城市交通與道路規(guī)劃講義第八章道路立體交叉

平面交叉立體交叉道路交叉設計第八章道路路立體交叉主要內容：第一節(jié)立體交叉概述第二節(jié)立體交叉的類型與選擇第三節(jié)立體交叉設計步驟與方法第四節(jié)我國立體交叉形式的發(fā)展第一節(jié)立立體交叉概述一.概念立體交叉：道道路與道路（（或鐵路）相相交時，利用用跨線構造物使道路與道路路（或鐵路））在不同標高相互交叉的連連接方式，避避免不同車流流交叉行駛的的目的。二.作用消除或者減少少沖突點；提高道路的通通行能力；節(jié)約運行的時時間和燃料消消耗；減少對高等級級道路的干擾擾，減少交通通事故。第一節(jié)立立體交叉概述三.立交工程的必要性和特殊殊性1.必要性我國經濟的飛速發(fā)發(fā)展，城市規(guī)規(guī)模的不斷擴大，帶來了了高速公路的大量修建，立交工程成為其不不可缺少的一一部分。2.特殊性牽涉到路線的設計問題（線形復雜）牽涉到橋梁的設計問題（型式復復雜）牽涉到交通工程問題（內容復復雜）第二節(jié)立立體交叉的的類型與選擇擇一.立體交叉的組成跨線構造物正線匝道出入口變速車道綠化地帶集散車道第二節(jié)立立體交叉的的類型與選擇擇二.公路立交與城市立立交的主要區(qū)區(qū)別

項目立交立交間距占地形式結構層排水匝道車速公路立交大大簡單兩層明溝高城市立交小小復雜三層、四層暗管低公路立交城市立交第二節(jié)立立體交叉的的類型與選擇擇三.立體交叉的分類1.按結構物的形形式分上跨式（上立立交）：用跨線橋從相相交道路上方方跨過的交叉叉方式。施工方便，，排水易處理理，但占地大大，引道較長長、高架橋影影響視線和市市容，宜用于于市區(qū)以外或或周圍有高大大建筑物處。上跨式立交第二節(jié)立立體交叉的的類型與選擇擇三.立體交交叉的分類類1.按結構構物的的形式式分上跨式（上上立交交）：用跨線線橋從從相交交道路路上方方跨過過的交交叉方方式。施工工方便便，排排水易易處理理，但但占地地大，，引道道較長長、高高架橋橋影響響視線線和市市容，，宜用用于市市區(qū)以以外或或周圍圍有高高大建建筑物物處。下穿式（下下立交交）：用地道道從相相交道道路下下方穿穿過的的交叉叉方式式。占地地少，，立面面易處處理，，對視視線和和市容容影響響小，，但施施工期期較長長、造造價較較高，，排水水困難難。多多用于于市區(qū)區(qū)。下穿式式立交交第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇三.立體交交叉的分類類1.按結構構物的的形式式分③半半上跨跨半下下穿式式（多層層立交交）第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇三.立體交交叉的分類類2.按交通通功能能分類類①分分離式式立交交構成：：僅設設跨線構構造物物一座座，使相相交道道路空空間分分離，，上、、下道道路無匝道道連接的的交叉叉。特點：：這種種類型型立交交結構構簡單單，占占地少少，造造價低低，但但相交交道路路的車車輛不不能轉轉彎行行駛，適用用于高速道道路與與鐵路路或次次要道道路之間交交叉。。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇三.立體交交叉的分類類2.按交通通功能能分類類②互互通通式立立交構成：：設跨跨線構構造物物使相相交道道路空空間分分離，，且上上、下下道路路有匝道道連接，，以供供轉彎彎車輛輛行駛駛的交交叉方方式。。特點：車輛輛可轉轉彎行行駛，，全部部或部部分消消滅了了沖突突點，，各方方向行行車干干擾較較??；；但立立交結結構復復雜，，占地地多，，造價價高。。互通式式立交交包括括：：部分互互通立立體交交叉完全互通立立體交交叉環(huán)形立體交交叉第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇②互互通通式立立交⑴部分分互通式式立交交相交道道路的的車流流軌跡跡之間間至少少有一一個平平面沖沖突點點的交交叉。。部分互互通式式的代代表形形式有有菱形立立交和部分苜苜蓿葉葉式立交交等。菱行立立交特點：：能保證證主線線直行行車輛輛快速速通暢暢，轉轉彎車車輛繞繞行距距離較較短；；主線線上具具有高高標準準的單單一進進出口口，交交通標標志簡簡單；；主線線下穿穿時匝匝道坡坡度便便于車車輛減減速和和駛入入車輛輛加速速；形形式簡簡單，，僅需需一座座橋，，用地地和工工程費費用小小。但次線與與匝道道連接接處為為平面面立交交，影影響了了通行行能力力和行行車安安全。。布設時時應將將平面交交叉設設在次次線上上，主線線上跨跨或下下穿應應視地地形和和排水水條件件而定定，一一般以以下穿為宜，，次線線上可可通過過渠化化或設設置交交通信信號措措施組組織交交通。。沖突點沖突點沖突點沖突點四路立交

三路立交

