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交叉口设计.docx

1、交叉口设计道路平面交叉设计第一节 交叉口设计概述一、交叉口设计的基本内容和要求道路与道路(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.在道路网中,各种道路纵横交错,必然会形成很多交叉口。交叉口是道路系统的重要组成部分,是道路交通的咽喉相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口汇集、通过和转换方向。由于交叉口车多、人多以及车辆和车辆之间、车辆和过街行人间、特别是机动车和非机动车之间的抢道、相互干扰,不但会降低车速,阻碍交通,而且也容易发生交通事故.据国内外交通事故统计资料表明,约有59%的交通事故是发生在交叉口上因此,如何正确设计交叉口,合理组织交通,对于提高交叉口的通行能力,避免交通堵

2、塞,减少交通事故,都具有重要的意义。1交叉口设计的基本要求(1)保证车辆与行人在交叉口能以最短的时间顺利通过,使交叉口的通行能力能与各条道路的通行能力相适应;()正确交叉口立面设计,保证转弯车辆的行车稳定;(3)交叉口的设计要满足排水的要求。2交叉口设计的主要内容()选择交叉口的形式,确定各组成部分的几何尺寸;(2)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.二、交叉口的交通分析1交错点的种类进出交叉口的车辆,由于行驶方向的不同,车辆与车辆之间的交错方式也不相同,可能产生的交错点也不一样.()分流点 同一行驶的车辆向不同方向分离

3、行驶的地点称为分流点。(2)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称为合流点。()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称为冲突点。上述三类交错点都存在相互尾撞、挤撞、或碰撞的可能性,是影响交叉口行车速度、通行能力和发生交通事故的主要原因。其中冲突点对交通的干扰和行车的安全影响最大,其次是合流点,再次是分流点.因此,在交叉口设计时,应采取措施尽可能消灭冲突点,减少合流点。2交错点的分布情况如图-1所示,为三路、四路和五路平面交叉口在无交通管制时交错点的分布情况。其数量如表1所示。分析上述图表可得出以下两点结论: (1)在无交通管制的交叉口,各种交

4、错点都存在。其数量随相交道路条数的增加而显著增加,其中增加最快的是冲突点。当相交道路均为双车道时,各交错点的数量可用下式计算 分流点合流点(n-2) 冲突点=式中:交叉口相交道路的条数。因此,在规划和设计交叉口时,应力求减少相交道路的条数,尽量避免五条或五条以上道路相交,是交通简化。(2)产生冲突点最多的是左转弯车辆。如图81所示,四路交叉口若没有左转车流,则冲突点可由16个减少至4个,而五路交叉口则从50个减少至5个。因此,在交叉口设计中如何处理和组织左转弯车辆,是保证交叉口交通通畅和安全的关键所在。3减少或消灭冲突点的方法(1)实行交通管制 在交叉口设置交通信号灯或由交通警察指挥,使发生冲

5、突的车流从通行时间上错开。如四路交叉口实行交通管制后,冲突点由16个减至2个,分流点与合流点分别由8个减至4个.若禁止车流左转弯,便可完全消灭冲突点(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,引导各方向车流沿固定路径行驶,以减少车辆之间的相互干扰.如环形平面交叉可消灭冲突点。()修建立体交叉 将相互冲突的车流从空间上分开,使其互不干扰。这是解决交叉口交通问题最彻底的办法。三、交叉口的类型及其适用范围平面交叉口的形式,取决于道路网的规划、交叉口用地及其周围的地形、地物情况,以及交通量、交通性质和交通组织。常见的交叉口形式有:“十字型、“T”字型、“Y”字型?“字型

6、、错位交叉和道路交叉等六种,如图11所示(同济大学P8)这些交叉口在平面上的几何图形,由规划道路网和街坊建筑的形状所决定,一般不易改变。但在具体设计中,常因交通量、交通性质以及不同的交通组织方式,把交叉口设计成各具特点的形式,可归纳为如下四类:1加铺转角式如图82所示,交叉口用适当半径的园曲线平顺连接相交道路。此类交叉口形式简单,占地少,造价低,设计方便;但行车速度低,通行能力小。只适用于交通量小、车速低、转弯车辆少的三、四级公路或地方道路;设计时主要解决合适的转角曲线半径和足够的视距问题。2分道转弯式如图83所示,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

