第五章互通式立交设计

第五章互通式⽴交设计
第五章互通式⽴体交叉设计
第⼀节设计原始资料
⼀、地形资料
互通式⽴体交叉是⼀条公路的重要⼯点⼯程,其地形资料是互通式⽴体交叉设计的基础资料,往往⽐路线设计需要更⾼的精度。互通式⽴体交叉设计所需的地形资料包括地形图资料、路线逐桩地⾯⾼程资料和逐桩横断⾯地形资料。
1.地形图
互通式⽴体交叉初步设计和施⼯图阶段采⽤的地形图⽐例⼀般为1:500~1:2000,不同地形类别和⽐例尺的地形的基本等⾼距按照表2-1的规定执⾏。地形图上应标注现有建筑物的建筑界线、种类、⾯积、⾼度、地下和地上各种管线以及可供规划修建的范围、地界、洪⽔泛滥范围等。
⽬前常⽤的地形图⼀般有纸质地形图和电⼦地形图两种。纸质地形图⼀般需要⽮量化处理成电⼦地形图。电⼦地形图要求各种地形信息分图层存储管理,⽂件格式兼容性好(⽬前⼀般均采⽤AutoCAD软件的DWG格式),便于交换,图形⽂件应该包含:属性、点号、三维坐标、层号等信息。
2.纵断⾯地形资料
互通式⽴体交叉设计所需的纵断⾯地形资料包括⽴体交叉范围内的主线、被交线以及所有匝道的纵断⾯地⾯线数据。初步设计阶段的纵断⾯地⾯线数据可从⼤⽐例尺地形图上内插得到或通过数字地⾯模型内插获得;施⼯图设计阶段的纵断⾯地⾯线数据⼀般通过采⽤⽔准仪或全站仪在野外根据中桩的地⾯位置实测得到。
3.横断⾯地形资料。
互通式⽴体交叉的主线、被交线以及所有匝道的横断⾯地⾯线数据,在初步设计阶段也是从⼤⽐例尺地形图上内插得到或通过数字地⾯模型内插获得;在施⼯图设计阶段⼀般通过野外实测横断⾯地⾯线得到。
⼆、交通量资料
互通式⽴体交叉设计所需的交通量资料包括⽴体交叉直⾏和转弯的设计交通量(年平均⽇交通量及⼩时交通量)、交通组成、同⼀时间各⽅向汽车⽐例等。设计交通量是根据主线所在区域的交通OD调查资料和交通量预测资料得到的预测年限的交通量,通常由主线的⼯程可⾏性研究报告提供,为图5-1所⽰的互通式⽴体交叉交通量流量流向图。若预测的设计交通量为年平均⽇交通量,设计⼩时交通量可按
式(2-2)计算。
图5-1 互通式⽴体交叉转弯交通量分布图
三、相交道路的设计资料
相交道路的路线资料包括相交道路的交通功能、等级、设计车速;相交道路的交⾓,路基宽度,横断⾯形式及尺⼨,净空⾼度,设计荷载及平、纵、横技术指标等。与铁路相交时还应调查铁轨股数、间距、净空和净宽要求等资料。
相交道路的路⾯资料包括相交道路的路⾯类型、厚度、结构、⼟基状况、⾃然区划等。
相交道路的规划资料应包括相交道路规划的交通功能、等级、位置、线形指标要求、路基宽度、横断⾯形式及尺⼨等。
四、其它设计资料
其它设计资料主要包括以下⼏个⽅⾯。
1.互通式⽴体交叉⼯点的地质⽔⽂资料
(1)所在区域地质图、构造地质图、剖⾯图等。主要包括区域地质构造(如断层、地裂缝的分布与⾛向等)、⼟质分类和⼟壤类型、岩性等情况。
(2)⽔⽂地质资料:地表径流以及流向、洪⽔位,地下⽔的类型、分布情况、深度、补给条件、变化规律,岩⽯的透⽔性、⽔质分析等。
(3)特殊与不良地质资料:特殊和不良地质地段的分布、范围、形成条件、发育程度、活动特点及其规律等。
