第九章 道路立体交叉设计PPT(11-4-18).ppt
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1、第九章 道路立体交叉设计,立体交叉:道路与道路(或铁路)相交时,利用跨线构造物使道路与道(或铁路)在不同标高相互交叉的连接方式,避免不同车流交叉行驶的目的。,立体交叉的作用:提高通行能力,减少交通事故。,第一节 概 述 立体交叉的概念及作用,立体交叉的优点: 车流在不同标高的平面上行驶,消除或减少了冲突点; 车流可连续运行,提高了道路的通行能力; 节约了运行时间和燃料消耗; 控制了相交道路车辆的出入,减少了对高速道路的干扰。,1.跨线构造物 2.正线 3.匝道 4.出入口 5.变速车道 6.辅助车道 7.匝道端部 8.绿化地带 9.集散车道,一、 立体交叉的组成,二、公路立体交叉与城市立体交叉
2、的主要特征,公路立体交叉: (1)一般设收费站;(2)相邻立体交叉的间距大,地物障碍物少,用地宽松;(3)多采用地上明渠排水;(4)形式简单,设计速度高、线形指标较高,占地较大,以2层为主。 城市立体交叉: (1)一般不收费;(2)间距较小,须考虑非机动车、行人交通,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;(3)多采用地下排水系统;(4)形式复杂、多样,以多层式为主。,1.上跨式:用跨线桥从相交道路上方跨过的交叉方式。施工方便,排水易处理,但占地大,引道较长、高架桥影响视线和市容,宜用于市区以外或周围有高大建筑物处。 2.下穿式:用地道从相交道路下方穿过的交叉方式。占地少,立
3、面易处理,对视线和市容影响小,但施工期较长、造价较高,排水困难。多用于市区。,第二节 立体交叉的类型及其适用条件,一、按相交道路的跨越方式分类(设计道路的相对空间位置),二.按交通功能分类:,(一)分离式立交 构成:仅设跨线构造物一座,使相交道路空间分离,上、下道路无匝道连接的交叉。 特点:这种类型立交结构简单,占地少,造价低,但相交道路的车辆不能转弯行驶,适用于高速道路与铁路或次要道路之间交叉。,(二)互通式立交 构成:设跨线构造物使相交道路空间分离,且上、下道路有匝道连接,以供转弯车辆行驶的交叉方式。 特点:车辆可转弯行驶,全部或部分消灭了冲突点,各方向行车干扰较小;但立交结构复杂,占地多
4、,造价高。 互通式立交包括 :部分互通 完全互通 环形立体交叉,1.部分互通式立交 相交道路的车流轨迹之间至少有一个平面冲突点的交叉。 部分互通式的代表形式有菱形立交和部分苜蓿叶式立交等。,(1)菱行立交 特点: 能保证主线直行车辆快速通畅,转弯车辆绕行距离较短;主线上具有高标准的单一进出口,交通标志简单; 主线下穿时匝道坡度便于车辆驶出减速和驶入车辆加速; 形式简单,仅需一座桥,用地和工程费用小。 但次线与匝道连接处为平面交叉,影响了通行能力和行车安全。,冲突点,冲突点,冲突点,冲突点,布设时应将平面交叉设在次线上,主线上跨或下穿应视地形和排水条件而定,一般以下穿为宜,次线上可通过渠化或设置
5、交通信号措施组织交通。,四路立交,三路立交,(2)部分苜蓉叶式立交: 特点: 主线直行车快速通畅,仅需一座桥,用地和工程费用较小,远期可扩建为全苜蓿叶立交,但次线上存在平面交叉。 布线时应使转弯车辆的出入尽可能少妨碍主线的交通,最好使每一转弯运行均为右转弯出入,不得已时应优先考虑右转出口。 另外,平面交叉口应布置在次线上。,以左转实现右转,有平交,以右转实现左转,有平交,部分苜蓉叶式立交,2.完全互通式立交 相交道路的车流轨迹线全部在空间分离的交叉。 它是一种比较完善的高级形式,匝道数与转弯方向数相等,各转向都有专用匝道,适用于高速道路之间及高速道路与其它高等级道路相交。 代表形式有喇叭、苜蓿
