淺談城市道路交叉口的豎向設計要點

摘要：本文以城市道路平面交叉口豎向設計為研究對象，提出了以等高線調整為主的設計構想。城市道路交叉口設計在滿足交通要求的基礎上，還應以提高車輛通過效率、排水順暢、方便行人及非機動車過街來建設更加便利、舒適的、人性化的道路交叉口。經過多年的設計和運營證明，通過等高線調整對于一個交叉口設計的優劣起著很大甚至決定性的作用，本文通過對利用地形測繪繪圖知識在城市道路交叉口設計中的應用，對城市道路平面交叉口豎向設計進行了分析和總結。

關鍵詞：城市道路;豎向設計;等高線;道路排水

1.引言

城市道路的暢通與否很大程度上取決于交叉口的交通問題處理的好壞。行駛在道路上的車輛由于交叉口上產生的延誤約占行程行車時間的三分之一，而交叉口擁擠嚴重時波及路段甚至整個路網系統，造成城市整個區域嚴重擁堵，耽誤行車時間的同時容易造成交通事故，引發路段更嚴重的噪聲、廢氣污染、能源浪費等問題，交叉口的設計涉及到平面幾何設計、交通組織、交叉口型式的確定、豎向設計等問題。前幾個都與路段設計、規劃設計關系較大，而豎向設計對一個交叉口的優劣應是一個道路設計工程師考慮的重要問題，本文根據多年的道路設計工作經驗，對交叉口豎向設計的一些過程進行分析。

2.交叉口設計的要點

2.1交叉口的交通特點

出入交叉口的交通流是非常復雜的，通過交叉口的交通流基本上可以分為四種形式：合流、分流、交織、交叉，前三種情況只要平面幾何尺寸設計得當加上適當的交通組織可以較小的影響正常車輛通過交叉口，而交叉點的存在是影響交叉口的行車速度和交通安全的主要原因。

圖1"平面交叉口的交通特征點

交叉點也稱作沖突點，有直行與直行、左轉與直行兩種情況，沖突點數隨相交道路條數的增加而增加，可按下式求出。

——左轉車、直行車所組成的沖突點數

——相交道路條數

為使交叉口獲得安全暢通的效應，必須對交叉口的交通流進行科學的組織和控制，基本途徑有（1）將不同方向的交錯車流從時間上進行分離;（2）將不同方向上的交錯車流從空間上進行分離;（3）將不同方向上的交錯車流在同一平面內用物理設施分離，限制和引導其行駛路線，即渠化交通。

實際上無論哪一種途徑都有其相應的負面作用及限制條件，交通控制將會使通過交叉口的車輛因等時而降低通過交叉口的交通通行量，立體交叉占用更多的土地資源而且道路兩旁的城市用地造成分隔，影響行人、非機動車的通行。國內著名的專家建議規范編制時將設置立交條件中的進入交叉口的交通量的最低要求4000pcu/h提高到10000pcu/h以上。至于物理分隔對右轉彎車輛相對有效，而對于直行車和左轉車都是極其困難的。因此交叉口的其他措施都很難做到時就應考慮如何提高交叉口的通行條件，改善這些條件將使交叉口的交通通行能力有較大提高，除了平面幾何設計外另一個重要方面就是豎向設計。

2.2交叉口的豎向設計

交叉口幾何設計內容包括：交叉口的視距、轉彎半徑、拓寬設計、豎向設計等方面，前幾項都在教材中有較詳細的介紹，本文主要討論交叉口的豎向設計。

（1）交叉口豎向設計的基本類型

圖2"交叉口立面設計的基本形式

交叉口豎向設計基本可以分為六種類型（見圖2），這六種類型的共同點都是中點高，周圍低，目的是不使中間積水，對于其他不同類型的交叉口立面的要求和原則是一樣的。另外立面設計的使用效果與相交道路的縱坡方向的組合關系很大，因而在道路縱斷面設計時就應該考慮交叉口的豎向設計問題，為交叉口豎向設計創造良好的條件。

（2）交叉口豎向設計方法

根據教材上的介紹，交叉口豎向設計有等交線法、方格網法、放射線法等，筆者根據多年的實踐經驗認為，一個好的交叉口應該主要采用等交線法進行設計，這里所說的設計主要指高程調整。其他方法與步驟主要是將兩條相交道路的幾何數據落到設計平臺上，教材中都有詳細介紹，本文不在贅述。

（3）交叉口豎向設計步驟

1）數據計算

首先根據相交道路的縱斷面、橫斷面數據將高程點落在道路邊緣上，或類似于地形圖測量中稱作碎部點位?；竟剑?/p>

碎部點的高程為：

中線上相鄰等高線的水平距離為：

邊線上等高線在車行道邊線上的位置類似向上坡方向偏移的水平距離為：

式中：——道路中心線與邊線的高差;

——道路中心線縱坡度;

——路拱橫坡度;

——道路邊線縱坡度;

——碎部點計算高程;

——中心線上的設計高程;

——碎部點至道路中心線的高差;

在邊線轉彎處的高程可由兩條道路分別計算，然后進行平均。

2）等高線繪制。

同地形圖繪制一樣等高線繪制可根據碎部點高程采用幾何法、計算法、目估法。

由于交叉口豎向還要考慮交通、排水因素，建議等高線繪制在參照地形圖繪制的方法上采用目估法進行繪制，之后得到一個基本的豎向輪廓。

3）等高線的調整

在繪制出基本豎向輪廓的基礎上，根據主交通流方向、排水順暢程度等進行調整，這也是交叉口豎向中最重要的環節，主要要調整下列幾個方面：①交叉口等高線間距變化均勻;②排水不穿過道路中線;③交叉口中點高周邊低;④主交通流方向盡量不產生大的凹凸變化;⑤人行過街處不成為低點積水。

4）檢查

①等高線不應該在交叉口范圍內中斷，應完全閉合至設計路緣石邊緣;

②交叉口范圍內不應出現凹溝如圖3;

圖3"交叉口范圍內無凹溝

③從交叉口中點向外任何一個方向至邊緣高程原則上應是由大到小。

④等高線均勻變化，在變坡處應將等高線位置進行調整以使得不同坡的銜接是均勻過度。

⑤最低點避開人行道以免造成積水。

⑥盡量使交通流方向的行車舒適。

右轉彎車道相對容易調整，而左轉彎車道一般難以滿足，但對于重要交通流向的左轉彎交通路線不妨我們可以先畫出行車軌跡線然后再調整等高線，使整條行車軌跡線縱向上的凹凸變化盡可能減少或者變化緩慢。

3.經驗總結

圖4"某道路交叉口雨停后2個小時的情況圖

工作中經常發現一些設計者只是通過計算，甚至直接用CAD程序進行畫圖，其結果往往效果很差，尤其是道路的縱坡、橫坡條件不理想的情況下其簡單機械的設計結果很不理想。一個好的交叉口設計應該是多年經驗凝聚后結合實際情況才能完成的，同時應具有一定的地形圖測繪知識，只憑簡單的幾何關系計算推導很難以達到理想的設計效果。

參考文獻：

[1]《道路形式與城市景觀》（張仲一、盧紹曾譯，北京中國建筑工業出版社出版，1992年9月）

[2]《道路勘測設計》（張志清等編"科學出版社出版，2005年9月）

[3]《城市道路交通設計指南》（楊曉光等編"人民交通出版社出版，2003年6月）

作者介紹：

原華，1962年12月出生，1982年畢業于哈爾濱建筑工程學院城建系道路工程專業，在深圳從事道路與交通工程規劃、設計工作13年，現為深圳市綜合交通設計研究院有限公司副總工程師。