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第八章平面交叉口設計 本章主要介紹道路平面交叉口設計的基本理論和方法 學習平面交叉口平面布置和立面設計方法 第一節(jié)交叉口設計概述 第二節(jié)交叉口的交通組織設計 第三節(jié)交叉口的車道數(shù)和通行能力 第四節(jié)交叉口的視距與圓曲線半徑 第五節(jié)交叉口的拓寬設計 第六節(jié)環(huán)形交叉口設計 第七節(jié)交叉口的立面設計 第一節(jié)交叉口設計概述 一 交叉口設計的意義和內容 提高通行能力 減少交通事故 1 意義 2 交叉口設計內容 二 交叉口的交通分析 分叉點 同一方向行駛的車輛 向不同方向分開行駛的地點 合流點 來自不同方向的車輛以較小的角度向同一方向匯合的地點沖突點 來自不同方向的車輛以較大的角度相互交叉的地點 有交通信號 三路交叉沖突點情況 1 交叉口車流交錯性質 無交通信號 四路交叉沖突點情況 無交通信號 有交通信號 五路交叉沖突點情況 設置交通控制信號可以降低沖突點數(shù)量 2 交叉口交錯特點 沖突點隨相交道路條數(shù)的增長而快速增長 由左轉或直行造成的沖突點總數(shù)為 產生沖突點最多的是左轉交通 3 減少或消滅沖突點的方法 設置交通控制信號 禁止 限制交通 封閉支路等 渠化交通 在車道上劃線 或用綠帶和交通島來分隔車流 使各種不同類型行不同速度的車輛能象渠道內的水流一樣 沿規(guī)定的方向互不干擾地行駛 合理布置交通島 組織車流分道行駛 變沖突點為交織點 Bangkok 選擇合理的交叉口形式 正確組織交通 如組織單向交通 立體交叉 用于相同等級或不同等級道路交叉中 是最基本的交叉形式 三 交叉口的類型及其適用范圍 1 交叉口形式及使用范圍 十字形交叉 形式簡單 交通組織方便 街角建筑易處理 T形交叉 形式簡單 交通組織方便 街角建筑易處理 通常用于主要道路和次要道路交叉 特殊情況也可用于兩條干道相交 X形交叉 交叉口范圍狹長 對左轉交通不利 正面碰撞 街角建筑不好處理 特殊地形 Y形交叉 交叉口范圍狹長 對左轉交通不利 正面碰撞 街角建筑不好處理 特殊地形 2 交叉口形式的選擇和改建 交叉口改造形式 交叉口改造形式 第二節(jié)交叉口的交通組織設計 一 車輛交通組織 1 任務 正確組織不同去向的車流 設置合適的車道數(shù) 合理布置交通島 信號燈 交通標志 渠化交通 保證車流 行人安全 提高通行能力 2 方法 著眼點 解決左轉及直行車輛的交通組織 3 具體措施 設置專用車道 組織左轉車輛 渠化交通 調整交通 交通控制中心 自動控制 左 直 右車輛組成均勻時 可各設一專用車道 行車道寬度不足時 左轉車道可向中線稍左偏移布置 設置專用車道 直行車輛特別多 左轉亦有一定數(shù)量 可設兩條直行車道 左轉多 右轉少 可設一條左轉 右轉與直行合用 右轉多 左轉少 可設一條右轉 左轉與直行合用 左右轉均少 則分別與直行車道合用 車行道較窄 無法劃分左直 右行 可僅劃分快慢車道 拓寬車行道 增設車道 設置專用左轉車道 交通管制 規(guī)定時間內不準左轉 變左轉為右轉 如環(huán)形交叉口 繞街坊變左轉為右轉 左轉車輛的具體組織 優(yōu)點 縮小交叉口面積 改變交叉角度 使斜交對沖的車流變?yōu)橹苯腔蜾J角交叉 限制進入交叉口的車速 使交叉口內的沖突點分散 引導車流向駛入的方向轉移 設置轉彎車輛與交叉車輛的避讓部分 渠化交通對于解決畸形交通尤為有效 渠化交通 常見的交通島 方向島 用來指引行車方向 