道路勘测设计,9.5交叉口的立面设计 9.6环形交叉口 主讲：张帮杰 201110602131,9.5.1 交叉口的立面设计,交叉口立面设计（又称竖向设计）的目的： 是通过调整交叉口范围内相交道路共同构筑面上各个点的设计标高，统一解决行车、排水、建筑艺术三方面在立面位置上的要求。 一、交叉口立面设计的要求和原则 1.平面交叉范围内，两相交道路的纵面应尽量平缓，纵面线应满足最小停车视距要求。 2.相同等级道路相交时，一般维持各自的纵坡不变，而改变纵坡较小的道路的横坡度。 3.主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵、横断面均维持不变，而将次要道路双坡横断面，逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面，以保证主要道路的交通便利。 4.设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉口，以利于排水。 5.交叉口范围布置雨水口时，一条道路的雨水不应流过交叉口的人行横道，或流入另一条道路，也不能使交叉口内产生积水。 6.交叉口范围内横坡要平缓些，一般不大于路段横坡，以利于行车。纵坡度宜不大于2%，困难情况下应不大于3%。 7.交叉口立面设计标高应与周围建筑物的地坪标高协调一致。,二、交叉口立面设计的基本类型 交叉口立面设计的形式主要取决于交叉范围相交道路的纵坡、横坡及地形，以十字交叉为例，主要有六种形式：,凸形地形,凹形地形,分水线地形,谷线地形,斜坡地形,马鞍形地形,三、交叉口立面设计的方法,（一）设计方法 交叉口立面设计的传统方法有：方格网法、设计等高线法及方格网设计等高线法。 方格网法是在交叉口范围内以相交道路中心线为坐标基线打方格网，求算各点的设计标高。 设计等高线法是在交叉口范围内选定路脊线和标高计算网，并计算其上各点的设计标高，勾绘交叉口设计等高线。 以上两种方法的结合称为方格网设计等高线法。 目前对于简单的沥青路面交叉口，通常采用特征断面法；对于水泥混凝土路面交叉口和大型、复杂的沥青路面交叉口，一般采用高程图法。,（三）特征断面法,1、特征断面的确定和特征点标高的计算 交叉口的特征断面与选定的路脊线密切相关。路脊线应根据相交道路的等级和交叉角度等因素确定，既要考虑行车平顺，又要考虑整个交叉口的均衡美观。 （1）相同（或相近）等级道路相交时的特征断面 相同（或相近）等级道路相交，立面设计时一般纵坡不变，而改变他们的横坡度。对于X形交叉或交角大于75的T形交叉，路脊线通常为行车道中心线；对于斜交过大的T形交叉，其中心线不宜作为路脊线，应加以调整。 1） X形、T形交叉口的特征断面 X形、T形交叉口的特征断面主要是三种位置的情况： 交叉口的入口处，如B1A1断面和B2A2 断面。 位于转角曲线的切点处，如C1D1断面和C2D2 断面。 位于交叉口的对角线处，如OE 断面。,E点的设计标高在公路交叉口中应满足对角线上行车平顺和排水的要求，在城市道路交叉口还须满足D1D2 间的排水要求。 设D1D2 =l， D1E =l1 ，D1、D2设计标高分别为D1z、D2z ，则满足行车平顺和排水要求时，E点的设计标高Ez可按下式计算：,2）Y形交叉口的特征断面 路脊线的调整 Y形交叉口斜角角度过大，其设计路中线不宜作为路脊线，应调整。调整路脊线时，要求两个转角曲线的切点在被交线上的里程相等。如图8-30中的EA、ED和EC，其中心控制点E的位置选定，应考虑行车平顺和交叉口的匀称、美观。可取多边形OC1D1D2A2A1O 的重心E 作为调整后的路脊线新的交汇点。, 特征断面与特征标高的计算 Y形交叉口的特征断面与T形交叉口相似，只是路脊线调整后对角线处的特征断面改为EH、EF断面。 特征点A、C、D以及GE与中心线AC的交点I的标高可以分别根据相交道路的纵面线形求得，E点的标高为：,2）主要道路与次要道路相交时的特征断面,主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵横断面均维持不变，而将次要道路的双坡横断面，逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面，此时路脊线的交点O移到次要道路路脊线与主要道路路面边线相交的O1（或O2）处，如图所示。 