第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑴部分分互通通式立立交菱行立立交第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑴部分分互通式式立交交部分苜苜蓿葉葉式立交特點：主線直直行車車快速速通暢暢，僅需一一座橋橋，用地地和工工程費費用較較小，，遠期期可擴擴建為為全苜苜蓿葉葉立交交，但但次線線上存存在平面交交叉。布線時應使使轉彎彎車輛輛的出出入盡盡可能能少妨妨礙主主線的的交通通，最最好使使每一一轉彎彎運行行均為為右轉轉彎出出入，，不得得已時時應優(yōu)優(yōu)先考考慮右右轉出出口。。另外外，平平面交交叉口口應布布置在在次線線上。。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑴部分分互通通式立立交部分苜苜蓉葉葉式立交第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑴部分分互通通式立立交部分苜苜蓿葉葉式立交第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交相交道路的的車流流軌跡跡線全全部在在空間間分離離的交交叉。。它是是一種種比較較完善善的高高級形形式，，匝道道數與與轉彎彎方向向數相相等，，各轉轉向都都有專專用匝匝道，，適用用于高速道道路之之間及及高速速道路路與其其它高等級級道路路相交。。代表形式有有喇叭、、苜蓿蓿葉形形、Y形、定定向式式立交交。喇叭形形立交交是三路立立交的代表表形式式，可可分為為A式和B式。特點：環(huán)圈式匝匝道車車速較較低，，其它它匝道道能為為轉彎彎車輛輛提供供高速速的半半定向向運行行；只只需一一座構構造物物，投投資較較??；；無沖沖突點點和交交織，，通行行能力力大，，行車車安全全。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交喇叭形形立交交以外環(huán)環(huán)作為為流出出匝道道，為為A式。布設時應將將環(huán)圈圈式匝匝道設設在交交通量量小的的方向向上，，主線線交通通量大大時宜宜采用用A式。次次線上上跨對對轉彎彎交通通視野野有利利，下下穿時時宜斜斜交或或彎穿穿。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交喇叭形形立交交以內環(huán)環(huán)作為流流出匝匝道，，為B式。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交苜蓿葉葉式立交特點該立交平平面形形似苜苜蓿葉葉，交交通運運行連連續(xù)而而自然然，無無沖突突點，，可分分期修修建，，僅需需一座座構造造物。。但這這種立立交占占地面面積大大，左左轉繞繞行距距離較較長，，環(huán)圈圈式匝匝道適適應車車速較較低，，且橋橋上、、下存存在交交織；；多用用于高速道道路之之間的立交交，而而在城城市內內受用用地限限制很很難采采用，，因其其形式式美觀觀，如如要在在城市市外圍圍的環(huán)環(huán)路上上采用用，加加之適適當的的綠化化，也也是較較為合合適的的。布設時時為消消除主主線上上的交交織，，避免免雙重重出口口，使使標志志簡化化以及及提高高立交交的通通行能能力和和行車車安全全，可可加設設集散散車道道。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交苜蓿葉葉式立交a.四個對稱稱環(huán)圈圈匝道道實現現左轉轉適用常常規(guī)四四路交交叉苜蓿葉葉式立交b.帶集散散車道道形消除正正線交交織，，提高高通行行能力力和安安全。。第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交第二節(jié)節(jié)立立體交交叉的的類型型與選選擇⑵完全全互通通式立立交Y形立交能為轉彎車車輛提提供高高速的的定向向或半半定向向運行行；無無交織織，無無沖突突點，行車安全，方向向明確，路路徑短捷，，通行能力力大；正線線外側占地地寬度較小小，但需要要構造物多多，造價較較高。適用三路樞紐互通定向Y形第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇⑵完全互通通式立交Y形立交能為轉彎車輛提提供高速的的定向或半半定向運行行；無交織織，無沖突突點行車安安全，方向向明確，路路徑短捷，，通行能力力大；正線線外側占地地寬度較小小，但需要要構造物多多，造價較較高。半定向Y形第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇⑵完全互通通式立交定向式立交交各方向運行行都有專用用匝道，自自由流暢，，轉向明確確，無沖突突點，無交交織，通行行能力大，，適應車速速高。但占占地面積大大，層多橋橋長，造價價高，在城城區(qū)很難實實現。