6、叶形、Y 形、定向式立交。,(1)喇叭形立交: 是三路立交的代表形式,可分为A 式和B 式。经环圈式左转匝道驶入主线(正线)为A 式,驶出是 B 式。 特点: 环圈式匝道车速较低,其它匝道能为转弯车辆提供高速的半定向运行; 只需一座构造物,投资较省;无冲突点和交织,通行能力大,行车安全。,布设时应将环圈式匝道设在交通量小的方向上,主线交通量大时宜采用A 式。 次线上跨对转弯交通视野有利,下穿时宜斜交或弯穿。,经环形左转匝道驶入主线(或正线),经环形左转匝道驶出主线(或正线),(2)苜蓿叶式立交: 特点: 该立交平面形似苜蓿叶,交通运行连续而自然,无冲突点,可分期修建,仅需一座构造物。 但这种立
7、交占地面积大,左转绕行距离较长,环圈式匝道适应车速较低,且桥上、下存在交织; 多用于高速道路之间的立交,而在城市内受用地限制很难采用,因其形式美观,如要在城市外围的环路上采用,加之适当的绿化,也是较为合适的。,布设时为消除主线上的交织,避免双重出口,使标志简化以及提高立交的通行能力和行车安全,可加设集散车道。,适用常规四路交叉,a.苜蓿叶式立交:四个对称环圈匝道实现左转,(带集散车道形),b.苜蓿叶式立交:,消除正线交织,提高通行能力和安全。,(3)子叶式立体交叉,子叶式立体交叉是用两个环圈式匝道来实现车辆左转弯的全互通式立交,如图,子叶式立体交叉,优点:(1)只需一座跨线构造物,造价较低;
8、(2)匝道对称布置呈叶状,造型美观。,缺点: (1)环圈式左转匝道线形较差,运行条件不如喇叭形好; (2)左转弯车辆绕行距离较长; (3)正线上存在交织运行。,子叶式立体交叉的适用性与喇叭形上交相近,多用于苜蓿叶式立交的前期工程。布设时以使正线下穿为宜。,(4)Y 形立交: 能为转弯车辆提供高速的定向或半定向运行; 无交织,无冲突点行车安全,方向明确,路径短捷,通行能力大; 正线外侧占地宽度较小,但需要构造物多,造价较高。,适用三路枢纽互通,定向Y形,半定向Y形,(5)X形立交交叉(半定向式) 各方向运行都有专用匝道,自由流畅,转向明确,无冲突点,无交织,通行能力大,适应车速高。 但占地面积大
9、,层多桥长,造价高,在城区很难实现。,(6)涡轮式立体交叉,优点: (1)匝道平曲线半径较大,纵坡和缓,适应车速较高; (2)车辆进出正线安全顺畅; (3)无交织,无冲突,通行能力较大。,缺点: (1)左转弯车辆绕行距离较长,营运费用较大; (2)需建二层式跨线构造物五座,造价较高; (3)占地面积大。,(7) 组合式立体交叉,一个环圈式匝道型,两个环圈式匝道型,三个环圈式匝道型,无环圈式匝道型,3.环形立交 相交道路无法单独设置每个方向各自的转向匝道,共用一个环岛进行交织及分流,该种形式的立交称为环形立交。 适用于主要道路与一般道路交叉,以用于五条以上道路相交为宜, 这种立交能保证主线直通,
10、交通组织方便,无冲突点,占地较少, 但次要道路的通告能力受到环道交织的限制,车速受到中心岛直径的影响,构造物较多,左转车辆绕行距离长。 当采用环形立交时,必须根据相交道路的性质进行比较研究,看环道的最大通行能力和所采用的中心岛尺寸是否满足远期交通量和车速的要求,布设时应让主线直通,中心岛可采用圆形,椭圆形或其它形式。,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 (一)立交位置的选定 一般应选择在地势平坦开阔、地质良好、拆迁较少 相交道路有较高的平、纵线形指标处。 选定条件: 1.相交道路的等级 高速与其他道路相交应采用立体交叉 一级与交通量大的道路相交宜采用立体交叉 其他道路
11、相交,根据条件、地点可采用立体交叉,2.相交道路的性质 高速与高速 高速与一级 高速与交通繁忙的一般公路相交 一级与交通繁忙的一般公路相交 均应采用互通式立体交叉 3.相交道路的任务 高速、一级与通往大城市、政治、经济中心,重点工 矿、港口、机场等公路相交 均应采用互通式立体交叉,4.相交道路的交通量 一级与四车道公路,Q=10000辆(年平均昼夜)时 城市道路四车道相交,Q4000-6000辆/小时 可采用互通式立体交叉 5.人口数量 3-5万人口城市 附近可采用互通式立体交叉 6.地形条件 7.经济条件 设置立体交叉工程的效益投资比和社会效益等于大于设置平面交叉时车辆延误损失的费用,可修建
