第8章 道路平面交叉设计.ppt

一、交叉口设计的基本要求和内容 定义：道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口。交叉口设计的主要内容：（1）正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的几何尺寸；（2）进行交通组织，合理布置各种交通设施；（3）验算交叉口行车视距，保证安全通视条件；（4）交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道。,第八章 道路平面交叉设计 第一节 交叉口设计概述,二、交叉口的交通分析,进出交叉口的车辆可能产生的交错点：分流点同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点；合流点来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点；冲突点来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。,二、交叉口的交通分析,进出交叉口的车辆可能产生的交错点：分流点同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点；合流点来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点；冲突点来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。,二、交叉口的交通分析,进出交叉口的车辆可能产生的交错点：分流点同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点；合流点来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点；冲突点来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。,1实行交通管制。在交叉口设置交通信号灯或由交通警指挥，使发生冲突的车流从通行时间上错开。2采用渠化交通。在交叉口内合理布置交通岛、交通标志和标线、或增设车道等，引导各方向车流沿一定路径行驶，减少车辆之间的相互干扰。如环形平面交叉可消灭冲突点。3修建立体交叉。将相互冲突的车流从通行空间上分开，使其互不干扰。这是解决交叉口交通问题最彻底的办法。4.改变左转车辆的行车方式。如：街坊绕行、远引交叉。,减少或消灭冲突点的方法：,街坊绕行,远引交叉,平面交叉口的形式:“十”字形，“T”字形及其演变而来的X形、Y形、错位、多路交叉。平面交叉的布置类型：1加铺转角式：交叉口用适当半径的圆曲线平顺连接相交道路的路基和路面。,三、交叉口的类型及其适用范围,特点：交叉口形式简单，占地少，造价低，设计方便，但行车速度低，通行能力小。适用：交通量小，车速低，转弯车辆少的三、四级公路或地方道路：也可用于转弯交通量较小的主要道路与次要道路交叉。,平面交叉口的形式:“十”字形，“T”字形及其演变而来的X形、Y形、错位、多路交叉。平面交叉的布置类型：1加铺转角式：交叉口用适当半径的圆曲线平顺连接相交道路的路基和路面。,三、交叉口的类型及其适用范围,通过设置导流岛、划分车道等措施，使单向右转或双向左、右转车流以较大半径分道行驶的平面交叉，,2分道转弯式：,特点：交叉口转弯车辆，尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高。适用：车速较高，转弯车辆较多的一般道路。,为使转弯车辆不影响其它车辆的正常行驶，在交叉口连接部增设变速车道和转弯车道的平面交叉。,3扩宽路口式：,为使转弯车辆不影响其它车辆的正常行驶，在交叉口连接部增设变速车道和转弯车道的平面交叉。,3扩宽路口式：,特点：可减少转弯交通对直行交通的干扰，车速较高，事故率低，通行能力大，但占地多，投资较大。适用：交通量较大、转弯车辆较多的二级公路和城市主干路。设计时主要解决扩宽的车道数，同时也要满足视距和转角曲线半径的要求。,为使转弯车辆不影响其它车辆的正常行驶，在交叉口连接部增设变速车道和转弯车道的平面交叉。,3扩宽路口式：,在交叉口中央设置中心岛，用环道组织渠化交通，使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉，俗称转盘。