7、的平面交叉。此类交叉口转弯车辆,尤其是右转弯车辆行驶速度和通行能力都较高,适用于车速较高、转弯车辆较多的一般道路。设计时主要解决分道转弯半径、保证足够的视距和满足导流岛端部半径的要求。3扩宽路口式如图84所示,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。此类交叉口可减少转弯车辆对直行车辆的干扰,车速较高,事故率低,通行能力大;但占地多,投资较大。适用于交通量大、转弯车辆较多的二级公路和城市主干路。设计时主要解决拓宽的车道数,同时也应满足视距和转角曲线半径的要求。4环形交叉(俗称转盘)如图8-5所示,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

8、的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶,直至所要去的路口的平面交叉。环形交叉口的优点是:(1)驶入交叉口的各种车辆可连续不断地单向行驶,没有停滞,减少了车辆在交叉口的延误时间; (2)环道上消灭了冲突点,只有分流点与合流点,提高了行车的安全性; (3)交通组织简便,不需信号管制;()对多路交叉和畸形交叉,用环形交叉更为有利;(5)中心岛绿化可美化环境。环形交叉口的缺点是:(1)占地面积大,城区改建困难;(2)一般造价高于其它平面交叉口;(3)增加了车辆的绕行距离,特别是左转弯车辆。当多条道路相交,通过交叉口的交通量总数为503000辆/小时,且地形平坦时可考虑采用.但下列情况一般不宜采用:快速

9、道路,交通量大的干线道路,有大量非机动车和行人交通的道路,桥头引道等。另外,按规划需要修建立体交叉处,近期可考虑采用环形平面交叉作为过渡形式。对于环形交叉口,设计时主要解决中心岛的形状和半径、环道的布置和宽度、进出口曲线半径和视距要求等问题。四、交叉口的计算行车速度交叉口的计算行车速度与路段的计算行车速度密切相关,二者速差大时会因减速过大而影响行车安全;对于车辆、行人较多的交叉口,当速差小而路段车速又高时,仍有行车危险.因此,确定交叉口的计算行车速度要格外慎重,主要根据以下原则: 交叉口范围内直行交通的计算行车速度,原则上应与路段计算行车速度相同,若受限制必须降低车速时,与路段速度之差不应大于

10、20k/h。 2 转弯交通的计算行车速度,应适当降低;或按变速行驶需要而定,交叉范围车辆变速的加速度与减速度如表82所示。 3 对于城市道路,我国城规规定:交叉口内的计算行车速度应按各级道路计算行车速度的0。57倍计算,直行车取大值,转弯车取小值。第二节交叉口的交通组织设计一、车辆交通组织方法交叉口的通行能力小、车速低、行车安全性差,因此车辆交通组织的目的就是保证交叉口上车辆行驶安全、畅通,尽可能提高交叉口的通行能力。归纳起来就是:正确组织不同去向的车流,设置必须的车道数,合理布置交通岛、交通信号灯及地面各种交通标志等,使车辆在交叉口能按渠化交通的原则组织起来,顺序通过交叉口。交叉口车辆交通组

11、织的方法有以下几种:(一)设置专用车道组织不同车种和不同行驶方向的车辆在各自的车道上分道行驶,互不干扰如图6所示,根据行车道宽度和左转、直行、右转车辆的交通量大小可作出多种组合的车道 a) 左转、直行、右转车辆组成均匀,各设一专用车道; b) 直行车辆很多且左转、右转车辆也有一定数量时,设二条直行车道和左、右转各一条车道;)左转车多而右转车少时,设一条左转车道,直行和右转车共用一条车道;)左转车少而右转车多时,设一条右转车道,直行和左转车共用一条车道;e) 左转和右转车辆都减少时,分别与直行车合用车道;f) 行车道宽度较窄,不设专用车道,只划快、慢车分道线;g)行车道宽度很窄时,快、慢车也不划

12、分。(二)左转弯车辆的交通组织左转弯车辆是引起交叉口车流冲突点增多的主要原因,合理地组织左转弯车辆的交通,是保证交通安全,提高交叉口通行能力的有效方法。左转弯车辆的交通组织方法主要有以下几种:1设置专用左转车道如图86a b c 所示,设置专用左转车道后可避免阻碍直行车辆的通行,左转车辆必须在左转车道上等待开放或寻机通过。2实行交通管制通过信号灯控制或交通警察手势指挥,在规定时间内不准左转。3变左转为右转(1)环形交通 如图87 a 所示,利用环道,车辆逆时针单向交通,变左转为右转。(2)街坊绕行 如图8-7 b 所示,使左转车辆环绕邻近街坊道路右行以实现左转。(三)组织渠化交通在车道上划线,