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇⑶環(huán)形立交交相交道路的的車流軌跡跡因匝道數不足足而共同使用，且有交織織路段的交交叉。適用于主要道路與與一般道路路交叉，以用用于五條以上道道路相交為宜，這種立交能保證證主線直通通，交通組組織方便，，無沖突點點，占地較較少，但次次要道路的通行能力力受到環(huán)道交交織的限制制，車速受受到中心島島直徑的影影響，構造造物較多，，左轉車輛輛繞行距離離長。當采用環(huán)形立立交時，必必須根據相相交道路的的性質進行行比較研究究，看環(huán)道道的最大通通行能力和和所采用的的中心島尺尺寸是否滿滿足遠期交交通量和車車速的要求求，布設時時應讓主線線直通，中中心島可采采用圓形，，橢圓形或或其它形式式。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇四.立體交叉形式的用地和通通行能力1.立體交叉口口的用地城市中立體體交叉形式式主要由處理左轉交交通的方式決定定，歸納起起來，基本本上是由菱形、苜蓿蓿葉形、環(huán)環(huán)形和全定定向四種形式及及其變種所所組成。立立交形式不不同，其用地大小也不不一樣。根據機動車和非非機動車交交通混行和和分行、有有無沖突點點的要求進一步步組合，又可可分為雙層、三層層和四層式式立體交叉叉，層數越多多，交叉口口的用地面積越大。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇1.立體交叉口口的用地①兩層式立體交交叉口立體交叉形式占地面積（萬㎡）菱形立交2.0~2.5兩層苜蓿葉形立交一般苜蓿葉形立交8.0~12.5長條苜蓿葉形立交6.5兩層環(huán)形立交平面環(huán)形交叉口改造而成的環(huán)形立交3.0~4.5兩層環(huán)形交叉口相疊而成的環(huán)形立交2.5~3.0第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇1.立體交叉口口的用地①兩層式立體交交叉口立體交叉形式占地面積（萬㎡）菱形立交2.0~2.5苜蓿葉形立交一般苜蓿葉形立交8.0~12.5長條苜蓿葉形立交6.5環(huán)形立交平面環(huán)形交叉口改造而成的環(huán)形立交3.0~4.5兩層環(huán)形交叉口相疊而成的環(huán)形立交2.5~3.0第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇1.立體交叉口口的用地②三層式式立體交叉叉口立體交叉形式占地面積（萬㎡）十字形立交4.0~5.0環(huán)形立交直行機動車在上、下層垂直穿過，左右轉的機動車和所有非機動車在中間一層環(huán)形交叉口上混行通過5.0~5.5機動車和非機動車分別在上、下兩層環(huán)形交叉口上行駛，直行交通量特別大的機動車道上跨或下穿環(huán)形交叉口4.5~5.5苜蓿葉形與環(huán)形立交7.0~12.0環(huán)形與苜蓿葉形立交5.0~6.0第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇1.立體交叉口口的用地②三層式式立體交叉叉口立體交叉形式占地面積（萬㎡）十字形立交4.0~5.0環(huán)形立交直行機動車在上、下層垂直穿過，左右轉的機動車和所有非機動車在中間一層環(huán)形交叉口上混行通過5.0~5.5機動車和非機動車分別在上、下兩層環(huán)形交叉口上行駛，直行交通量特別大的機動車道上跨或下穿環(huán)形交叉口4.5~5.5苜蓿葉形與環(huán)形立交7.0~12.0環(huán)形與苜蓿葉形立交5.0~6.0第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇1.立體交叉口口的用地③四層式式環(huán)形立體體交叉口由一個非機機動車平面面環(huán)形交叉叉口套在一一個三層機動車環(huán)形交叉口口內組成。通常非機機動車環(huán)形形交叉口在在地面層，，機動車環(huán)環(huán)形交叉口口在上層，，相互垂直的直行的機動動車道設置置在最下層層和最上層層。該立體體交叉口的的面積約為6.0~8.0萬㎡。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇2.立體交叉口口的通行能能力(1)在立體交叉叉口進口道道上單向機機動車道的的規(guī)劃通行行能力：一條車道道為1500pcu／h，兩條車道道為2600pcu／h，三條車道道為3300pcu／h。單向非機機動車道寬5～7m，規(guī)劃通行行能力為6000～9000veh／h。(2)在立體交叉叉口上采用用苜蓿葉形形立體交叉叉口，單向向直行車道道：機動車匝道轉彎半半徑：機動車道道20～25m，自行車道道10～15m。