,4环形交叉：,特点：优点：驶入交叉口的各种车辆可连续不断地单向运行，没有停滞，减少了车辆在交叉口的延误时间；环道上行车只有分流与合流，消灭了冲突点，提高了行车的安全性；交通组织简便，不需信号管制；对多路交叉和畸形交叉，用环道组织渠化交通更为有效。缺点：是占地面积大，城区改建困难；增加了车辆绕行：距离，特别是左转弯车辆；一般造价高于其他平面交叉。适用：多条道路相交，通过交叉口的交通量总数为5003000辆小时，左右转弯车辆较多，且地形较平坦的情况。,在交叉口中央设置中心岛，用环道组织渠化交通，使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉，俗称转盘。,4环形交叉：,1.交叉口范围直行交通：设计速度原则上应与路段设计速度相同。两相交公路的等级或交通量相近时，平面交叉范围内的设计速度可适当降低，但不得低于路段设计速度的70。2.转弯交通：设计速度因分、合流及用地等影响，通常应适当降低，或按变速行驶需要而定。右转弯车道：设计速度不宜大于40kmh；左转弯车道：设计速度不宜大于20km/h。,四、交叉口的设计速度,第二节 交叉口的交通组织设计,一、车辆交通组织方法（一）设置专用车道 组织不同行驶方向的车辆在各自的车道上分道行驶，互不干扰，根据行车道宽度和左、直、右行车辆的交通量大小可作出多种组合的车道划分。,第二节 交叉口的交通组织设计,一、车辆交通组织方法（一）设置专用车道 组织不同行驶方向的车辆在各自的车道上分道行驶，互不干扰，根据行车道宽度和左、直、右行车辆的交通量大小可作出多种组合的车道划分。,1设置专用左转车道2实行交通管制3变左转为右转（图a）,（二）左转弯车辆的交通组织,第二节 交叉口的交通组织设计,一、车辆交通组织方法（一）设置专用车道 组织不同行驶方向的车辆在各自的车道上分道行驶，互不干扰，根据行车道宽度和左、直、右行车辆的交通量大小可作出多种组合的车道划分。,1设置专用左转车道2实行交通管制3变左转为右转（图b）,（二）左转弯车辆的交通组织,第二节 交叉口的交通组织设计,一、车辆交通组织方法（一）设置专用车道 组织不同行驶方向的车辆在各自的车道上分道行驶，互不干扰，根据行车道宽度和左、直、右行车辆的交通量大小可作出多种组合的车道划分。,在车道上划线，或用绿带和交通岛来分隔车流，使各种不同类型和不同速度的车辆能象渠道内的水流那样，沿规定的方向互不干扰地行驶的交通组织。,（三）组织渠化交通,在车道上划线，或用绿带和交通岛来分隔车流，使各种不同类型和不同速度的车辆能象渠道内的水流那样，沿规定的方向互不干扰地行驶的交通组织。,（三）组织渠化交通,二、行人及非机动车交通组织,（一）行人交通组织 行人交通组织的主要任务是组织行人在人行道上行走，在人行横道线内安全过街，使人、车分离，干扰最小。,二、行人及非机动车交通组织,（一）行人交通组织 行人交通组织的主要任务是组织行人在人行道上行走，在人行横道线内安全过街，使人、车分离，干扰最小。,二、行人及非机动车交通组织,（一）行人交通组织 行人交通组织的主要任务是组织行人在人行道上行走，在人行横道线内安全过街，使人、车分离，干扰最小。,（二）非机动车交通组织,1.在交叉路口，非机动车道通常布置在机动车道和人行道之间。2.在交叉口内，一般车流量下非机动车随机动车按交通规则在右侧行驶，不设分离设施。2.车流量较大时，可采用分隔带（或墩）将机动车与非机动车分离行驶，减少相互干扰。3.当车流量很大，机、非之间干扰严重时，可考虑采用立体非机动车交通组织，并与人行天桥或地道一起考虑。,第三节 交叉口的车道数和通行能力,一、交叉口的车道数,交叉口各相交道路的车道数，应根据交通控制方法、交通量、车道的通行能力及交叉处用地条件等决定。在城市道路上还应考虑大量非机动车交通存在的需要。从渠化交通考虑，交叉口最好按车种和方向分别设置专用车道，以使左、直、右机动车和非机动车能在各自的专用车道上排列停候或行驶，避免相互干扰，提高通行能力。但在交通量较小的道路上设置过多的车道是不经济的，可考虑车道混合行驶。一般情况，交叉口的车道数宜比路段上多设一条。,道路通行能力：是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。单位时间通常以小时计（辆小时）。