12、立体交叉工程,(二)立交的间距 影响因素: 1.满足交通密度的要求 2.满足交织段长度的要求 3.满足设置交通标志的要求 4.驾驶员操作顺适的要求 公路: 在大城市、重要工业区周围为5km10km; 一般地区为15km25kmm。 最大间距以不超过30km为宜; 最小间距不应小于4km。 城市道路: 互通式立交的间距一般比公路小, 但最小间距按正线计算行车速度为80km、60km和50kmh, 分别采用1km、0.9km和0.8km。,二、立体交叉形式的选择,1.影响立交形式选择的因素,(二)立体交叉形式选择的基本原则 (1)选型应根据路网布局和规划,力争一条道路上立体交叉形式的统一,进、出口
13、匝道的通用性和一致性。 (2)立交的形式首先取决于相交道路的性质、使用任务和远景 交通量等。,(3)选定的立交形式必须与立交所在地的自然条件和环境条件相 适应。,(4)形式选择要全面考虑近远期结合,既要考虑近期交通要求,减少投资费用,又要考虑远期交通发展需要改建提高的可能。,(5)形式选择必须考虑是否收费问题及实行的收费制。,(6) 形式选择应从实际出发,有利于施工、养护和排水,尽量采 用新技术、新工艺、新结构,以提高质量、缩短工期相降低成本。,(8)形式选择应与定位相结合。,(7)形式选择和匝道布置要全面安排,分清主次。,(三)立体交叉形式选择的方法步骤,初定立交的基本形式,立交几何形状及结
14、构的选择,立交方案的比较,步骤,(1)综合评价法 构建评价指标体系 确定各指标权重 (2)技术经济比较法 技术指标包括:占地面积、匝 道长度、路面面积、土石方数量等。 使用指标:左转、右转运行时间。 经济指标:总造价、维护费用、运输费用 。,三、立体交叉的设计资料和设计步骤,(一)设计资料,(二)设计步骤,第四节 匝道设计,一、匝道的设计依据 匝道的设计依据主要有互通式立交的类型及主线线形指标、匝道的设计速度、规划交通量及通行能力。 (一)互通式立交的类型及主要的线形指标 公路互通式立交分为枢纽互通式立交和一般互通式立交。 互通式立交范围内的主线的线形主要技术指标规定如下表:,(二)匝道的设计
15、速度,匝道的计算行车速度主要是根据立交的类型、转弯交通量的大小以及用地和建设费用等条件选定。,公路立体交叉匝道设计速度,(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 最佳车速Vk:道路通行能力最大时的车速。通常为40-50km/h,式中:L车长(m); L0安全距离(m),一般取510m C制动系数(m/s2),一般取0.150.3,2、按匝道的不同形式选用 同一座立交的各条匝道的设计速度可不同,右转匝道尽量采用上限或中值;直接式左转匝道宜采用上限或中值;半直接式宜采用中值或接近中值;环圈式匝道宜采用低值。 3、适应分、合流处车辆行驶的需要 匝道与主线分、合流处,设计中所考虑的行
16、驶速度应不小于主线设计速度的70%。 4、适应车辆连续减速或预加速的需求。(加、减速车道布置),5、考虑匝道的交通组织 双向无分隔带的匝道应取同一设计速度;双向独立的匝道依交通量的不同而分别选用。 (三)规划交通量 匝道的规划交通量(远景年交通量)是确定匝道类型、设计速度、车道数、几何形状等的基本依据。一般用设计小时交通量表示,用交通量流量流向图表示直、左、右行方向的交通量数据。 (四)通行能力 匝道的通行能力取决于匝道本身和出、入口处的通行能力,以三者较小者作为采用值,单车道匝道的最大设计通行能力为1200辆/h。,二、匝道的分类,(一)按匝道的功能及与正线的关系分类 按匝道的功能及其与相交
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