(4)地震资料:路线所经过地区以及周边地区的地震次数与时间、地震特征、地震区划和地震动峰值加速度系数等。
2.桥涵调查资料
互通式⽴体交叉范围内所有桥梁涵洞的⽔⽂和地形、地质资料以及桥涵的位置、
结构型式、孔径布置、上下游防护处理等。
3.路基调查资料
主线、被交线以及所有匝道路基的坡⾯稳定状况、⼟质情况以及边坡坡度分段情况;⽀挡构造物的位置、基底⼟质、基础埋置深度;路基地下⽔位和排⽔⽅式调查等。
4.测量资料
互通式⽴体交叉所在位置或附近地区的国家级控制点资料。
5.经济调查与地区调查资料
主要是⽴交区的经济情况和地区情况的概略调查资料,为确定⽴交规模及类型提供依据。主要调查资料有:⼈⼝情况;⼯业、商业、农业及其它相关产业情况;地区和经济发展情况查;⼟地利⽤情况;现有区域规划对⽴交规划设计影响的资料等。
6.各种评审意见、协议及会议纪要
⼯程可⾏性研究报告或初步设计的评审和审批意见、与各部门和乡镇签定的各种协议及关于公路⽅案、互通式⽴体交叉⽅案等⽅⾯的会议纪要。
第⼆节互通式⽴体交叉设计依据与设计标准
⼀、互通式⽴体交叉的功能分类与匝道分类
1. 互通式⽴体交叉的功能分类
互通式⽴体交叉分为枢纽互通式⽴体交叉和⼀般互通式⽴体交叉两类。
⾼速公路间、或⾼速公路与具⼲线功能的⼀级公路间、或具⼲线功能的⼀级公路间的互通式⽴体交叉,应为枢纽互通式⽴体交叉。枢纽互通式⽴体交叉的匝道应具有良好的线形,匝道上不设置收费站,匝道端部不出现穿越冲突。
⾼速公路、⼀级公路间及其与其他公路相交的互通式⽴体交叉应为⼀般互通式⽴体交叉,其匝道上可设置收费站,且⾼速公路出⼊⼝以外允许设置平⾯交叉。
2. 匝道分类
按照匝道的功能及其与正线的关系,可将互通式⽴体交叉的匝道划分为右转匝道和左转匝道两⼤类。
1)右转匝道
右转匝道是车辆从正线右侧驶出后直接右转约90°,到另⼀正线的右侧驶⼊,⼀般不设跨线构造物,如图5-2所⽰。根据⽴体交叉的形式和⽤地限制条件,右转匝道可以布设为单(或复)曲线、反向曲线、平⾏线或斜线四种。右转匝道属右出右进的直连式匝道,其特点是形式简单,直捷顺当,⾏车安全。右转匝道形式单⼀,
只布置在⼀个象限内,⽴体交叉的形式,基本不受右转匝道控制,⽽主要受左转匝道的控制。
柴油燃烧器图5-2右转匝道⽰意图
2
左转匝道车辆须转约90°~270°越过对向车道,除环形左转匝道外,匝道上⾄少需要⼀座跨线构造物。按匝道与正线的关系,左转匝道有直连式、半直连式和环形
(1)直连式(⼜称左出左进式):如图5-3所⽰,左转弯车辆直接从正线⾏车道左侧驶分流出,左转约90°,到另⼀正线⾏车道的左侧汇流驶⼊。直连式左转匝道的优点是匝道长度最短,可降低营运费⽤;没有反向迂回运⾏,⾃然顺畅;适应车速⾼,通⾏能⼒较⼤。其缺点是跨线构造物较多;正线双向⾏车之间须有⾜够间距;存在左出和左进的问题。
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图5-3 左出左进式左转匝道
