城市道路平面交叉口的豎向設計解析

彭晶晶

摘要:城市道路網絡是一個復雜系統，城市交叉口又是路網中通行能力的“咽喉”，尤其是大型交叉口和廣場由于立面較為復雜，豎向設計則顯得更加重要。豎向設計的合理與否直接影響交叉口道路表面的平順度，行車的舒適性，排水質量和審美需求等。本文針對T形、X形柔性路面平面交叉口的豎向設計進行探討。

關鍵詞:平交口;豎向設計;縱斷優化

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

交叉口立面設計的理念就是合理地設計交叉口的標高，便于汽車及行人安全出行，同時還應考慮與附近建筑物、地下管網、綠化的相關關系。符合行車平順、排水通暢和建筑藝術三方面要求。

1平面交叉口豎向設計的原則

分清主次道路，主要道路優先，要保持原有車流狀態，適當偏移中線，增加交叉口車道數，車道密度(寬度、數量)等適當。要保證主要道路的交通便利。

同等級的道路交叉時，一般都而改變它們的橫坡，使橫坡逐步地隨縱坡變化。交通流交叉時，應盡可能渠化成直角或近似直角交叉交通流合流時，應以較小角度進行合流，實踐證明，交通流以100-150合流時，合流速度差最小

交叉口范圍內，不應使一條道路的雨水排入另一條道路上或流過交叉口的人行橫道，也不應使交叉口內產生積水。因此，需合理確定交叉路縱斷的變坡點和布設雨水口，設計時至少應有一條道路的縱坡方向背離交叉，雨水口應設在人行橫道之前或低注處。如遇困難的地形，交叉口設在盆狀地形處，必須設置足夠數量的雨水口。

平面交叉口立面設計高程應與周圍建筑物的地坪高程協調一致。

設計時應充分考慮發展與環境的關系.力求使路口的渠化與環境的綠化協調使路口不再枯燥、單調。

2平面交叉口豎向設計的方法

對簡單的瀝青路面交叉口，通常采用特征斷面法;對大型、復雜的瀝青路面交叉口，采用簡單的特征斷面法不能完整地表達交叉口的立面，必須加密交叉口范圍內的設計高程，即高程圖法。

2. 1 T形、X形交叉口特征斷面的確定和特征點高程的計算

交叉口的特征斷面與選定的路脊線密切相關，路脊線應根據相交道路的等級和交叉角等因素確定，既要考慮行車平順，又要考慮整個交叉口的均衡美觀。

2.1.1相同(或相近)等級道路相交時的特征斷面

相同(或相近)等級的道路相交，立面設計時一般維持各自的縱坡不變，改變其橫坡度。對X形交叉口和交叉角大于750的T形交叉口，路脊線通常是對向行車軌跡的分界線，即行車道的中線;對于斜交過大的T形交叉口，其路中線不宜作為路脊線，應加以調整。

X形交叉口和T形交叉口分別被相交道路的中線分割成四部分和三部分。每部分的立面設計方法相同，以圖1和圖2中A, OA2 B2 EB2部分為例，介紹X形和T形交叉口特征斷面的確定和特征點高程的計算。

X形和T形交叉口特征斷面的位置:

(1)位于各相交道路進入交叉口前的路段上，及交叉口范圍的邊界線處，如B, A，斷面和B2 A2斷面;

(2)位于轉角曲線的切線處，如C, D，斷面和C2D2斷面;

(3)位于交叉口對角線處，如OE斷面。

在路脊線上、交叉口入口處及轉角曲線切點處的特征控制點O,A1,B1,C1,D1，C2,D2,A2,B2和F,G,H,I等點的高程，均可根據相交道路的縱面線形和路拱橫坡度求得。

E點的設計高程Ez可按下式計算:

2.1.2主要道路與次要道路相交時的特征斷面

主要道路與次要道路相交時，主要道路的縱橫斷面均維持不變，而將次要道路的雙坡橫斷面逐漸過渡到與主要道路縱坡相一致的單坡橫斷面，此時路脊線的交點0移至次要道路路脊線與主要道路路面邊線的交點0,(或Oz)處(如圖3、圖4)，為適應主要道路的橫斷面，應適當調整次要道路的縱斷面，緊接主要道路處的縱坡宜根據主要道路的橫坡、縱坡及交叉角度計算得到的綜合值(與合成坡度類似)。

