城市道路下穿鐵路立交與緊鄰平面交叉口最小距離的初步探討

周大偉

（北京科智成市政設計咨詢有限公司，北京市 102600）

城市道路下穿鐵路立交與緊鄰平面交叉口最小距離的初步探討

周大偉

（北京科智成市政設計咨詢有限公司，北京市 102600）

隨著我國城市規模和經濟的發展，道路基礎設施建設不斷加快，城市道路與鐵路立交的建設也日益增多。沿鐵路平行布置且緊鄰鐵路的城市道路交叉口與道路下穿鐵路立交的節點是城市路網中的重要節點。它影響著鐵路兩側居民的出行和周邊土地的開發使用。該節點如若處理不當，極易造成日后的交通擁堵，形成整個路網的瓶頸。從平面布置、道路橫斷面形式、框架橋寬度、道路縱斷面線形、框架橋的凈高，平面交叉口的規劃設計與管理方式、平面交叉口渠化展寬的設計、平面交叉口的豎向設計等方面逐一分析了道路下穿鐵路立交和城市道路平面交叉口的基本設計要點。通過對道路下穿鐵路立交引道外設置平面交叉口的規定進行初步研究，推導出了城市道路平面交叉口與鐵路最小距離的公式。通過分析與計算，討論了不同的坡度條件下，城市道路平面交叉口與道路下穿鐵路立交之間的距離關系，為今后跨越鐵路發展的城市道路網規劃與節點設計，以及穿越城市規劃建設區的鐵路或軌道交通項目在縱斷面設計時需考慮的城市路網間距問題提供了依據。

城市道路；平面交叉口；下穿鐵路；距離

0 引言

隨著經濟的增長，城市規模不斷擴大，目前我國正處于一個快速城市化的階段。跨越鐵路發展的城市越來越多，道路與鐵路相交節點的規劃設計成為城市道路規劃設計中一個重點考慮的問題。為了加強鐵路兩側用地的聯系，也為了保證行車安全，新建道路與鐵路交叉口多采用立交形式。由于既有鐵路多以低路基形式通過城市建設區，成熟的鐵路框架橋頂進施工技術使得道路下穿鐵路立交成為穿越鐵路的常用方式。道路下穿鐵路立交與道路平面交叉口的距離不得過近，以免影響道路交叉口的行車安全。如何確定這個距離關系是本文研究的目的。這個研究結論也可為城市道路規劃設計處理此類節點問題提供一個參考作用。

1 問題的提出

隨著我國城市規模和經濟的發展，道路基礎設施建設不斷加快，城市道路與鐵路立交的建設也日益增多。沿鐵路平行布置且緊鄰鐵路的城市道路交叉口與鐵路立交的節點是城市路網中的重要節點，它影響著鐵路兩側居民的出行和周邊土地的開發使用。該節點如若處理不當，極易造成日后的交通擁堵，形成整個路網的瓶頸，影響道路交通流在路網上安全、有序、快捷的運行。

2 道路下穿鐵路立交與道路平面交叉口的基本設計參數

2.1 道路下穿鐵路立交設計要點

道路與鐵路立體交叉的形式主要有道路上跨鐵路、道路下穿鐵路及機動車道路上跨鐵路和非機動車下穿鐵路相結合等。立體交叉的位置與型式應根據城市總體規劃的要求，并考慮道路與鐵路的等級及性質、交通量、交通組成、地形、地下設施、鐵路行車了望條件、地質、水文、環境要求、城市景觀、施工管理等因素綜合比較確定。為減少占地拆遷，平原城市跨鐵路發展時一般以道路下穿鐵路立交較多。

2.1.1 平面布置

道路下穿時平面線形應盡量直順。如若需要設置平曲線，曲線半徑一般不小于500 m。彎道的切點須在凹形豎曲線切點以外，平、豎曲線兩切點間距離不小于超高緩和長度即直線段的最小長度。道路與鐵路交叉角度應盡量正交或接近正交，斜交時交叉角度應大于45°。

2.1.2 道路橫斷面形式

城市道路不僅機動車交通量大，而且非機動車交通量也很大。在這種非機動車交通量很大的道路上，適宜采用機動車與非機動車分行的三孔式立交橋洞或隧洞的三幅路斷面形式。中孔為機動車行駛，兩側邊孔為行駛非機動車及行人。其特點是機動車與非機動分行，交通安全得以保證。非機動車坡度可利用減小凈空的措施升高路面，從而減緩坡度。