道路通行能力计算方法：车头时距法和车头间距法车头时距：指连续两车通过车道或道路上同一地点的间间隔。以车头时距计算一条车道的通行能力：C=3600t车头间距：是指交通流中连续两车之间的距离。以车头间距计算一条车道的通行能力：C=1000Vl,二、交叉口的通行能力,（一）有信号控制交叉口的通行能力 停车线断面法：已知交叉口处车道使用规定、信号显示周期及配时，以进口道停车线为基准断面，凡通过该断面的车辆即认为己通过交叉口。据此来计算通过停车线断面上不同行驶方向车道上的小时最大通过量（即该车道通过能力），各进口车道通行能力之和即为交叉口的可能通行能力。,二、交叉口的通行能力,1一条直行车道的通行能力N直：,式中：T信号周期（s），一般T=6090s；Tg一个周期内的绿灯时间（s）；vs直行车辆通过交叉口的车速（ms）；a平均加速度（m/s2）；ts直行车平均车头时距（s）。,（一）有信号控制交叉口的通行能力 停车线断面法：已知交叉口处车道使用规定、信号显示周期及配时，以进口道停车线为基准断面，凡通过该断面的车辆即认为己通过交叉口。据此来计算通过停车线断面上不同行驶方向车道上的小时最大通过量（即该车道通过能力），各进口车道通行能力之和即为交叉口的可能通行能力。,二、交叉口的通行能力,1一条直行车道的通行能力N直：,2一条右转车道的通行能力N右,式中，tr右转车平均车头时距（s）。根据观测，平均tr3.03.5s。,1）有左转专用信号显示时,3一条左转车道的通行能力N左,式中：T1一个周期内的左转显示时间（s）；v1左转车通过交叉口的车速（s）；t1 左转车平均车头时距（s），取t1=2.5m。,1）有左转专用信号显示时,3一条左转车道的通行能力N左,（1）利用绿灯时间：当有左转专用车道而无左转信号显示时，驶入左转车道的车辆，只能利用绿灯时间内对向直行车流中出现可穿越空档实现左转。据实测，可穿越时距约为8s，直行车头时距约为3.54s，故穿越时距约为直行车头时距的2倍。,2）无左转专用信号显示时,式中：N直一条直行车道一个周期的通行能力；,N”直每个周期实际到达的直行车辆。,（2）利用黄灯时间：黄灯亮时通过车数n2为,2）无左转专用信号显示时,式中：Ty每周期黄灯时间，s。一条左转车道的通行能力N左为,式中：N直一条直行车道一个周期的通行能力；,N”直每个周期实际到达的直行车辆。,一条车道上有直、左混行时，因去向不同二相互干扰，甚至会停车，应乘以折减系数K。另据观测，左转车道通过时间约为直行车的1.5倍。,4一条直左混行车道的通行能力N直左,式中：1直左车道中左转车所占比例；K折减系数，取K=0.70.9。5一条直右混行车道的通行能力等于一条直行车道的通行能力。6一条直左右混行的通行能力等于一条直左混行车道的通行能力。,无信号控制交叉口一般是指主要道路与次要道路相交时，困次要道路交通量不大，可不设交通信号控制，根据主要道路优先通行的交通规则，次要道路上的车辆必须等待主要道路上的车辆之间出现足够长的间隔时间而通过交叉口。主要道路上的车流可视为无交叉的连续交通流。当主要道路上的车流出现的间隔大于临界间隔a（即50%的驾驶员可以接受）时，可供次要道路上车辆汇入或穿越。,（二）无信号控制交叉口的通行能力,设次要道路上的车辆相隔的车头时距为，则次要道路单向可通过的最大车辆数Q次为,（二）无信号控制交叉口的通行能力,式中：Q主主要道路双向交通量（辆小时）；q 主要道路交通流率，qQ主3600（辆秒）；主要道路临界间隔时间（s）。对停车标志控制的交叉口为68s；对让路标志为57s；次要道路最小车头时距（s）。对停车标志为5s；对让路标志为3s。,第四节 交叉口的视距与圆曲线半径,一、交叉口的视距（一）视距三角形 为了保证交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前的一段距离内，应能看到相交道路上的行车情况，以便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要的距离应该大于或等于停车视距ST。视距三角形：由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物。