減少或消滅沖突點 約束車道 分隔島 用來分隔機動車和非機動車 快慢車道以及對向行駛的車流 有時用劃線代替 中心島 設在交叉口中央 用來組織左轉車輛和分隔對向車流的交通島 安全島 供行人過街時避讓車輛之用 渠化方法 渠化交通最常用的方法是利用高出路面的交通島 常見交叉口車流組織實例 二 行人交通組織 組織行人在人行道上行走 在人行橫道線上安全通過 使人車分離 減少干擾 位置 人行橫道一般布置在交叉口人行道的延續(xù)方向后退4 5米的地方 寬度 一般應比路段人行道寬些 4 8米 停車線的位置 應布置在人行橫道線后至少1米的地方 1 任務 2 方法 加寬交叉口轉角處的人行道寬度 設置人行橫道 盡量不將吸引大量人流的公共建筑的出入口設在交叉口上 當交通量大且道路較寬時 可在人行橫道中間設置安全島 當交通量大 道路較寬且車速較高時 需設置人行天橋或地道 3 人行橫道的設置 第三節(jié)交叉口的車道數(shù)和通行能力 一 交叉口的車道數(shù) 1 確定車道數(shù)的原則 交叉口宜設置左直右專用車道 但交通量小時 可以考慮混行 應盡可能組織機非分流 車道數(shù)的設置 其通行能力的總和必須大于高峰小時交通量的要求2 確定車道數(shù)的方法 選定交叉口的形式后 進行交通組織設計 初定車道數(shù) 按交通組織方案進行車道數(shù)的驗算 一般 交叉口的車道數(shù)比路段上多一條 二 交叉口通行能力 確定交叉口通行能力的方法 停車線斷面法沖突點法 交叉口通行能力是各進口道通行能力之和 2 一條左轉車道的通行能力N左 n 3600 TT 信號燈周期 n 一個周期內 左轉車輛通過的數(shù)量 我國交通規(guī)則規(guī)定 綠燈亮時 準許直行 右轉不妨礙直行交通的前提下 允許左轉 黃燈亮時 禁止直行 允許左右轉 因此 1 一條右轉車道的通行能力N右 3600 t右t右 前后兩輛右轉車連續(xù)使過某一斷面的時間間隔 據(jù)觀測為 3 0 3 5秒 據(jù)此 則一條右轉車道的通行能力為 1000 1200輛 小時 而實際上 由于交叉口受行人影響 通行能力達不到上述要求 在行人較多時的交叉口 通行能力約為320輛 綠燈時間通過的左轉車輛數(shù)穿越時距 從前列直行車的最后一輛到達沖突點時起算 隔一段時間t 通過一輛左轉車 再間隔一段時間t 后列直行車列的第一輛車到達沖突點為止 這段時間為穿越時距 左轉交通通行能力取決于 綠燈時間通過的左轉車輛數(shù) 黃燈時間通過的車輛數(shù) 黃燈時間通過的車輛數(shù)n2 t黃 V左 2a t左一般黃燈時間較小 為2 0 3 0秒 黃燈時間到達交叉口的左轉車輛更小 為0 08輛 周期 故可忽略 3 一條直行車道的通行能力N直 t綠 v 2a t0 3600 Ta 平均加速度 小型車 0 6 0 7m s2中型車 0 5 0 6m s2大型車 0 4 0 5m s2 交叉口某進口道的通行能力為 N直 N左 N右交叉口通行能力是各進口道通行能力之和 穿越時距約8 0秒 而直行車流的車頭時距為3 5 4 0秒 可見 每兩個直行車的空檔位可提供一次左轉機會 故此 每周期可左轉車輛的最大值為 n1 n直 n實 2n1 一個綠燈時間可通過的左轉車輛數(shù)n直 一個直行車道一個周期的通行能力n實 平均每個周期實到的車輛數(shù) 因為 n直 t綠 v 2a t0所以 N左 n1 3600 T n直 n實 2 3600 T 第四節(jié)交叉口的視距與圓曲線半徑 1 交叉口視距保障的目的 保證駕駛員在進入交叉口前的一段距離內 能看到相交道路上的行車情況 