2.1.3 框架橋寬度

道路下穿鐵路框架橋處橫斷面車道寬度一般與道路標準橫斷面一致，以保證路段通行能力的一致。分車帶的寬度在橋洞部分應包括橋洞在內，在洞外部分應包括擋土墻、燈桿、護欄等在內。鐵路框架橋邊墻和中墻厚度約為0.8～1.0 m。考慮道路建筑界限中的側向凈空，車道據中墻洞壁每側至少各有0.25 m的安全距離。故分車帶的寬度不小于1.5 m。如采用頂進法施工，還應考慮包括施工偏差所占寬度在內，以使車道邊緣能保持直順。

2.1.4 框架橋的凈高

城市道路機動車道的橋洞凈高至少4.5 m。如通行無軌電車或與公路連接的第一條城市道路的橋洞凈高應為5 m。若有超高車輛必須由此通過，洞高至少5.7 m（即平版拖車上載挖土機通過時所需高度）。如受具體條件限制，凈高不能達到5.7 m時，而在附近又能繞行通過，則應按一般車輛的凈高要求。

非機動車道橋洞凈高一般以3.5 m為宜，最少不小于3 m。若考慮在特殊情況時（如機動車道積水斷路），機動車需要臨時由非機動車道通過時，則應大于3.3 m（一般載重貨車和公共汽車所需最小高度），并應盡量爭取3.7～3.8 m。人行道的凈高至少2.5 m。

通行機動車道的橋洞凈高除滿足設計規范要求的凈高標準外還需考慮框架橋頂板加腋影響（一般0.2 m），道路縱坡影響（一般0.2 m），道路橫坡影響（一般0.2 m），頂進施工誤差（一般0.2 m），道路大修影響（一般0.2 m），安全富裕高度（一般0.2 m）等使用凈高上的要求。道路下穿鐵路設計中框架橋的實際凈高要求：標準凈高4.5 m的機動車道最不利點凈高要求一般須控制在不小于5.7 m，標準凈高3.5 m的非機動車道最不利點凈高要求一般須控制在不小于4.7 m。人行道一般與非機動車道共用一個橋洞，故實際凈高按非機動車標準控制。

2.1.5 道路縱斷面線形

道路下穿鐵路立交機動車道的縱坡度應不大于4%,冰凍積雪影響地區機動車道縱坡宜小于等于3.5%。非機動車道的縱坡度應小于2.5%。凹形豎曲線半徑應大于1 000 m，凸形豎曲線應大于3 000 m，推薦半徑3 000～4 000 m。由于道路下穿鐵路立交處視距不良，縱斷面設計時應注意對停車視距的檢驗。

道路下穿鐵路立交若不能自流排水還應考慮設置排水泵站。道路縱斷面設計時還應注意排水泵站的選址。道路最低點盡量與排水泵站的選址方位一致，并距鐵路框架橋10 m以上以利于布設排水設施。

為了減少立交橋下最低點的排水量過于集中，在下坡道路的縱斷面設計時，應在立交橋兩側的坡道起點各設一分水點，使該折點以外的縱坡不坡向立交橋，這樣，坡道外的地面水可不流入橋洞內，減少排水泵站的壓力。

2.2 道路平面交叉口幾何設計要點

道路平面交叉口是若干條城市道路相交的部位，是機動車、非機動車以及行人交通流相互交匯、轉換方向的地方。它的設計范圍應包括交叉口各條道路相交部分及其進出口道所圍成的空間。交叉口幾何設計時應考慮交通組織，與信號控制、標志標線等設施同步設計。

2.2.1 平面交叉口的分類與選型

根據《城市道路交叉口規劃規范》（GB50647-2011）3.2.2條城市道路平面交叉口根據交通組織方式可以分為五類：平A1類——交通信號控制，進、出口道展寬交叉口；平A2類——交通信號控制，進、出口道不展寬交叉口；平B1類——無信號控制，干路中心隔離封閉、支路只準右轉通行的交叉口；平B2類——無信號控制，減速讓行或停車讓行標志管制交叉口；平B3類——無信號控制，全無管制交叉口。

與道路下穿鐵路立交緊鄰的城市道路平面交叉口多為主-主交叉、主-次交叉、主-支交叉，少量為次-次交叉、次-支交叉，故其交叉口選型主要為平A1類及平B1類。這其中以需要交叉口進、出口展寬設計的平A1類更需要注意與下穿鐵路立交的距離問題。

2.2.2 平面交叉口進出口道渠化展寬的設計

為使交叉口的通行能力與路段的通行能力相匹配，道路平面交叉口一般都要進行渠化展寬設計。渠化展寬設計主要分為進口道展寬設計，渠化長度及漸變段計算；出口道展寬設計，渠化長度及漸變段計算等。與下穿鐵路立交的距離問題有關的設計參數主要為進出口道渠化長度及漸變段長度。

