《公路⼯程技术标准》修订专题项⽬(NO.09) 《公路与公路交叉技术标准》专题研究报告之五 分离式⽴体交叉的设置条件
《公路与公路交叉技术标准》专题项⽬组
⼆○○⼆年⼗⼆⽉
《公路⼯程技术标准》修订专题项⽬(NO.09)
《公路与公路交叉技术标准》专题研究报告之五分离式⽴体交叉的设置条件
参编单位：华中科技⼤学
项⽬负责⼈：刘⼦剑
项⽬组成员：徐沛宁、丁赛华、施轶峰、赵云安
预制梁
卫军、龚国斌、李昊
项⽬顾问：成平、李春风、陈永耀、周荣贵
本报告执笔：丁赛华、龚国斌
《公路与公路交叉技术标准》专题项⽬组
⼆○○⼆年⼗⼆⽉
⽬录
1．概述.................................................................................................................................. I 2．分离式⽴体交叉的设置条件 (2) 3．分离式⽴体交叉的设计要点 (2)
4．⾼速公路分离式⽴体交叉上跨与下穿型式的选择 (3)
4.1考虑因素 (3)
4.2⾼速公路上跨时的设计要点 (3)
4.3 ⾼速公路下穿时的设计要点 (4)
4.4 ⼯程实例 (4)
4．⼀级公路设置分离式⽴体交叉的交通条件 (8)
4.1 分析理论 (8)
4.2 设定条件 (9)
4.3 通⾏能⼒ (9)
4.4计算结果 (11)
主要参考⽂献 (12)
1．概述
分离式⽴体交叉是路线交叉的的重要组成部分，在公路⽹中起着集散交通的重要作⽤。分离式⽴体交叉处的直⾏交通不会发⽣延滞，能取得最⼤效率的通⾏能⼒和安全效益。
⾼速公路所经地区多为经济发达、⼈⼝稠密、地⽅道路交通便利的地区，分离式⽴体交叉的合理设置对⾼速公路的建设规模、充分发挥⾼速公路在公路⽹中的主⾻架作⽤和对沿线区域经济的发展有较⼤
的影响。
分离式⽴体交叉的设置应根据路⽹现状和规划，综合考虑相交公路的功能、性质及地形、地质、环境和当地的经济发展程度、交通需求等因素，经技术论证后确定。
分离式⽴体交叉设计时应使两相交公路以正交或接近正交为宜，保持两相交公路平、纵⾯线形的直捷、顺适，应有⾜够的视距和净空；跨线桥的桥型应与环境协调、经济实⽤、美观⼤⽅；同时，分离式⽴体交叉还应满⾜远期规划的要求。
在选择⾼速公路分离式⽴体交叉上跨与下穿⽅案时，应综合考虑路⽹及附近城镇规划、线形指标、地形地质条件、交通功能、环境影响等因素，因地制宜，选择交通功能较强、⾏车较为舒适、造价经济的⽅案。本报告通过分析浙江省内⾼速公路分离式⽴体交叉上跨与下穿⽅案的选择情况，得出⾼速公路穿越平原地区的软弱地基路段时，下穿与上跨的⼯程造价之⽐为6.5～8.5∶10。
在研究⼀级公路设置分离式⽴体交叉的交通条件时，采⽤间隙理论模型和概率统计⽅法，通过分析⼀级公路或其他⼲线公路（主要公路）与被交公路（次要公路）在不设信号平⾯交叉处的交通运⾏情况，求出平⾯交叉处能够通过的最⼤交通流量，从⽽得出⼀级公路交叉设置分离式⽴体交叉的交通条件。研究数据表明，当主路交通量达到2000 pcu/h、次路交通量达到主路交通量的10%以上时，或主路交通量达到1500pcu/h、次路交通量达到主路交通量的30%时，平⾯交叉⼝的通⾏能⼒不能满⾜交轮胎胶粉技术