立體交叉口口的通行能能力：機動車為6000～13000pcu／h；非機動車車為16000～20000veh／h，不受機動動車干擾的為20000～30000veh／h。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇2.立體交叉口口的通行能能力(3)在立體交叉叉口上采用用的環(huán)形交交叉層，中心島直徑徑保證機動車車的交織長度為40～50m，非機動車車的為25～30m。環(huán)道寬度：機動車的的、只含左左、右轉車車的為8m；含左、右右轉和中心心島外側180°調頭的為12m；含左、右右轉、直行行車和在中心島外側180°調頭的為16m；非機動車車為6～8m；機動車與與非機動車車混行的，只含左、右轉轉車為14～16m，含左、右右轉車和直直行車的為為16～20m；環(huán)形交叉層層的通行能能力：機動車為為600～800pcu／h(只含左、右右轉車)，2800～3000輛／h(含左、右轉轉車和直行行車)；在中心島島外側180°調頭的回車道，，每車道通行能能力為1200pcu／h。非機動車車為12000～15000veh／h；機動車和和與非機動動車混行的的為800～1000pcu／h(只含左、右右轉車)，1600～2800pcu／h(含左、右轉轉車和直行車)，或將混行行車換算成成4000～6000’’veh／h(只含左、右右轉車)，13000～14000veh／h(只含左、右右轉車和直直行車)。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇2.立體交叉口口的通行能能力第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇③滿足標志和和信號布置置需要②能滿足交織織路段的要要求①能均勻地分分散交通④駕駛員操作作順適的要要求②相交道路的交通通量①相交道路的的性質、任務務③地形條件④經濟條件1.立交位置的的選定2.立交的間距距五.立體交叉形形式的選擇第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇五.立體交叉形形式的選擇1.影響立交形形式選擇的的因素第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇五.立體交叉形形式的選擇2.立交形式選選擇的因素素立交的形式取決決于相交道路的的性質、任任務和遠景景交通量等選定的立交交形式注意意應與所在在地的自然環(huán)境條條件相適應選型應全面面考慮近遠期結合合選型應有利施工，維護和排排水，盡量量采用新技術，新工藝，，新結構選型和總體體布置要全全面安排，，分清主次次，考慮平面線形指指標和豎向向標高的要求選型應與定定位相結合。第二節(jié)立立體交交叉的類型型與選擇五.立體交叉形形式的選擇第三節(jié)立體交叉的設計步驟驟完整的立交交設計過程程應該包括括規(guī)劃、可行行性研究、、初步設計計到施工圖圖設計的全過程。①初擬方案：根據預測測設計交通通量的分布布和立交所所在地的地地形、地物物條件，在在地形圖或其上覆蓋的的透明紙上上勾繪出各各種可能的的立交方案案。②確定比較方方案：對初擬方方案進行分分析，首先先分析通行行能力，然然后考慮線線型與地形形、地物的適應性，，線型本身身是否順適適、轉彎半半徑能否滿滿足規(guī)定要要求，各層層間可否跨跨越，拆遷是否否合理，一一般選2～4個比較方方案。③確定推薦薦方案：在地形形圖上按按比例繪繪出各比比較方案案，完成成初步平平縱設計計、橋跨跨方案和概略工程程量計算算，作出出各方案案比較表表，全面面比較后后確定1～2個推薦方方案。第三節(jié)立體交叉叉的設計步步驟④確定采用用方案：對推薦薦方案視視需要作作出模型型或透視視圖，征征詢規(guī)劃劃、城建建、環(huán)保保、交管等有關方方面的意意見，權權衡造價價、近期期與遠期期的關系系，也可可采用分分期修建建的立交交方案，，最后定出采用用方案。。⑤詳細測量量：對采用方案案實地放線并并詳細測量，，進一步收集集詳細設計所所需的全部資料。⑥施工圖設計：：完成全部施工工圖和工程預預算。第三節(jié)立體交叉的設計步驟⑤詳細測量⑥施工圖設計設計階段②確定比較方案③確定推薦方案④確定采用方案案初步設計階段段第三節(jié)立體交叉的設計步驟立交方案評價價立交方案評價價的方法較多多，通常采用用的有綜合評價法、、分項評價法法、技術經濟濟比較法、經經濟比值法、、環(huán)境協調與與造型比較法法等。①綜合評價價法對建立的綜合評評價指標體系系，借助運籌籌學的層次分分析法或模糊糊數學的方法或二者的結合合使用，通過過各影響因素素權重的計算算和綜合分析析比較，以尋尋求整體最優(yōu)優(yōu)或較優(yōu)的立交方案案，作為決策策的依據。綜綜合評價法是是一個多目標標、多層次的的決策分析過過程。第三節(jié)立體交叉的設計步驟①綜合評價價法第三節(jié)立體交叉的設計步驟①綜合評價價法權重是各因素之間間相對重要程程度的反映。。