主、次道路相交的四路和三路交叉口的特征断面仍是三种位置情况： 次要道路进入交叉口的入口处，如F1G1断面和F2G2 断面。 转角曲线与次要道路的相切处，如D1E1断面和D2E2 断面。 主要道路与次要道路路脊线交汇的对角线处，如O1C1、O2C2 断面。,2标高计算线网 标高计算线网主要采用圆心法和等分法。 1）圆心法 在路脊线上，按施工要求每隔一定距离或等分定出若干点，并与转角曲线的圆心连成直线（只连到转角曲线上），即得圆心法标高计算线网（如图8-34）。 2）等分法 将路脊线等分为若干份，相应地把转角曲线也等分为相同的份数，连接对应的点，即得等分法标高计算线网（如图8-35）。,标高计算线所在的位置就是用于计算该断面路拱设计标高的依据，而标准的路拱横断面是与车辆行驶方向垂直的，所以，应尽量使标高计算线与路拱横断面的方向一致，同时也便于计算。 每条标高计算线上标高点的数目，可根据路面宽度、施工需要来确定。对路宽、坡陡、施工精度要求高的，标高点可多些；反之，则少些（见图8-36、图8-37）。,标高计算线上两端的设计标高可根据特征断面上特征点的标高、相交道路的纵坡及转角曲线的纵坡求得。计算线上标高点的方程与所选用的路拱形式有关。当采用直线形路拱时，可根据每条标高计算线上两端的设计标高，采用线性插值方法计算；当采用抛物线形路拱时，可用下列公式计算：,式中：B行车道宽度（m）； ih路拱横坡（%）； h1标高计算线两端（其中一端在路脊线上）的高差或路拱高度（m）。,9.6.1环形交叉口的形式及适用条件 环形交叉口根据中心岛的大小和交通组织原则等因素的不同，可将环形交叉口分成两种形式： 1）普通环形交叉口：具有单向环形车道，其中包括交织路段，中心岛直径大于25m； 2）入口让路环形交叉口：具有单向环形车道，中心岛直径约为（525）m。,9.6 环形交叉口设计,（一）中心岛的形状和半径 1.中心岛的形状 影响中心岛形状确定的因素： 原则上应保证车辆能以一定速度顺利完成交织运行; 有利于主要道路方向车辆行驶方便; 应满足交叉所在地的地形、地物和用地条件的限制。,9.6.2普通环形交叉口,中心岛的形状: 中心岛的形状一般多用圆形，有时也用圆角方形和菱形； 主次道路相交时宜采用椭圆形； 交角不等的畸形交叉可采用复合曲线形。 结合地形、地物和交角等，也可采用其它规则或不规则几何形状的中心岛。,中心岛半径的确定： 首先应满足设计速度的要求，然后按相交道路的条数和宽度，验算相邻道口之间的距离是否符合车辆交织行驶的要求。 1）按设计速度的要求,2.中心岛的半径,2）按交织段长度的要求 交织段长度 交织：是两条车流汇合交换位置后又分离的过程。 交织长度：进环和出环的两辆车辆，在环道行驶时相互交织，交换一次车道位置所行驶的距离。 交织段长度：当相邻路口之间有足够的距离，使进环和出环的车辆在环道上均可在合适的机会相互交织连续行驶，该段距离称为交织段长度。 交织长度的大小主要取决于车辆在环道上的行驶速度。交织段位置大致可取相邻道路机动车道外侧边缘延长线与环道中心线交叉点之间的弧长。,2.中心岛的半径,满足最小交织段长度所需中心岛半径,对中心线夹角差别较大或多路交叉口，也可以先按设计速度的要求确定中心岛的半径R，然后再按下式验算其交织段长度是否符合要求。 交织段长度两个公式：,环道即环绕中心岛的单向行车带。其宽度取决于相交道路的交通量和交通组织。 环道的车道数： 靠近中心岛的一条车道作绕行之用 最靠外侧的一条车道供右转弯之用 中间的一至二条车道为交织之用 环道中车道不能太多，以3、4条为宜。,2.环道的宽度,9.6.2普通环形交叉口,机动车道宽度： 如果采用三条机动车道，每条车道宽3.503.75m，并按前述曲线加宽中单车道部分的加宽值，当中心岛半径为20m40m时，则环道机动车道的宽度一般为15m16m。 