通量的需求，应考虑将平⾯交叉改建为分离式⽴体交叉。
2．分离式⽴体交叉的设置条件
分离式⽴体交叉的设置应根据路⽹现状和规划，综合考虑相交公路的功能、性质及地形、地质、环境和当地的经济发展程度、交通需求等因素，经技术论证后确定。
下列公路与公路交叉处应设置分离式⽴体交叉：
1．⾼速公路与其它等级公路交叉处（除已设置互通式⽴交处）；
2．⼲线公路与直⾏交通量较⼤的公路相交处；
3．县乡公路间的交叉，当两相交公路直⾏交通量均较⼤且地形适宜、可以不考虑交通转换处。
3．分离式⽴体交叉的设计要点
1．主要公路的平、纵⾯线形应保持直捷、顺适，次要公路的平、纵⾯线形不得过于弯曲、起伏；
2．两相交公路应以正交或接近正交为宜，且交叉附近平⾯线形宜为直线或不设超⾼的⼤半径曲线；当交⾓过⼩或次要公路线形指标过低时，可将次要公路改线；
3．主要公路上跨或下穿⽅式的选择，应充分考虑地形、地质条件、环境影响、⼯程造价等因素，经技术论证后确定；
4．跨线桥的桥型应与环境协调，简洁明快、造型美观、结构新颖，同时⼒求施⼯⽅便、节约造价；
5．布设跨线桥时，应在平⾯和纵断⾯上具有⾜够的视距，在横断⾯上具有⾜够的净空，不得压缩桥下公路横断⾯的任何组成部分，并留有余地，尽量不使驾驶员因视觉条件的改变⽽降低⾏车速度或造成判断和操作失误；
6．跨线桥的桥⾯⾬⽔不得散排于桥下公路路⾯；桥下公路的排应采⽤⾃流式排⽔，不宜采⽤动⼒排⽔；
7．如远期计划改为互通式⽴体交叉，应⼀次设计、分期修建，预留布设匝道的⼯程条件。
4．⾼速公路分离式⽴体交叉上跨与下穿型式的选择
4.1考虑因素
1．线形指标
⾼速公路和被交公路的线形指标应满⾜规范要求，⼒求平、纵⾯线形直捷、顺适；
2．⼯程造价
⼯程造价是地形、地质、线形指标、交通功能和环境等因素的综合评定指标，是衡量分离式⽴体交叉⽅案的关键因素，在满⾜技术要求和交通功能的前提下，应尽可能降低⼯程造价；
3．满⾜视距条件并与周围景观相协调，符合远期发展规划；
4．交通量⼤的公路宜下穿，以减少汽车噪声对交叉附近居民的影响和增加⾏车舒适度；
5．不良地基下⾼速公路宜下穿，考虑⾼速公路线形指标⾼，降低⾼速公路的路堤⾼度可⼤量减少路基填筑⽅量和桥梁结构物，⼤幅降低⼯程造价；
6．⾼速公路穿越城镇边缘或与已街道化的公路相交时，为减⼩对现有街道化公路的⼲扰和对城镇⽤地整体功能的影响，可以考虑采⽤上跨形式。
4.2⾼速公路上跨时的设计要点
1．跨线桥的布孔和跨径必须满⾜桥下公路的净空，视距和对前⽅道路识别，通视的要求；
2．桥下为双车道或⾮分隔式多车道公路时，不得在⾏车道中间设置桥墩；当桥下公路有中间带且设中墩时，桥墩两侧应设防撞护栏，并不得侵占公路建筑限界；
3．应注意桥上排⽔设施的设置；
4．应注意桥上安全设施（防撞护栏、防护⽹）的设置；
5．如为分期修建，跨线桥梁应⼀次建成。
4.3 ⾼速公路下穿时的设计要点
1．跨线桥的布孔和跨径必须满⾜⾼速公路的净空、视距和对前⽅道路识别、通视的要求；
2．主孔宜⼀孔跨越⾼速公路全断⾯，并应有适当的边孔，以开阔视野，消除侧向限制感觉；当必须在⾼速公路中央分隔带设置桥墩时，桥墩两侧应设置防撞护栏并留有护栏缓冲变形的余地，不得在很短范围内改变中央分隔带的宽度⽽使⾏车道扭曲；