,第四节 交叉口的视距与圆曲线半径,一、交叉口的视距（一）视距三角形 为了保证交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前的一段距离内，应能看到相交道路上的行车情况，以便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要的距离应该大于或等于停车视距ST。视距三角形：由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物。,（二）识别距离,识别距离：为保证车辆安全顺利通过交叉口，应使驾驶员在交叉口之前的一定距离能识别交叉口的存在及交通信号和交通标志等，这一距离称为识别距离。1无信号控制的交叉口 对无任何信号控制的交叉口，可采用各相交道路的停车视距。2有信号控制的交叉口 对有信号控制的交叉口，在车辆正常行驶条件下，识别距离力使驾驶员能看清交通信号和显示内容，能有足够时间制动减速直至停车，但这种制动停车并非急刹车。,3停车标志控制的交叉口,对停车标志控制的交叉口，一般为主要道路与次要道路交叉，主次关系明确，而且对标志的识别要比对信号容易，因此，可采用式（8-10）及识别时间为2s计算。,第四节 交叉口的视距与圆曲线半径,一、交叉口的视距（一）视距三角形 为了保证交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前的一段距离内，应能看到相交道路上的行车情况，以便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要的距离应该大于或等于停车视距ST。视距三角形：由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物。,第四节 交叉口的视距与圆曲线半径,一、交叉口的视距（一）视距三角形 为了保证交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前的一段距离内，应能看到相交道路上的行车情况，以便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要的距离应该大于或等于停车视距ST。视距三角形：由相交道路上的停车视距所构成的三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线的障碍物。,（二）识别距离,识别距离：为保证车辆安全顺利通过交叉口，应使驾驶员在交叉口之前的一定距离能识别交叉口的存在及交通信号和交通标志等，这一距离称为识别距离。1无信号控制的交叉口 对无任何信号控制的交叉口，可采用各相交道路的停车视距。2有信号控制的交叉口 对有信号控制的交叉口，在车辆正常行驶条件下，识别距离力使驾驶员能看清交通信号和显示内容，能有足够时间制动减速直至停车，但这种制动停车并非急刹车。,3停车标志控制的交叉口,对停车标志控制的交叉口，一般为主要道路与次要道路交叉，主次关系明确，而且对标志的识别要比对信号容易，因此，可采用式（8-10）及识别时间为2s计算。,二、交叉口的圆曲线半径,交叉口的圆曲线半径：交叉范围相交道路的圆曲线半径 分道转弯式圆曲线半径 加铺转角式圆曲线半径（一）相交道路的最小圆曲线半径,在交叉口范围内，主要道路的设计速度V仍采用路段规定值，次要道路可取路段的0.7倍；横向力系数可按不同计算行车速度在0.150.20之间选用；超高横坡ih，以不大于2%为宜，最大不应超过6%。,设计速度,当右转弯车辆比较多时，为保证右转车辆能以规定速度分道行驶，应对最小转弯半径加以限制。在右转车辆计算行车速度已确定的条件下，取=0.160.20，最小圆曲线半径的一般值采用ih=2%计算，极限值用ih=6%计算。,（二）分道转弯式交叉口最小圆曲线半径,为了保证各种右转车辆能以一定速度顺利转弯，交叉口转角处的缘石或行车道边缘应做成圆曲线或多心复曲线。加铺转角边缘的圆曲线半径：,（三）加铺转角式交叉口转角半径,定义：在交叉口内增加左、右转车道，以提高交叉口的通行能力的设计方法。一、设置条件1平面交叉符合下列条件时应设右转车道：（1）平面交叉角小于60，且右转车较多时；（2）右转交通量大，且为主要交通方向时；（3）右转车辆所需车速较高时；（4）有特殊需要时。2平面交叉除下列条件外应设左转车道：（1）不允许左转弯时；（2）道路交通量很小，通行能力有富裕时；（3）相交道路设计速度为40km/h以下，设计小时交通量小于200辆时；（4）无对向直行交通，且进口道车道数较路段多一条时。