以便能及時采取措施順利駛過或安全停車 3 視距三角形的繪制 確定停車視距 找出行車最危險沖突點 從最危險的沖突點向后沿行車軌跡線各量取停車視距 連接末端構成視距三角形 一 交叉口的視距 2 交叉口視距保障的方法 視距三角形視距三角形 相交道路上的停車視距所構成的三角形 其范圍內不得有任何阻擋視線的障礙物 二 交叉口的圓曲線半徑 包括交叉范圍相交道路的圓曲線半徑和分道轉彎式圓曲線半徑以及加鋪轉角式圓曲線半徑 1 相交道路的最小圓曲線半徑 2 交叉口最小圓曲線半徑 3 加鋪轉角式圓曲線半徑 第五節(jié)交叉口的拓寬設計 一 拓寬目的 1 交通量大時 2 需設右轉車道時 3 需設左轉車道時 1 增加交叉口通行能力 2 交通組織的需要 二 拓寬條件 1 向右拓寬2 向左拓寬 三 拓寬方法 四 拓寬車道的長度 減速所需長度lb和加速所需長度la VA 減速時進口道或加速時出口道處路段平均行駛速度VR 減速后或加速前的初速度a 減速度或加速度 漸變段長度ld漸變段的長度可以按照轉彎車輛以路段平均車速行駛時 每秒橫移1 0米計算 漸變段長度ld 減速所需長度lb和加速所需長度la 等候車隊長度 1 右轉車道的長度 等候車隊長度 右轉車道的長度應能使右轉車輛從直行車輛等候車隊的尾車后駛入拓寬的車道 ln 直行等候車輛的長度 6 12 n 一次紅燈受阻的直行車輛數(shù)量故 右轉車道的長度 2 左轉車道的長度 同右轉車道 第六節(jié)環(huán)形交叉口設計 一 中心島的形狀和半徑 1 中心島的形狀中心島的形狀一般采用圓形 有時也采用圓角方形和菱形 主次道路相交時采用橢圓形 2 中心島的半徑 圓形為例 按計算行車速度的要求V 環(huán)道計算行車速度 國外采用路段計算行車速度的0 7倍 我國實測 公共汽車為0 5倍 載重車為0 6倍 小客車為0 65倍 交織段長度 當相鄰路口之間有足夠的距離 使進環(huán)和出環(huán)的車輛在環(huán)道上均可在合適的機會互相交織連續(xù)行使 該距離稱為交織段長度 按交織段長度所要求的中心島半徑為 Bp 相交道路的平均寬度 按交織段的長度 交織 兩條車流匯合交換位置后又分離的過程 交織長度 進環(huán)和出環(huán)的兩輛車輛 在環(huán)道行駛時相互交織 交換一次車道位置所行駛的距離 1 環(huán)道 繞中心島的單向行車帶 2 環(huán)道的功能 靠近中心的一條作繞行之用 最靠外側的一條作右轉之用 中間的一至兩條作為交織之用 3 環(huán)道得寬度 環(huán)道通常三車道 二 環(huán)道的寬度 1 交織角 是進環(huán)車輛軌跡與出環(huán)車輛軌跡的平均相交角度 2 交織角與行車安全 交織角越大 交織段長度越小 行車越不安全 交織角越小 交織段長度越大 行車越安全 3 交織角一般在20 30 之間 三 交織角 1 環(huán)道橫斷面路脊線的選擇 四 環(huán)道的橫斷面 2 環(huán)道橫斷面的形狀取決于路脊線的選擇 設在交織道的中間 設在分隔帶上 五 環(huán)形交叉口的通行能力 1 如果環(huán)道上只設一條機動車道 此時通過任意斷面B B的直 左 右車輛都必須順序駛過A點 A點的交通量為 N N右 N直 N左1 N直 N左 N左 各進口道駛入的車輛相差不大 假設各進口道的左 直 右行交通量相等 則 N N右 2N直 3N左再假設各進口道的左轉和右轉大致相等則 N 2 N右 N直 N左 而整個環(huán)道的交通量為 N環(huán) 4 N右 N直 N左 則 N環(huán) 2N 2 