因直连式左转匝道存在左出和左进的问题,所以除左转弯交通量很⼤外,⼀般不宜采⽤。图中两种布置形式可视经济性、线形要求以及⽤地情况等⽐较选⽤。
(2)半直连式:按车辆由正线的进出⽅式可分为三种基本形式。
①左出右进式:如图5-4所⽰,左转车辆从正线⾏车道左侧直接驶出后左转弯,
到另⼀正线时由⾏车道右侧驶⼊。与定向式左转匝道相⽐,右进改善了左进的缺点,车辆驶⼊安全⽅便。但仍然存在左出的问题;匝道上车辆略有绕⾏;驶出道路双向⾏车道之间须有⾜够间距;跨线构造物多。图⽰三种情况都可采⽤,应由地形、地物限制条件决定采⽤。
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图5-4 左出右进式左转匝道
②右出左进式:如图5-5所⽰,左转车辆从正线⾏车道右侧右转弯驶出,在匝道上左转弯,到另⼀正线
后直接由⾏车道左侧驶⼊。改善了左出的缺点,车辆驶出安全⽅便。但仍然存在左进的缺点,驶⼊道路双向⾏车道之间须有⾜够间距,其余特征与左出右进式匝道相同。
图5-5 右出左进式左转匝道
③右出右进式:如图5-5所⽰,左转车辆都是由正线⾏车道右侧右转弯驶出和驶⼊,在匝道上左转改变⽅向。右出右进式是最常⽤的左转匝道形式,它完全消除了左出和左进的缺点,⾏车安全⽅便。其缺点是左转绕⾏距离较长,跨线构造物较多。图中五种形式应视地形、地物及线形等条件⽽定。
图5-5 右出右进式左转匝道
270(3)环形匝道:如图5-6所⽰,左转弯车辆驶过跨线构造物后向右回转约达到左转的⽬的,在⾏
脂肪酸酰胺车道的右侧驶⼊。环形左转匝道的特点是右出右进,⾏车安全,匝道上不需设跨线构造物,造价最低。匝道线形指标差,适应车速低,通⾏能⼒较⼩,占地⾯积⼤,左转绕⾏距离长。
图5-6 环圈式左转匝道
环形左转匝道为苜蓿叶式、喇叭式和⼦叶式⽴体交叉的标准组成部分。图中a)为常⽤基本形式,当互通式⽴体交叉为了改善交织⽽设置集散车道时,可采⽤其余三种形式。
⼆、设计速度
互通式⽴体交叉范围内正线的设计速度与正线路段的设计速度相同。互通式⽴体交叉匝道的设计速度主要是根据互通式⽴体交叉的类型、转弯交通量的⼤⼩、匝道的形式以及⽤地和投资费⽤等条件确定。如果匝道的设计速度能和正线⼀样,即使是采⽤正线不同设计速度中较低者,车辆运⾏也是顺畅的。但是,由于地形、⽤地和投资费⽤等的限制,匝道的设计速度总是低于正线的,但降低值不能过⼤,以免车辆在离开或进⼊正线时产⽣急剧的减速或加速,导致⾏车危险和不顺畅。期望值以接近主线
(正线中设计速度较⾼者)平均⾏驶速度为宜,当受⽤地或其它条件限制时,匝道设计速度可适当降低,⼀般为主线设计速度的50%~70%。互通式⽴体交叉匝道设计速度的规定见表5-1。
选⽤匝道设计速度时应注意以下⼏点:
1.按匝道的不同形式选⽤
同⼀座⽴体交叉每条匝道的设计速度不⼀定相同,原则上应根据匝道的形式选⽤。右转匝道宜采⽤表5-1中的上限或中间值;直连式或半直连式左转匝道宜采⽤上限或中间值。环形匝道⼀般采⽤较低的设计速度,否则环形匝道半径过⼤会占地过⼤,⼀般采⽤30~40km/h,并以不超过40km/h为宜。
2.适应匝道的⾏驶状态需要
