第九章-高速公路立交设计

第九章 高速公路立体交叉设计

第一节 、立体交叉的设置条件

一、概述

1、立体交叉:

指道路与道路、道路与铁路相互交叉时，用跨线桥或地道使两条路线在不同的水平面上通过的交叉形式。

2、设置目的：

用空间分隔的方法消除或减少交叉口车流的冲突，从而提高行车速度、提高通行能力、减少交叉口的延误和油耗，并增加了交通安全度。

3、设置依据：

由于立体交叉占地面积大、施工复杂、造价高，不易改建,因此应根据规划，经过技术、经济及环境效益的比较和分析确定.

二、立体交叉的设置条件

1、根据相交道路的类别和等级

➢ 高速公路与高速公路、铁路、各类道路交叉；

➢ 一级公路与其他公路交叉；

➢ 城市快速路与快速路、铁路交叉；

➢ 快速路与主干路交叉；(五里墩立交桥)

➢ 大城市机场路与一般路相交。

2、根据交通量的需要

我国《城市道路设计规范》规定：主干路和主干路相交的路口，当进入路口的现况交通量超过4000～6000(辆/h）（当量小客车）,相交道路为四车道以上，且对平面交叉口采取改善措施、调整交通组织均难收效时，可设置立体交叉。

3、考虑地形条件

结合修建跨河桥，城市主干路跨河桥的两端，可以根据需要扩建桥梁边孔，修建主干路与滨河路的立体交叉.

4、道路与铁路的交叉符合下列条件时采用立体交叉

➢ 当地形条件困难，采用平面交叉危及行车安全时；

➢ 城市主干路、次干路与铁路交叉，在道路交通高峰时间内，经常发生一次封闭时间超15min；

➢ 修建铁路与道路立交时，可根据需要同时修建与铁路平行而又距离较近的道路与主干路的立体交叉。

三、高速公路立交设置的位置

1、立交位置选择考虑因素：

➢ 现状公路网

➢ 规划公路网

➢ 地形与地物条件

➢ 立交前后的其他立交、桥梁、隧道等构造物

➢ 立交附近的城镇规划

➢ 立交周围其他运输设施等

2、立交的间距考虑原则如下：

➢ 能均匀地分散交通量

对于高速公路立交

✓ 设置间距若太大，不能满足其交通需要，且对高速路的潜在功能发挥不充分；

✓ 反之，间距过密，降低交通通行能力和行车速度，增加了交通事故的可能性。

➢ 要有足够的交织段长度

✓ 交织段长度-—是在前一个立体交叉的匝道上车辆驶入主干线的合流点到后一个

立体交叉的主干线车辆驶出至分流点之间的长度。

✓ 根据交通量来定，但最少为150~200m.

➢ 相邻的立体交叉之间应保证足够的距离

✓ 在城市中，主要根据车辆行驶速度与司机的反应时间等因素来定；

✓ 对高速公路，除主要根据交通使用及交通经济的观点外，尚要考虑交通技术条件，

增加路口的通行能力，减少路口对干线的交通阻塞影响等因素。

第二节 、高速公路立交的常用形式

一、互通式立交的组成

➢ 跨线桥（或地道）

分隔主线和相交道路的直行车流的主体结构物（桥梁上跨或地

道下穿）.

➢ 引道

跨线桥（或地道）主体结构至正常道路之间的路段。

➢ 匝道

连接上下交叉的道路或两条不同高度的道路而设置的车行道。

➢ 出入口

匝道与主线的连接部。

➢ 变速车道

匝道与主线之间的附加车道,供驶离或驶入主线的车辆变速.

➢ 集散道

为了减少主线上进出口车辆对直行车辆的干扰而设置的平行于主线的附加车道。

➢ 辅助车道

在进出口附近为了保持主线和匝道的车道数平衡要求和基本车道数要求所增设的附加车道。

二、高速公路立交的特点

➢ 高速公路立交在我国大多数附设收费口，如何有利于收费口的设置与管理,是高速公路立交选型中的一个重要问题；

➢ 高速公路所经地区一般建筑物较稀，用地限制不大,土地价格也相对较低，因此,立交占地面积大与立交结构物多这两者往往取前者；

➢ 高速公路设计车速高，因此,立交匝道的设计车速也较高，选型中要充分考虑行车安全;

➢ 高速公路各项设计要求均很高，因此,通常要求在立交范围内,高速公路主线平纵线形尽可能不变或少变。

三、立交的分类及其特点

1、按主线与相交道路的跨越方式分类

➢ 上跨式

-—主线（或相交道路）以跨线桥的方式上跨相

交道路（或主线）.

优点:线形视距条件好，施工方便，工期较短，对地 下管线影响小，排水容易处理；缺点：对环境影响较大，污染相对严重。

➢ 下穿式

——主线（或相交道路）以下挖的地道方式穿越相交道路（或主线）

优点：占地较少，立面易处理，对视线和市容影响小；

缺点：排水困难，施工周期长，对地下管线影响大。

2、按交通功能分类

▪ 分离式立交

——将主线与相交道路分离，无匝道联系，不能组织转向交通.