3．跨线桥应尽量避免设在⾼速公路凹形竖曲线的底部，以免造成视距和排⽔不良；
4．如⾼速公路为分期修建，跨线桥桥跨布置时应预留⾼速公路后期路基所需的宽度；⾼速公路为路堑时，应充分利⽤地形，将跨线桥的桥台布置在坡顶附近，不得布置于坡脚处；
5．跨线桥前⽅⾼速公路设有出⼊⼝时，应增设供通视⽤的辅助桥孔，并在桥上悬挂交通标志；
6．跨线桥上必须设置防撞护栏，跨越⾼速公路的桥孔必须设置防护⽹；
7．跨线桥上禁⽌设眩光照明，以免影响桥下⾼速⾏车，同时禁上设置与交通安全⽆关的悬挂标志；
8．过桥管线的设置应不影响⾼速公路的交通安全；
9．做好桥⾯排⽔设施的设置，不得直接向⾼速公路路⾯排⽔。
4.4 ⼯程实例
⾼速公路经过的地形主要有平原地区和丘陵地区两种。
在平原地区，⼀般多河流少⼭丘，被交公路宜下穿⾼速公路，这样既可⽅便⾮机动车和⾏⼈通⾏，⼜能增加⾼速公路的⾏车安全性。但如果地基条件较差，路基填料来源⼜特别困难，则采⽤⾼速公路下穿⽅式⽐较合理。因为⾼速公路下穿能降
低路基填⼟⾼度，减少软基处理⼯程，降低⼯程造价；还可避免⾼速公路纵坡的频繁起伏，增加⾏车的舒适性。
在丘陵地区，⼀般地质条件较好，但地形起伏较⼤，分离式⽴体交叉主要根据⾼速公路的线形、路基
填筑⾼度和交叉处的地形地势等情况来选择⾼速公路上跨或下穿⽅式。当⾼速公路下穿时，会给当地众的⽣产、⽣活带来某些⽅⾯的不便，但可以在分离式⽴体交叉与附近通道之间设置连络道路，以解决这⼀问题。
在此选择了上海～杭州⾼速公路浙江段和浙江上虞～三门⾼速公路三处具有代表性的路段进⾏了详细的⽅案⽐较。
1）上海～杭州⾼速公路浙江段所经区域为杭（州）嘉（兴）湖（州）平原地区，河⽹密布，软⼟层⽐较厚，地基承载⼒较低。
第⼀处分离式⽴体交叉位于余杭县境内，上海～杭州⾼速公路K5+200～K6+800段。在K5+624处，主线与九堡⾄笕桥机场的四级公路相交，同时在K5+874处主线
⼜跨越⼤寨港河。若主线上跨，则需建造357.5m长的主线桥梁⼀座，同时跨越被交公路与⼤寨港。如果主线下穿，则需建造240m被交公路桥梁和接线，虽然仍要建造主线跨越⼤寨港长65.7m的桥梁，但减少了主线跨越被交公路的桥梁，避免了⾼路基填筑。主线上跨和下穿⽅式的详细⽐较见表1。
天文圆顶2）第⼆处分离式⽴体交叉位于桐乡市境内，上海～杭州⾼速公路K4l+700～K42+400段。在K42+031处，主线与桐乡⾄⾼桥
的三级公路相交，若主线上跨被交公路，则需建造260m的主线桥梁⼀座；⽽主线下穿被交公路，只需建造被交公路的桥梁和接线，同样避免了建造主线桥梁和⾼路基。主线上跨和下穿⽅式的详细⽐较见表2。
阻尼线
沪杭⾼速公路K42+031处分离式⽴体交叉上跨与下穿⽅案⽐较表表2
3）上虞～三门⾼速公路所经区域为浙江中部的湖沼积平原地区，地层浅部由亚粘⼟和淤泥质⼟组成，地势低平，河渠纵横交错。
第三处分离式⽴体交叉位于上虞市境内，上虞～三门⾼速公路K19+000～K23+000段。
主线上跨⽅案：主线纵断⾯的变坡点桩号为K21+220，⾼程为13.89m，上坡为1.2%，下坡为 1.55%，考虑⾏车的安全性和舒适性，竖曲线半径采⽤⼀般最⼩半径10000m。分离式⽴体交叉桥型采⽤预应⼒砼空⼼板，桥梁配跨为11×20+15(梯形