13、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,这种交通称为渠化交通。 1 渠化交通的具体做法渠化交通的主要作用是保证行车安全,具体表现在:(1) 利用分车线或分隔带、交通岛等。如图88 a 所示,把不同方向和速度的车辆划分车道行驶,使司机或行人很容易看清互相行驶的方向,避免车辆相互侵占车道,因而可减少车辆相互碰撞的机会,增加行车安全.() 如图- 所示,利用交通岛的布置,限制车辆行驶方向,使斜交对冲车流为直角交叉或锐角交叉.(3) 如图8 d e所示,利用交通岛的布置,限制车道宽度,控制车速,防止超车.(4) 可利用设置的交通岛或分

14、隔带,设置各种交通标志,并可作为行人过街时避让车辆的安全岛.(5) 如图8 f 所示,在交通量大、车速较高的交叉口,还需要考虑设置变速车道和候驶车道,以利左转弯车辆转向行驶和变速行驶的需要。 交通岛在渠化交通中,最常用的是高出路面的交通岛。按其作用不同可分为方向岛、分隔岛、中心岛和安全岛等。(1)方向岛(导向岛) 用以指引行车方向,它在渠化交通中起着很大的作用,许多复杂的交叉口,往往只需用几个简单的方向岛,就能组织好交通,减少或消灭冲突点。方向岛还可用于约束车道,使车辆减速转弯,保证行车安全.(2)分隔岛 是用来分隔机动车和非机动车、快速车和慢速车,以及对向行驶的车流,保证行车速度和交通安全的

15、长条形交通岛,有时也可在路面上划线来代替分隔岛。()中心岛 是设在交叉口中央,用来组织左转弯车辆和分隔对向车流的交通岛。()安全岛 供行人过街时避让车辆之用.在宽阔、交通繁忙的街道上,宜在人行横道线中央设置安全岛,以保证行人过街的安全。 交通岛的形状与尺寸交通岛的形状为直线与园曲线的组合图形。导流用的交通岛(指方向岛、分隔岛)的要素如图9所示,其最小尺寸规定如表83、表-4和表5.各种交通岛的面积在城区不小于52,其它地区不小于7m。用缘石标界的交通岛一般高出路面15cm,有行人通过时15cm.(四)调整交通组织当旧城区道路改建困难时,可采取改变交通路线、限制车辆行驶、控制行驶方向、组织单向交

16、通,以及适当封闭一些主要干道上的支路等措施,减少或简化交叉口的交通,以提高整个道路网的通行能力。 (五)采用自动控制的交通信号指挥系统,提高行车速度和通行能力。二、行人及非机动车交通组织公路设计中往往不考虑行人和非机动车交通。但对城市道路因大量行人和非机动车的存在,合理组织行人和非机动车交通,是消除交叉口交通堵塞,保证交通安全的最有效方法。(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,在人行横道线上安全过街,使人、车分离,干扰最小.1人行道人行道通常布置在车行道两侧,在交叉口处相邻道路的人行道互相连通,并应将转角处人行道加宽,以适应人流集中转向的需要。交叉口处人行道的宽度原

17、则上不小于路段人行道的宽度,同时还应为过街行人提供等待场地;若因设置附加车道不得已压缩人行道时,应根据人流量决定最小宽度;当采用人行天桥或人行地道时,人行道宽度还应考虑梯道或坡道出人口的宽度;在人行道上除了必要的道路标志、交通信号、照明及栏杆等外,不允许布置其它设施,以保证人行道的有效宽度满足要求。2人行横道为使行人安全、有序地横穿车行道,应在交叉口设置人行横道,人行横道两端应设置信号灯。人行道和人行横道相互连接,共同组成“步行道网”,应保证行人能到达任何地点。人行横道应设置在驾驶员容易看清的位置,标线应醒目。人行横道可布置在交叉口人行道的延续方向后退m的地方(如图8-10 a 所示);当转角

