道路平面交叉口邊線豎向設計新探

楊 洋 文登國 秦 陽 江智勇

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610081）

1 總體概述

城市市政道路的交叉口作為道路的重要組成部分，是車輛、行人匯集、轉向和疏散的必經之地，為交通的咽喉。車輛、非機動車通過交叉口時，因駛向不同，相互交叉形成沖突點，因此道路交叉口的設計在整個道路設計中顯得尤其重要。道路交叉口設計一般包括三大部分，即交叉口平面設計、豎向設計以及橫斷面設計。本文主要探討道路交叉口豎向設計。

2 常用道路豎向設計方法邊線豎向設計的缺點

市政道路交叉口豎向設計主要有三種設計方法：方格網格法、設計等高線法、方格網設計等高線法。

在三種方法中，首先都需要先計算出交叉口轉彎緣石起點、中點、終點(即E、D、F)的標高（如圖一），然后根據交叉口豎向設計方法計算出施工標高。E、F點在緣石半確定以后根據中線縱坡、道路寬度及道路橫坡即可計算出標高。對于D點標高應取決于交叉口的交角和相交道路寬度是否相等（或是否同一個等級）。在有關的設計手冊里關于計算D點的標高僅對道路正交和相交道路同寬的情況進行了介紹，即：如圖一：

（圖一）

hc＝[（he＋T×i1）＋（hf＋T×i2）]/2 （ 1）式

hd＝ha－（ha－hc）×AD/AC （ 2）式

通過幾何計算，當道路寬度相等時，AD＝AC＋E。當道路寬度不等時，AD≠AC＋E，A、C、D三點不在同條直線上，再用（2）式計算D點的標高就有可以。 對于（1）式，C標高取值也是不夠合理的。將（1）式改寫如下：

hc＝（he＋hf）/2＋T×i1/2＋T×i2/2（令：△h1＝T×i1/2，△h1＝T×i2/2）△h1和△h2兩個增量隨著i1與i2遞增（減）方向相同而大小相差較大時，這時計算出的hd在EDF邊線上，D點將會有一個較大的凸變。比較合理的取法是按i1、i2遞增（減）的大小去計算hd。

即：h1＝he＋T×i1hf＋T×i2h＝∣h1-h2∣則：

hd＝he＋h×i1/（∣i1∣＋∣i2∣）或hd＝hf＋h×i2/（∣i1∣＋∣i2∣） （3）式

不難得出用（3）式計算的標高比（2）式趨于合理，但就整個邊線的線型來講，不是一條順適的線，而是一條折線，雖然可以通過調整等高線來加以改良，但增加了諸多人為因素，也就是全取決設計者的經驗和水平。

3 平面交叉口邊線豎向設計

筆者根據多年的工程經驗，總結出市政道路交叉口豎向設計的修正量化方案，現詳細敘述如下：

首先，分析交叉口邊線的類型。交叉口基本類型主要有如下四種：

其中斜坡形的邊線類型根據i1、i2的相交情況亦可歸納為“凹形”和“凸形”邊線兩種類型。

第二，選擇邊線的設計線型。根據道路總體線形設計，交叉口邊線為一般為一條順適直線和圓滑曲線的組合，因此所組合的面應該是一個順適的面。

第三，為了施工放樣的方便，在滿足規范、標準的前提下，盡量將豎向曲線的起、終點選在特殊點位上，比如交叉口范圍點、路脊線與交叉口范圍線交點等。

第四，設計步驟。以“凸形”線型交叉口為例進行說明（“凹形”線型同）。 首先計算出豎曲線兩側的設計標高（即he、hf）；然后將兩側坡度點連接起來（如圖二，連接E、F點），并計算相鄰坡度i1和i2與ief的代數和，如果兩個或者其中一個坡度代數和小于±0.5%，則進行第四步，否則進行第三步。 確定兩坡度相交落點的位置HO（如圖三）。

LO＝[i2×L＋（hf－he）]/（i1＋i2）；

LO——為i1與i2兩坡度交點距E點的曲線長；

L——為連接段曲線長；

i1、i2——相鄰兩坡度的坡度值，高于交叉口取正值、低于交叉口取負值。

（圖二）

（圖三）

為了方便計算，將兩坡度相交落點位置HO進行簡化：

（1）當兩坡度交點距E點的曲線長小于等于L/8時，取落點位置為E點，HO＝he；

（2）當兩坡度交點距E點的曲線長在L/8與3L/8之間時，取落點位置為L/4點，HO＝he＋LO×i1；

（3）當兩坡度交點距E點的曲線長在3L/8與5L/8之間時，取落點位置為L/2點，HO＝he＋LO×i1或HO＝hf＋（LLO）/i2；

（4）當兩坡度交點距E點的曲線長在5L/8與7L/8之間時，取落點位置為3L/4點，HO＝hf＋（L－LO）/i2；

（5）當兩坡度交點距E點的曲線長大于L/8時，取落點位置為F點，HO＝hf。

道路交叉口邊線豎向設計步驟如下：

（1）計算兩相鄰坡度的代數和。即計算圖中坡度i1與i3、i3與i4、i4與i2之間的代數和，若其兩坡度的代數和≦±0.5%，那么直接計算各點設計標高。對于其兩坡度的代數和＞±0.5%，兩坡度相交落點取在L/4或3L/4點時，豎向曲線一般以20米進行控制，或L/4進行控制；

（2）繪制交叉口邊界線，確定交叉口的設計范圍；

（3）定義路脊線；

（4）定義交叉口的各項基本參數；

（5）繪制等高線；

（6）調整等高線；

（7）根據等高線計算施工標高。

總結：在市政道路交叉口豎向設計中，根據交叉口的類型，分析交叉口相鄰坡度的代數值，合理選取兩坡度相交點位置，以實現在道路交叉口范圍內良好的排水功能，并且優化解決道路在交叉口范圍內的豎曲線問題，滿足機動車在交叉口處行駛的舒適性。

[1]徐家鈺，城市道路設計[M]，中國水利水電出版社，2005.

[2]黃新安，公路和城市道路設計手冊[M],中國建筑工業出版社，2005.

[3]孫家駟，等，道路設計資料集6-交叉設計[M],人民交通出版社，2003.

[4]陳洪仁，道路交叉設計[M],人民交通出版社，1991.