如果環(huán)道上的機動車道數(shù) 2條 其中有一條車道為右轉車道 其余圍繞島和交織行使車道 由于右轉不參與交織 則環(huán)形交叉口的總交通量為N總 N直左 N右 各交匯道路進口道的直行和左轉車通過量 輛 小時 各交匯道路進口道的右轉車通過量 輛 小時 當交匯道路駛入環(huán)道的交通量基本相等 且左 右轉車輛比例基本相同時 則有 輛 小時 直行和左轉車輛通過交織斷面的車頭時距 s 正常行駛時為3 6s 機動車高峰時為3 1s 非機動車高峰時為3 6 3 9s 設右轉車輛占總交通的百分比為 則得 輛 小時 將 2 3 式整理 得環(huán)形交叉口的總通行能力為 輛 小時 3 對的修正系數(shù) 交織段長度影響系數(shù)A 當交織段長度在30 60m之間的交織段長度影響系數(shù)為 車輛分布不均影響系數(shù)B 由于環(huán)道上車流的不均勻性 應考慮車輛分布不均的影響 根據(jù)經驗 B 0 75 0 85為宜 4 環(huán)行交叉口的可能通行能力 輛 小時 8 24 式中的系數(shù)A和B是按大型車占60 小型車占30 掛車占10 的比例求得的 第七節(jié)交叉口的立面設計 一 立面設計的基本要求和原則 空間協(xié)調 排水 行車平順 景觀要求 2 立面設計原則 二 立面設計的基本類型 1 凸形地形2 凹形地形3 分水線地形 4 谷線地形5 斜坡地形6 馬鞍形地形 三 交叉口立面設計的方法與步驟 步驟 方格網設計等高線法 1 路段設計等高線的計算和畫法如圖i1和i3分別為道路中線和邊線的縱坡 i1 i3通常 i2為路拱橫坡 B為行車道寬度 h1為路拱高度 則中線上相鄰等高線的水平距離為 設置路拱后 等高線在行車道邊線上的位置沿縱向上坡方向偏移地距離l2為 如此就可以勾繪等高 勾繪等高線 選定路脊線和控制標高路脊線通常是對向行車軌跡的分界線 即車行道的中心線 在交叉口上 路脊線的交點就是控制標高的位置 2 交叉口上設計等高線的計算和畫法 計算標高計算線上的設計標高 確定標高計算線網 選定路脊線和控制標高 確定標高計算線網交叉口立面設計的關鍵是正確選擇路脊線和標高計算線網標高計算線網主要有方格網法 圓心法 等分法和平行線法四種 方格網法根據(jù)路脊線交叉點A的控制標高 可逐一推算出某些特征點的設計標高 轉角曲線切點橫斷面上的三點標高同理 可求的其余三個切點橫斷面上的三點標高 由或的標高可推算出車行道邊線延長線交叉點的標高 如不相等取平均值 即 圓心法如圖8 26所示 在路脊線上 按施工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 即得圓心法標高計算線網 等分法如圖8 27所示 將路脊線等分為若干份 相應的把轉角曲線也等分為相同份數(shù) 連接對應點 即得等分法標高計算線網 平行線法如圖8 28所示 先把路脊線的交叉點與各轉角曲線的圓心連成直線 然后按施工要求在路脊線上分若干點 過這些點做該直線的平行線交于行車道邊線 即得平行線法標高計算線網 以上四種標高計算線網方法中 對于正交的十字形或T形交叉口 各種方法都可以采用 而對斜交的交叉口宜采用圓心法和等分法 當主要車道與次要車道相交而主要車道在交叉口的橫坡不變時 應將基線的交點A移到次要道路路脊線與主要道路行車道邊線的交點處 如圖8 29所示 此時 無論采用哪一種標高計算線網 都必須以位移后的交點為準 計算標高計算線上的設計標高每條標高計算線上標高點的數(shù)目 可根據(jù)路面寬度 施工需要以及等高距離來確定 對路寬 陡坡 施工精度要求高的