18、半径较大时可将人行横道设在圆弧段内(如图810 所示)。原则上人行横道应垂直于道路设置,这样可使行人过街距离最短;但如道路斜交时,人行横道可与相交道路平行(如图8-0 c 所示)。T型和型交叉口的人行横道可按图8-10 de 设置。人行横道的宽度主要取决于过街人流量的大小,一般应比路段人行道宽些。其最小宽度为4m;当过街人流量较大时,可适当加宽,但不宜超过8。人行横道的长度应有所限制。当一次横穿距离较长时,会使过街行人思想紧张,会感到很不安全。因此,作出如下规定:当机动车车道数大于或等于条,或人行横道长度大于0m时,应在道路中线附近设置安全岛,其宽度不小于m。在设置信号灯控制或设置停车标志的交

19、叉口,应在路面上标绘停车线,指明停车位置。当有人行横道时,停车线应布置在人行横道线后至少1m处,如图8-所示,并应与人行道平行;对无人行横道的交叉口,停车线应尽量靠近交叉口,以减少交叉口的范围,提供通行能力,但不得影响相交道路的交通。3人行地道与人行天桥 当交叉口宽阔、人流量多、车流量大且车速高时,可考虑设置人行地道或人行天桥,这是解决行人交通安全最彻底、最有效的办法。(二)非机动车交通组织在交叉路口,非机动车道通常布置在机动车道与人行道之间。当车流量不大时,非机动车随机动车按交通规则在右侧行驶,不设分离设施;当车流量较大时,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.上述两种情

20、况,非机动车的交通组织与机动车共同考虑。当车流量很大、机动车与非机动车之间干扰十分严重时,可考虑采用立体非机动车交通组织形式,并与人行天桥或人行地道一起考虑。一般行人宜用梯道型升降方式;非机动车应采用坡道型;当因地形或其它原因受限制时,可采用梯道带坡道的混合型升降方式。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,不应小于路段上的车道数,并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,使左转、直行、右转的机动车和非机动车能在各自的专用车道上排列

21、等候或行驶,避免相互干扰,提高通行能力.但在交通量较小的交叉口设置过多的车道是不经济的,可考虑车道混合行驶。所设置的车道数,其通行能力的总和必须大于高峰小时交通量,否则,交叉口会产生拥挤或阻塞现象.交叉口的车道数可按下述方法确定:(1)选定交叉口的形式;(2)进行交通组织设计,并初定车道数;(3)对初定的车道数进行通行能力验算.如车道通行能力总和小于高峰小时交通量,则必须增加车道数,并重新验算直到满足交通量的要求为止。为了充分发挥整条道路的通行能力,交叉口的设计通行能力应与路段的通行能力相适应由于受信号控制的影响,每条车道在交叉口处的通行能力总要比路段上的小,因此交叉口的车道数不应小于路段上的

22、车道数.一般情况下,交叉口的车道数宜比路段上多设一条二、交叉口的通行能力(一)有信号控制交叉口的通行能力有信号控制交叉口的通行能力常用“停车线断面法”确定,即以进道口停车线为基准断面,凡通过该断面的车辆即认为以通过交叉口,据此各车道的通行能力,各进口车道通行能力之和即为交叉口的可能通行能力交叉口停车线断面上不同车道的通行能力按以下公式计算1一条直行车道的通行能力N直 (辆/小时) (8-2)式中:T信号周期(s),一般T=6090; Tg一个周期内的绿灯时间 (); vS直行车辆通过交叉口的车速(m/s); 平均加速度,据观测,小型车为060.7/s2,中型车为0。0.6/s,大型车为0。40

23、5m/s2; tS直行车平均车头时距 (s).据观测,车多时为2。22s,车少时为。72。8s,平均。5s,大型车为.5。2一条右转车道的通行能力N右 (辆小时) (8-)式中:tr右转车平均车头时距 (s)。据观测,平均t3.05s。3 一条左转车道的通行能力N左(1)有左转专用信号显示时 (辆/小时) (4)式中:信号周期(s),一般T=090s; T1一个周期内的左转显示时间(s); v1左转车辆通过交叉口的车速 (/); 左转车平均车头时距 (s).取t12。5s。(2)无左转专用信号显示时利用绿灯时间 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,可在绿灯时间内,利用对向直