主、次要道路相交的四路和三路交叉口的特征斷面仍是三種位置，即次要道路進入交叉口的路段上，如F1G1, F2G2斷面;轉角曲線與次要道路的相切處，如D1 E1 , D2 E2斷面;主要道路邊線與次要道路路脊線交匯的對角線處，如O1C1,O2C2斷面。

特征點A1，O1，B1,,A2,O2,B2的高程可根據主要道路的縱面線形和橫坡值確定;E1,G1,D1,F1的高程根據O1點的設計高程和O1G1的縱坡及次要道路的橫坡確定，E2,G2,D2，F2的高程根據O2,點的設計高程和O2 G2的縱坡及次要道路的橫坡確定。C1, C2點的高程分別由O1,A1,D1點和O2,A2,D2點的高程考慮滿足行車的平順和排水要求確定，計算方法同目前。

2. 2高程圖法

高程圖法常用的方法是增加計算輔助線，采用高程計算線網。

高程計算線網主要采用圓心法、等分法。

(1)圓心法

在路脊線上按施土要求每隔一定距離或等分定出若干點，并與轉角曲線的圓心連成直線

(只連到轉角曲線上)，即得圓心法高程計算線網(如圖5) 。

(2)等分法

將路脊線等分為若干份，相應將轉角曲線也等分為相同份數，連接相應點，即得等分法高程計算線網(如圖6) 。

高程計算線所在位置是用于計算該斷面路拱設計高程的依據，標準路拱橫斷面是與車輛行駛方向垂直的，應盡量使高程計算線與路拱橫斷面的方向一致。

3關于平面交叉口豎向設計的幾點探討

下面將以圖7所示的T形平交口為例探討幾點關于豎向設計的要點。

E點的設計高程在公路平面交叉口中應滿足對角線上行車平順和排水的要求，城市道路平面交叉還必須滿足圖1中圓弧D, D:間的排水要求，即圓弧D, DZ間的縱坡必須≥0. 3 % 。

交叉口無導流島時，因轉角半徑較小，曲線短而難以采用合適的超高，在特殊困難情況下除設置排水所必須的橫坡外，可不設超高，一般對角線OE的橫坡宜控制在0. 3%一2%之間，《公路路線設計細則》中推薦其宜控制在1%左右。

以上兩點可通過調整平交口對角線與圓弧交點的控制高程來實現。在一般平坦地形的城市交叉口，豎向設計的形狀宜采用傘形形式，有利于排水、行車、美觀和銜接處理。

相同(或相近)等級道路相交時，當一條道路縱坡與另一條道路橫坡反向時，交叉口相交道路中的縱坡差不宜太大，上海市設計部門的經驗認為:一般要求不大于0.5%，盡可能使其大致相等。

經處理后，可得到優化前和優化后的平交口豎向設計三維曲面效果圖(如圖8、圖9) o

通過比較我們可以得出表2結果。

從表2可分析出:行車在優化后交叉口對角線上比優化前更平順舒適。

同時考慮到平面交叉口范圍內駕駛操作復雜，易發生交通事故。盡管交叉口范圍內設計速度比一般路段低，但仍希望獲得比一般路段有更好的線形，使駕駛員能盡早看到交叉口范圍內的車流動向，以便變速或停車。在填方路段，若次要道路的豎曲線設置在主要公路的邊緣處，容易導致較大高差，次要道路的車輛容易沖坡，直接闖入主要公路;在挖方路段，次要道路進入主要道路時是下坡，速度較快，應設置減速距離。因此，次要道路緊接交叉口處應設置引道，引道部分應以0. 5%一2. 0%的上坡連接，此坡段至主要道路的路緣至少25 m，如圖10所示。城市道路在條件允許的情況下，也可考慮在次要道路緊接交叉口處設置該引道，優先保證主要道路的橫坡，使其貫穿于整個交叉口區域。

結束語

城市交叉口設計是城市道路交通系統規劃設計的一項非常重要的內容，是一項精細、系統的工程。合理的交叉口豎向設計是以合理的縱斷設計為基礎的，合理地優化交叉口豎向設計可以保證行車平順、排水通暢和建筑藝術美觀的要求。

參考文獻

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