▪ 互通式立交

➢ 全互通式立交

——满足全部转向交通要求，各方面车流间无任何冲突点的立交。

✓ 苜蓿叶形立交

✓ 喇叭形立交

✓ 定向式、部分定向式立交

➢ 部分互通式立交

-—仅能满足部分转向交通或者某些转向交通之间有冲突点的立交。

✓ 菱形立交

✓ 部分苜蓿叶立交

✓ 部分定向式立交

➢ 环形立交

——从平面环形交叉口发展而来的，全部转向交通放在单独一层，以环岛形式组织交通。

3、按相交道路条数分类

➢ 三路交叉——“T\"形或“Y”形 采用喇叭形、

➢ 四路交叉——“十”形或“X”形 采用苜蓿叶形立交

➢ 多路交叉-— 采用环形立交

4、按立交层次数分类

➢ 二层式

➢ 三层式

➢ 四层式

➢ 多层式

第三节、互通式立交的通行能力

-—所有进入立交的各向通行能力之和。

▪ 主线和相交道路通行能力

参照路段通行能力计算，适当考虑匝道进出口对直行车的影响。

▪ 匝道通行能力

与主线和相交道路的通行能力和交通量、货车比例、车道数等有关，取下列三值中最小值.

➢ 匝道入口处的通行能力

➢ 匝道路段的通行能力

➢ 匝道出口处的通行能力

▪ 交织区段通行能力

与交织区段长度、行车速度、交织区段的交通量有关。（P.118。图8－19）

第四节、高速公路立交设计

一、立交分级

二、计算行车速度

（1）直行的计算行车速度

➢ 分离式、苜蓿叶形、环形立体交叉的直行方向和定向式立体交叉的定向方向的计算行车速度应采用与路段相应等级道路的计算行车速度 ，即V直行＝V路段 。

➢ 在菱形立体交叉中通过其平面交叉口直行车流的计算行车速度受左转影响可适当折减，可取V直行＝0.5~0.7V路段 。

（2）匝道的计算行车速度

（3）环形立交中环道的计算行车速度

与平面环形交叉口类似,通常取20～40 km/h。

三、 匝道设计

（一）、匝道的基本形式

按匝道的功能及其与相交道路的关系划分：

1．右转匝道

2．左转匝道

车辆须转约90~270°越过对向车道，至少需要一座跨线构造物.

1）直接式：又称定向式或左出左进式。左转车辆直接从左侧驶出,左转弯，到相交道路的左侧驶入。

2）半直接式：又称半定向式匝道

(1)左出右进式：左转车辆从左侧直接驶出后左转弯，到相交道路时由右侧驶入。

（2)右出左进式：左转车辆从右侧右转驶出,在匝道上左转，到相交道路后直接由左侧驶入。

(3）右出右进式:左转车辆都是右转弯驶出和驶入，在匝道上左转改变方向。

3）间接式：又称环圈式

左转车辆先驶过正线跨线构造物,然后向右回转约270°达到左转的目的。

特点：是右出右进；不需设构造物;匝道线形指标差.

（二）、匝道的特性

1．对称性：

2．任何一个方向左转的车辆,均可在所有象限内完成左转弯运行.

3．所有行驶方向左转的车辆，均可在部分象限内完成左转弯运行。

（三)匝道的设计速度

匝道的计算行车速度主要是根据立交的等级、转弯交通量的大小以及用地和建设费用等条件选定.

(四）、匝道的线形设计标准:

1、匝道的平面

1）匝道平曲线半径:

2）匝道回旋线参数：

2、匝道的纵断面

1）匝道最大纵坡

2）匝道竖曲线半径及长度

（五）匝道横断面及加宽

1．匝道横断面

2．匝道圆曲线加宽

（六）匝道的超高及其过渡

1．不设超高的圆曲线半径

2．超高值确定

3．超高过渡方式：

绕行车道中心旋转

绕中央分隔带边缘旋转

四、端部设计

定义：端部是指匝道两端分别与正线相连接的道口，它包括出入口、变速车道及辅助车道等。

（一）1、出口与入口设计

主线出、入口:一般情况下主线出、入口应设在主线行车道的右侧,出口位置应易于识别。

通视区域：匝道汇入主线之前保持主线100m和匝道60m的三角形区域内通视。

（二）、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。

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—原则上加速车道采用平行式,因加速车道较长，平行式容易布置.

平行式变速车道端部应设渐变段与正线连接。

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。

原则上减速车道采用直接式，另外加速车道较短或双车道的变速车道应采用直接式。

2. 变速车道的长度

变速车道长度为加速或减速车道长度与渐变段长度之和。

3、变速车道的过渡段

五、集散车道

第五节 立体交叉的其他设计

一、收费站和收费广场

（一）收费道路上立交的布置

1．收费道路设置立交的办法

2．常用收费立交的形式

1）三路收费立交：多采用喇叭形、y形及子叶式立交，只需一个设在支线上的收费站。

2）四路收费立交:

一般只设1个收费站.

（二）收费站

1．设置位置:

（1）直接设在主线上

多用于主线收费路段的起、终点处;

(2)设在立交匝道或连接线上

用于控制相交道路上的车辆进、出主线的收费。

2．收费站车道数：

收费站所需的车道数应根据交通量、服务时间和服务水平三个因素来确定。

（三)收费广场

1．线形标准：

设在主线上时,平曲线与竖曲线应与互通式立交的主线线形标准一致;

设在匝道或连接线上时，其平曲线半径不得小于200m，竖曲线半径应大于800m。

收费广场处纵坡应小于2%，当受地形及其他条件限制时不得大于3％。

横坡为1.5％～2.0％.

2．平面布置：

二、景观设计要点

（一）坡面修饰

坡面修饰是将匝道包围区域的边坡修饰成规则、圆滑和接近于自然地形的形状.坡面原则上只修饰匝道包围的区域，其外侧应以满足通视条件、保持坡面规整为原则适当修整。

（二）绿化栽植

互通式立交的绿化栽植除了美化环境、点缀城市外,还有诱导交通、提高交通安全的作用.