匝道设计速度实际上应是匝道线形受限制路段所能保证的最⼤安全速度,其余路段上应以与匝道中必然存在的变速⾏驶相适应的速度作为设计的控制值。接近⾃由流出、⼊⼝附近的匝道部分应有较⾼的设计速度;接近收费站或平⾯交叉的匝道端部,设计速度可酌情降低。设计者应改变以往在确定匝道各部位要素时笼统地以⼀个固定的设计速度作为设计控制的做法。
3.考虑匝道的交通组织
双向⽆分隔带的匝道应取同⼀设计速度;双向独⽴的匝道依交通量的不同可分别选⽤不同设计速度。
三、互通式⽴体交叉范围内主线线形
互通式⽴体交叉范围内由于存在匝道与主线之间的分流、合流,车辆运⾏状况⽐主线⼀般路段复杂,因此,主线的平、纵线形指标要求相对较⾼,详见表5-2。
互通式⽴体交叉范围内主线线形指标表5-2
注:当主要公路以较⼤的下坡进⼊互通式⽴体交叉,且所接的减速车道为下坡,同时,后随的匝道线形指标较低时,主要公路的纵坡不得⼤于括号内的值。
⼀般情况下,互通式⽴体交叉范围内平曲线和竖曲线最⼩半径应采⽤⼤于或等于表列⼀般值;最⼤纵坡应⼩于或等于表列⼀般值。当受地形条件或其他特殊情况限制时,少数指标可采⽤极限值,但应有保证⾏驶安全的弥补措施。
表5-2中平曲线半径指标主要是基于两⽅⾯考虑:⼀⽅⾯主线超⾼横坡较⼤时,外侧反⽅向匝道超⾼过渡⽐较困难,降低了车辆流⼊、流出的安全性,⼀般互通式⽴体交叉范围内主线超⾼横披不宜⼤于3%~4%,要求采⽤较⼤的平曲线半径;另⼀⽅⾯较⼤半径平曲线易于保证⾏车视距。
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表5-2中竖曲线半径指标主要是从加⼤⾏车视距⾓度考虑的。主线⼀般路段满⾜停车视距要求即可,互通式⽴体交叉范围内则需要更好的视野,以便及时预知、判断出⼊⼝。表中凸型竖曲线半径⼀般值是以2.0倍主线的停车视距计算确定的,最⼩值是以1.5倍主线停车视距计算确定的;凹型竖曲线半径值直接采⽤了主线⼀般路段规定值的2~4倍。由于凸型竖曲线不利于提供更⼤的⾏车视距,因⽽,互通式⽴体交叉范围内主线处于⼤半径凹曲线上较好,有助于主线上的车辆辨认⽴交位置和保持⾼速⾏车,同时也有利于匝道驶出车辆减速和汇⼊车辆加速。
四、互通式⽴体交叉区域内的视距
1.识别视距
主线分流⿐之前应保证判断出⼝所需的识别视距。当为使驾驶者及时发现互通式⽴体交叉的出⼝,按规定⾏迹驶离主线,防⽌误⾏和避免碰撞分流⿐,互通式⽴体交叉的引道上应保证对出⼝位置的判断视距(其物⾼为0),这⼀视距应为“识别视距”。识别视距应⼤于表5-3的规定。条件受限制时,识别视距应⼤于1.25倍的主线停车视距。当引道上标志较多或上跨构造物的墩、台净距较⼩需要驾驶者注意时,驾驶者需接受的信息较多,宜采⽤表中较⼤(接近⾼限)值。
匝道出⼝位置应明显,易于识别,宜将出⼝设置在跨线桥前;当设置在跨线桥后时,匝道出⼝⾄跨线桥的距离不应⼩于
150m。
2.匝道停车视距
匝道全长范围内应满⾜停车视距要求。停车视距应⼤于表5-4所列数值,积雪冰冻地区应⼤于括号内数值。
3. 通视三⾓区
汇流⿐前,匝道与主线间应具有如图5-7所⽰的通视三⾓区。