,第五节 交叉口的拓宽设计,二、设置方法,（一）右转车道设置方法 在进口道的右侧或同时在出口道的右侧拓宽右转车道。,二、设置方法,（一）右转车道设置方法 在进口道的右侧或同时在出口道的右侧拓宽右转车道。,（二）左转车道设置方法,左转车道是在进口道左侧扩宽出的车道。1宽型中间带：当没有较宽中间带（一般不小于5m）时，将道口一定长度的中间带压缩宽度，由此增辟出左转车道。,（二）左转车道设置方法,2窄型中间带：当设有较窄中间带（宽度小于5m）时，利用中间带后宽度不够，可将道口单向或双向车道线向外侧偏移，增加不足部分宽度。,（二）左转车道设置方法,3无中间带：当相交道路不设中间带时，可通过两种途径增辟左转车道。（1）向进口道的一侧或两侧扩宽，增加进口道路幅总宽度，在进口道中心线附近辟出左转车道。,3无中间带：当相交道路不设中间带时，可通过两种途径增辟左转车道。（1）向进口道的一侧或两侧扩宽，增加进口道路幅总宽度，在进口道中心线附近辟出左转车道。,（2）不扩宽进口道，占用靠近中心线的对向车道作为左转车道。,（二）左转车道设置方法,第六节 环形交叉口设计,一、中心岛的形状和半径,（一）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。（二）中心岛的半径1按计算行车速度的要求计算：,式中：b紧靠中心岛的车道宽度（m）；ib环道横坡度（%），一般采用1.5%；,第六节 环形交叉口设计,一、中心岛的形状和半径,交织：就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，称为交织长度。,2按交织段长度的要求计算半径R：,交织段长度所要求的中心岛半径Rd，近似地按交织段长度所围成的圆周大小来推导,式中：Bp相交道路的平均路宽（m）。,交织：就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，称为交织长度。,2按交织段长度的要求计算半径R：,环道上的车道布置：（1）靠近中心岛的一条车道作绕行之用，（2）最靠外侧的一条车道供右转弯之用，（3）中间一至二条车道为交织之用环道上一般设计三到四条车道为宜。如交织段长度较长时，环道车道数可布置四条；若相交道路的车行道较窄，也可设二条车道。每条车道宽3.503.75m，,二、环道的宽度,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的。,三、交织角,交织角越小，行车就越安全。交织角以控制在2030之间为宜。,一、交叉口立面设计的要求和原则,第七节 交叉口的立面设计,1.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。2.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。3.设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉口。4.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。5.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%。6.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,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,二、交叉口立面设计的基本类型,设计方法：方格网法、设计等高线法及方格网设计等高线法。1.路段设计等高线的计算和画法,三、交叉口立面设计的方法,设等高距为h，则中心线上相邻等高线的水平距离l1为：,设置路拱以后（路拱高h1），等高线在车行道边线上的位置沿纵向上坡方向偏移的水平距离l2为：,设计方法：方格网法、设计等高线法及方格网设计等高线法。1.路段设计等高线的计算和画法,三、交叉口立面设计的方法,153.10,153.20,设计方法：方格网法、设计等高线法及方格网设计等高线法。1.路段设计等高线的计算和画法,三、交叉口立面设计的方法,方格网法,2交叉口上设计等高线的计算和画法,hG=hA-AGi1,方格网设计等高线法,3.平面交叉设计示例：,3.平面交叉设计示例：,