形式设计 枢纽型立交处，为能在与主线车速基本相同行驶条件下实现大交通量的分、合流和路线的转换，道路分岔端部须按“分岔”方式保证主线基本车道数连续和主线车道数的平衡，必要时增设辅助车道。典型的双车道岔口分流、合流端部设计见图6-29.,高速公路或城市快速路在起讫点处一般分成两条定向多车道，与类似高等级道路相衔接。大交通量的分、合流或路线间交通流转换期间车道差本保
24、持不变。多车道岔口分流、合流端部可按图6-30所示方式对主线进行分岔。,特大型互通式立交枢纽的“主要盆口”除了按车道数平衡原则进行设计外，还应按树枝状分岔，以每两个流向分别进行分流、合流设计(图6-31)。,七 辅助车道,定义：为车辆出入、变速、变道、车距调整等需要而平行设置于主线直行车道外侧的附加车道。 辅助车道只用于枢纽立交和一般互通式立交主要道路上的分、合流处。,通过在分流点前与合流点后设置辅助车道可解决交叉口车道数不平衡与不连续的问题。 辅助车道长度在分流端为1000m，最小为600m；在合流端为600m。另外，当前一个立体交叉加速车道的末端至下一个立体交叉减速车道起点之间的距离小于5
25、00m时，必须设辅助车道将两者连接起来；增设辅助车道时，应设渐变率不大于1/50的过渡段。,八、变速车道、交织路段和集散车道,一、变速车道设计,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称为变速车道。包括加速车道和减速车道。 减速车道：车辆由正线驶入匝道时减速所需的附加车道称为减速车道； 加速车道：车辆从匝道驶入正线时加速所需的附加车道称为加速车道。,1.变速车道的形式： 平行式,间接式,（1）平行式：在正线外侧平行增设的一条附加车道。加速车道宜采用平行式。平行式变速车道端部应设渐变段与正线连接。 （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。减速车道宜采用直接式。另外，当变速车道采用双车道时，加、减速车道均应采用直接式。 变速车道长度为加速或减速车道长度与渐变段长度之和。,二、交织路段,三、集散车道 下列情况下考虑设置集散车道：,