图5-7 汇流⿐前通视三⾓区
四、匝道设计的技术标准
互通式⽴体交叉匝道的技术标准是根据⽴体交叉的设计速度、交通量与通⾏能⼒等因素制定的。匝道的技术标准是进⾏匝道设计的法定技术要求,匝道设计时都应当遵守。
(⼀)匝道横断⾯
1. 匝道横断⾯组成与宽度
匝道的横断⾯由车道、路缘带、硬路肩和⼟路肩组成,对向分离⾏驶的双车道匝道还应包括中间带部分。
匝道横断⾯各组成部分的宽度:车道宽度⼀般为3.5m。中间带包括中央分隔带和两侧路缘带,中央分
隔带的宽度应不⼩于1.0m,路缘带宽度为0.5m。⼟路肩宽度为0.75m;条件受限制时,不设路侧护栏者可采⽤0.5m。左侧硬路肩(含路缘带)宽度为1.00m。右侧硬路肩(含路缘带)宽度:设供紧急停车⽤硬路肩时为2.50m,条件受限制时可采⽤1.50m,但为对向分隔式双车道时宜采⽤2.00m;不设供紧急停
车⽤硬路肩时为1.00m。属主线分岔或合流的双(多)车道匝道,其车道和硬路肩的宽度应与主线的相同。匝道的车道、硬路肩宽度与主线不同时,应在匝道范围内设置渐变率1/20~1/30的过渡段。
2. 匝道横断⾯类型与适⽤条件
互通式⽴体交叉匝道横断⾯类型分为四种,如图5-8所⽰。匝道横断⾯类型根据匝道的设计交通量、通⾏能⼒及匝道长度等选⽤。
图5-8匝道横断⾯的基本类型(尺⼨单位:cm)
a)Ⅰ型-单车道;b)Ⅱ型-双车道;c)Ⅲ型-双车道(设供紧急停车⽤硬路肩);
d)Ⅳ型-对向分隔式双车道
①交通量⼩于300pcu/h、匝道长度⼩于500m时,或交通量等于或⼤于300pcu/h 但⼩于1200pcu/h、匝道长度⼩于300m时,应采⽤I型。
②交通量⼩于300pcu/h、匝道长度等于或⼤于500m时,或交通量等于或⼤于300pcu/h但⼩于1200pcu/h、匝道长度等于或⼤于300m时,应考虑超车之需⽽采⽤II型。但此时采⽤单车道出⼊⼝。
③交通量等于或⼤于1200pcu/h但⼩于1500pcu/h时,应采⽤Ⅱ型。
④交通量等于或⼤于1500pcu/h时,应采⽤Ⅲ型。
⑤两条对向单车道匝道相依,且平、纵线形⼀致时,应采⽤Ⅳ型。当设计速度⼩于或等于40km/h,且位于⾮⾼速公路⼀⽅时,可采⽤II型。
⑥环形匝道采⽤单车道匝道,其设计通⾏能⼒为800-1000pcu/h。
(⼆)匝道的平⾯
匝道的平⾯线形应根据匝道设计速度、⽴体交叉类型、交通量、地形、⽤地条件、造价等因素确定。
1.匝道圆曲线半径
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互通式⽴体交叉匝道圆曲线半径的⼤⼩,直接影响到⽴体交叉的形式、⽤地、规模、造价以及⾏车的安全性与舒适性。互通式⽴体交叉匝道圆曲线最⼩半径应根据匝道的设计速度选⽤⼤于表5-5中的⼀般值;当受地形条件或其它特殊情况限制时,⽅可采⽤极限值。
(m)
2.匝道回旋线参数

本文发布于:2024-09-20 15:24:25,感谢您对本站的认可!

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