為使權重取取值科學，不不過分偏差，，通常采用系統工程程中的德爾斐(Delphi)法，即發(fā)放專家調查查表。該表應有選選擇地向專家家發(fā)放，收回回后還應作正正態(tài)分布的假假設檢驗，以以保證調查質質量。在多目標決策過過程中，各因因素是相互影影響的，有些些因素很難量量化，有的甚甚至是不可量化的，因此各因因素之間就不不能直接判斷斷其影響程度度，從而得到到決策結果。。為能統一比比較，需要把有量綱和無無量綱的各指指標換算成O、1之間的實數，，稱為評價指標的量量化處理。對定量的指標(如匝道長度、、通行能力等等)通過計算直接接或間接得到；對定性性的指標(如社會反映、分期修建適適應性等)很難計算獲得得，可用模糊糊數學的方法法得到。①綜合評價價法第三節(jié)立體交叉的設計步驟②技術經濟比較法直接計算各個立交交方案的技術術指標、使用用指標及經濟濟指標值，列成數表逐項進行行對比，通過過對各個方案案的造價、運運輸費用和養(yǎng)養(yǎng)護費用進行行綜合分析，，選出最佳方案。第三節(jié)立體交叉的設計步驟②技術經濟比較法第三節(jié)立體交叉的設計步驟1.國外立體交叉的發(fā)發(fā)展1925年，法國興建了第一座苜蓿蓿葉形立體交交叉。美國于1928年在新澤西州州建造了能每每晝夜通過62500輛當量汽車的的苜蓿葉形立立交。伴隨著社會經經濟增長和汽汽車工業(yè)發(fā)展展而產生。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展2.國內立體交叉叉的發(fā)展1955年，武漢在濱江路上建建成第一座部分苜苜蓿葉式立體體交叉。1956年，北京開始在京密引引水工程濱河河路上修建三三座部分苜蓿蓿葉式立體交交叉。1959年，武漢建設江漢一橋橋時，利用橋橋頭邊孔供濱濱河路通行，，也建成了同樣形式的的立交。20世紀50年代末，烏魯木齊市在火車站站前廣場處依“坡”就勢勢建造了我國國第一座城市環(huán)環(huán)形立交。1964年，廣州在大北路建成第一座雙層環(huán)環(huán)形立體交叉叉，該立交在1986年又改建為三三層環(huán)形立體體交叉。20世紀70年代伊始，北京陸續(xù)建成了一大批批完全互通式式苜蓿葉形立體交叉。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展我國立體交叉叉形式的發(fā)展展機動車與非機機動車分道同同層行駛的立立交形式只適適用于自行車車交通量較少的交叉口。這與我國機動車車、非機動車車不斷增長的的國情是不相相適應的。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展北京于1979年建成了我國國第一座機非分分行的三層式式苜蓿葉形立立體交叉——建國門立交。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展20世紀80年代初開始，，環(huán)形立體交叉由于布局緊湊湊、節(jié)省用地地、便于分期期建設的特點點，在我國立立交建設中得得到廣泛應用：北京朝陽門立交、、西直門立交交分別采用了了兩層和三層環(huán)環(huán)形立交。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展20世紀80年代初開始，，環(huán)形立體交叉由于布局緊湊湊、節(jié)省用地地、便于分期期建設的特點點，在我國立立交建設中得得到廣泛應用：北京朝陽門立交、、西直門立交交分別采用了了兩層和三層環(huán)環(huán)形立交。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展如今，老的西直門環(huán)形形交叉口交叉叉已經拆除，環(huán)交的環(huán)道交織織段上嚴重堵塞。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展環(huán)形立體交叉叉成熟時期的的代表作是1983年廣州建成的區(qū)莊立立交。區(qū)莊莊立交是一座座典型的機動動車與非機動動車分行的四層環(huán)形立體體交叉。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展長沙在原橋頭交叉口口處加建非機動車道道、中央分隔隔帶，通過簡單的設施改造和交交通管制來改善交通。。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展20世紀80年代年代中期期以后，全國國城市建設迅迅速發(fā)展，許許多大城市配配合舊城改造、新區(qū)建建設修建了一一批別具特色的城城市立體交叉叉，既順應了地形特特點又滿足了了機動車和非非機動車的交交通功能。例如，天津市的中山門立交、北京市的安慧慧立交。第四節(jié)我國立體交叉形式式的發(fā)展