孔)+3×20+15(梯形孔)+7×20 m，全桥布跨匀称，上部结构线条简捷明快，桥梁施⼯⽅便。
上虞～三门⾼速公路K21+221.5处分离式⽴体交叉上跨与下穿⽅案⽐较表表3tpe薄膜
主线下穿⽅案：能降低主线路基填筑⾼度，减少路堤填⽅和软基处理的费⽤。但主线桥因受中⼼河桥(20+440)、⼩舜江⼤桥(K22+705)和K22+000处机耕路通道的标⾼限制，能降低路基⾼度的路线长度仅为 1.5km。被交公路跨线桥变坡点设在主线的中央分隔带中间，被交线桩号为K0+350，变坡点⾼程为15.88m，上、下纵坡均为3%，竖曲线半径取“规范”的⼀般最⼩值
R=4500m。被交公路跨线桥桥型采⽤预应⼒砼空⼼板，桥梁配跨为7×16+13(梯形孔)+4×16+13(梯形孔)+7×16m。
⽅案⽐较：该分离式⽴体交叉主要为上虞上风集团职⼯上下班使⽤。上风集团共有职⼯⼆千多⼈，每年的⽣产总值达五亿多元，⼤部分产品出⼝国外，车流、⼈流进出⾮常频繁。⽽且主线与被交公路交叉处距104国道只有370m左右，如采⽤被交公路上跨，车辆过跨线桥后马上进⼊104国道，⾏车安全性⼤⼤降低。因此当地政府及上风集团均希望主线上跨，以利于交通安全。综合考虑上述情况，该分
离式⽴体交叉采⽤主线上跨⽅案，详细⽐较见表3。
根据以上三处上跨与下穿的⽅案⽐较，可以得出：⾼速公路穿越平原地区的软弱地基路段时，下穿与上跨的⼯程造价之⽐在6.5～8.5∶10左右。
4．⼀级公路设置分离式⽴体交叉的交通条件
通过分析⼀级公路或其他⼲线公路（主要公路）与被交公路（次要公路）在不设信号平⾯交叉处的交通运⾏情况，考虑采取交通管理、交通组织等改善措施后，求出平⾯交叉处能够通过的最⼤交通流量，从⽽得出⼀级公路交叉设置分离式⽴体交叉的交通条件。
4.1 分析理论
采⽤间隙理论模型和概率统计⽅法，以仅有主、次两个⽅向交通流的交叉⼝模型为研究对象，推出交通量与通⾏能⼒之间的关系，通过⽐较实际交通量和实际通
⾏能⼒，判断交叉⼝的通⾏能⼒是否满⾜要求，是否需要改建为
分离式⽴体交叉。
4.2 设定条件
1．⽆信号交叉⼝处采取主路优先原则
2．主路和⽀路都为连续⾮间断流
3．主路车头时距概率密度分布为f（t），且主路交通量q为已知
4．当主路上车头时距为t时，可以通过g（t）辆⽀路上的车流；
g（t）为⼀引进量
5．交叉⼝处交通流向见图１。
图1
4.3 通⾏能⼒
在主路优先通过⽆信号平⾯交叉⼝处，主路车流优先通过交叉⼝的冲突区，不产⽣延误，⽀路车流必须在交叉⼝前等待，只有当主路车流间⾄少有⼀个t
c
的间隔
时，即t>t
c
时，才允许⽀路上的车通过，⽀路车辆就是这样的空档来通过的。假
二氯丙醇如知道⽀路车流穿越主路车流的临界间隙和随车时距分别为t
c 和t
f
，当主路上车头
时距t满⾜t
c
＋（n －1）t f ≤t
即g （t ）为分段函数：
g （t ）＝n, 当t c ＋（n －1）t f ≤t<t c="" ＋nt="" f="" ,(n="1,2,3,…)
豫公网安备41160202000603
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