非机动车道宽度： 对非机动车交通可与机动车混行或分行布置，为保证交通安全，减少相互干扰，一般以分行为宜，可用分隔带（或墩）或标线等分隔。 非机动车道宽度应视具体情况而定，一般不小于相交道路中的最大非机动车行车道宽度，也不宜超过8m。,2.环道的宽度,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,3.交织角,交织角：是进环车辆轨迹与出环车辆轨迹的平均相交角度。它以距右转机动车道的外缘1.5m和中心岛边缘1.5m的两条切线交角来表示。,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,交织角的大小取决于环道的宽度和交织段长度。 环道宽度越窄，交织段长度越大，则交织角越小，行车就越安全。 但交织段要长，中心岛半径就要增大，占地也要增加。 根据经验，交织角以控制在2030之间为宜。 通常在交织段长度已有保证的条件下，交织角多能满足要求。,3.交织角,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,从满足交通需要和工程节约考虑，在环道的外侧约有20%的路面无车行驶，环道外缘平面线形不宜设计成反向曲线形状。 环道外缘平面线形宜采用直线圆角形或三心复曲线形状。,4.环道外缘线形及进出口曲线半径,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,决定环道进、出口的曲线半径应注意： （1）环道进、出口的曲线半径取决于环道的设计速度。为使进环车辆的车速与环道车速相适应，应对进环车辆的车速加以限制。 （2）环道进口曲线半径采用接近或小于中心岛的半径，而且各相交道路的进口曲线半径不要相差太大。 （3）环道出口的曲线半径可比进口曲线半径大一些，以便车辆加速驶出环道。,4.环道外缘线形及进出口曲线半径,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,横断面的形状取决于路脊线的选择。 （1）环道横断面的路脊线设在交织车道的中间，若机动车与非机动车之间设有分隔带时，其路脊线也可设在分隔带上。 （2）环道路脊线通过设于进、出口之间的三角形方向岛或直接与交汇道路的路脊线相连。,5.环道的横断面,（3）应在中心岛的周围设置雨水口，以保证环道内不产生积水。 （4）进、出环道处的横坡度宜缓一些。,9.6.2普通环形交叉口,9.6 环形交叉口设计,影响中心岛直径确定的因素： 入口让路环形交叉口应根据设计车辆的转弯行迹、环道车道数及各岔路的路幅宽度（有中央分隔带时包括中央分隔带的宽度）确定中心岛的直径。 由于交叉口应为不同流向的车流提供尽可能宽的通道，必须压缩中心岛的直径，以增加环道上的车道数，但一般情况下直径应不小于10m，最小可采用5m。,1.中心岛的形状和半径,9.6.3入口让路环形交叉口,中心岛的形状： 中心岛一般由缘石围成，其形状除特殊需要外，均应为圆形。 环形交叉口的中心岛面积较小时，应采用齐平式或微凸式； 当面积较大时，应采用浅碟式，环道内侧应设缓边坡，不得沿岛缘（紧靠行车道）设置深的排水沟。,1.中心岛的形状和半径,9.6.3入口让路环形交叉口,环道宽度应为各相交道路中最大入口宽度的112倍。 一般情况下，环道宜为三车道的宽度。当某一个入口的右转弯交通量占50%或达到300辆/h时，应增辟与环道间有“V”形标线导流岛分隔的右转弯车道。,2.环道的宽度,9.6.3入口让路环形交叉口,入口应增辟车道做成喇叭状。增辟的车道数至少为一个，最多为二个，入口车道总数不大于四个。 停车线处车道宽度为3.0m，增辟车道起点车道宽度为2.5m，拓宽有效长度为25m。,3.出入口设计,9.6.3入口让路环形交叉口,9.6.3入口让路环形交叉口,4.环道的横断面 环道的横坡应为2%，最大不超过2.5%，最小以环道内不积水为原则。环道不设超高。入口曲线应设置与行驶速度和曲线半径相应的超高。 环道的横断面为拱形。拱形应为圆滑曲线，拱顶两侧的横坡代数差不应大于5%.,1.左方视距：到达“让路”停车线的车辆，