24、行车流中可能出现的空档来实现左转。加设平均两个直行车位的空档可供一辆左转车穿越,则每个周期内可穿越的左转车辆按下式计算 (辆/周期) (85)式中:n1每个周期绿灯时间内可穿越的左转车辆(辆/周期); 对向直行车道一个周期的通行能力(辆/周期); 对向直行车道一个周期的实际通行能力(辆/周期);利用黄灯时间 黄灯亮时通过车数为 (辆周期) (86)式中:T每周期黄灯时间 (s)。因此,一条左转车道的通行能力N左为 (辆/小时) (87)4一条直左混行车道的通行能力直左 一条车道上有直行、左转混合行驶时,因去向不同而相互干扰,应乘以折减系数K。则 (辆/小时) (88)式中:1直左车道中左转车所

25、占比例; K折减系数,取K=0.70。95一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6一条直左右混行车道的通行能力等于一条直左混行车道的通行能力。(二)无信号控制交叉口的通行能力当主要道路与次要道路相交时,若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,车辆间出现的间隔一般服从负指数分布。但并非所有间隔都可供次要道路上车辆汇入或穿过,只有当出现的间隔时间足够大(一般应大于临界间隔)时,次要道路上的车辆才可能汇入或穿过。则次要道路最大交通量可

26、按下式计算 (辆/小时) (8)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,q= Q主300 (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7s; 次要道路最小车头时距(s)。对停车标志控制的交叉 口为5s;对让路标志为3; 则无信号控制交叉口的通行能力为主要道路的双向交通量Q主与次要道路最大交通量次之和. 第四节交叉口的视距与园曲线半径一、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

27、ST。如图811所示,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.视距三角形绘制的方法与步骤为:1确定停车视距T停车视距可用前述计算公式计算,或根据相交道路的计算行车速度查表86确定。一般应采用表6中的一般值;当受地形、地物等条件限制时,也可采用表中低限值,但必须采取设置限速标志等措施.2找出行车最危险的冲突点对于不同形式的交叉口,其最危险冲突点的找法不尽相同。对于十字型交叉口,如图811 a 所示,最靠右侧第一条直行机动车道的轴线与相交道路最靠中心线的第一条直行车道的轴线所构成的交叉点为最危险的冲突点.对于T型或型交叉口,如图8-11 b所

28、示,直行道路最靠右侧第一条直行车道的轴线与相交道路最靠中心线的一条左转车道的轴线所构成构成的交叉点为最危险的冲突点。3从最危险的冲突点向后沿行车轨迹线各量取停车视距ST 。4连接末端构成视距三角形。(二)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该识别距离随交通管制条件而异.1无信号控制的交叉口对无任何信号控制的交叉口,通常都是低等级、交通量小及车速不高的次要交叉口,识别距离可采用各相交道路的停车视距(见表8)。2有信号控制的交叉口对有信号控制的交叉口,识别距离应保证驾驶员能看清交通信号和显示内容,并有足

29、够的时间制动减速直至停车,但这种制动停车决非急刹车。因此,有信号控制的交叉口的识别距离可按下式计算。 (m) (81)式中:S交叉口的识别距离 (m) ; 路段计算行车速度 (kh); a减速度 (m/s2),取;a = 2 m/s; t识别时间 (s) 。在公路上取0 ,在城市道路上取6 s.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。其识别距离的计算仍可按式(8-10)计算,取识别时间 = 2s.按上述方法计算的识别距离见表8。同样,在此范围内不能有任何障碍物.二、交叉口的园曲线半径(一)相交道路的最小园曲线半径为使直行车道在交叉口范围内能以一定速度顺利行驶,应对交叉范围相交道路平曲线最小半径或最大超高横坡度加以限制确定园曲线最小半径仍然采用第二章推导的计算公式,即 在交叉口范围内,主要道路的计算行车速度V仍采用路段规定值,次要道路可取路段的0。7倍;横向力系数一般为0。15020;超高横坡度ih以不大于%为宜,最大不应超过6。根据以上取值,可计算出相交道路最小园曲线半径如表8-所示。(二)分道转弯式交叉口最小园曲线半径当右转弯车辆较多时,为保证右转车辆能以规定的速度分道行驶,应对最小转弯半径加以限制,如表8所示。表中数据是取横向力系数=0。1。20,最小园曲线半

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