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ152-2010）及《城市道路交叉口規劃規范》（GB50647-2011）中對無交通量資料的進口道路口渠化展寬車道長度做了規定：無交通量資料時，展寬段最小長度不應小于：支路30～40 m，次干路50～70 m，主干路70～90 m，與支路相交取下限，與主干路相交取上限。實際設計工作中，設計人應以相交道路的交通流量、流向，各條車道行車密度，以及左右轉車流能順利分流為依據，對路口交通空間進行渠化，以適應交通形勢發展的需要。進口道展寬車道漸變段的長度，以車輛行進中，從一條車道平穩并入相鄰車道乘客不會產生不舒適，不安全感為依據。這一點，與車型、車速和車輛橫移速度有關。規范按車輛以70%路段設計車速行駛3 s橫移一條車道計算確定了漸變段的最小長度。關于出口道展寬段及漸變段長度，規范規定：展寬段最小長度不應小于30～60 m，展寬漸變段最小長度不應小于20 m。

本文對如何計算這些長度不深入詳述，請參考相關規范與標準。由于新建道路大多無具體交通流量數據，規劃設計時可按參考規范推薦值，以對交叉口功能區范圍大小影響程度大的進口道展寬段及漸變段長度做控制指標。即主干路進口道展寬段長度不小于70～90 m,次干路不小于50～70 m,支路不小于30～40 m；主干路漸變段長度30～35 m,次干路25 m，支路20 m。考慮到下穿鐵路道路多為主次干路，為便于分析計算，經加和可知：進口道展寬長度范圍為50～90 m，漸變段長度范圍為25～35 m，其中主干路取大值，次干路取小值。

2.2.3 平面交叉口的平面與豎向設計

平面交叉口的平面與豎向設計中與下穿鐵路立交的距離問題有關的設計參數主要為平面交叉口轉角緣石半徑及平面交叉口進口道的縱坡度。

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ152-2010）4.3.2條規定平面交叉口轉角緣石宜為圓曲線或復曲線，其轉彎半徑應滿足機動車和非機動車的行駛要求，根據機動車右轉彎設計速度可取10～25 m。

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ152-2010）4.3.4條平面交叉進口道的縱坡度，宜小于或等于2.5%，困難情況下不宜大于3%。山區城市等特殊情況，在保證行車安全的條件下，可適當增加。《城市道路交叉口規劃規范》（GB50647-2011）4.1.6條平面交叉口豎向規劃應符合下列規定：非寒冷冰凍地區交叉口范圍內的縱坡宜小于2%，山嶺重丘區的城市困難情況下可取6%；寒冷冰凍地區的城市不應大于2%。《城市道路路線設計規范》7.2.3條（CJJ193-2012）非機動車道最大縱坡不宜大于2.5%；困難時不應大于3.5%，并應按本規范規定限制坡長。對比以上規范取值可以看出包含有各種交通方式的平面交叉口縱坡一般宜取值2%以內。

3 城市道路平面交叉口與道路下穿鐵路立交的幾何關系

近年來，隨著機動車保有量的提高，道路交通量大幅增長，平面交叉口經常在飽和狀態下運行。道路下穿鐵路立交縱坡較大，存在雨季積水，冬季冰凍積雪等安全隱患，但受現狀平面交叉口距離影響，不少道路下穿鐵路立交引道內經常停滿了需要坡起的車輛。為保證交通安全，有必要對城市道路交叉口與道路下穿鐵路立交的最小距離進行研究，以便在前期路網規劃時作為平面交叉口規劃的重要參考，減少后期實施的諸多困難。

3.1 兩種模式

《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152-2010）6.3.3條道路與鐵路立體交叉的道路主線和引道的平面線形設計，應符合現行行業標準《城市道路設計規范》（CJJ 37-90）的有關規定。引道范圍內不設平面交叉口。引道以外設平面交叉口時，應設有不小于50 m長的平面交叉口緩坡段，其坡度不宜大于2%。《城市道路交叉口規劃規范》（GB 50647-2011）6.3.6上跨或下穿鐵路的道路與平行鐵路的道路立體交叉，應符合下列規定：交叉口不宜布設在鐵路立體交叉的引道上；當平行鐵路的道路距鐵路較遠時，交叉口應規劃在鐵路立體交叉引道的緩坡段，交叉口范圍內的縱坡不宜大于1%，交叉口前后坡段的縱坡不宜大于2%；當平行鐵路的道路距鐵路較近且道路標高與鐵路標高相近時，宜將道路立體交叉與鐵路立體交叉合并規劃。

比較先后出版的兩本規范可以發現，“設計規程”延續了《城市道路設計規范》（CJJ 37-90）的相關規定，但對于道路下穿鐵路立交外設置城市道路平面交叉口只做出了大致的規定，對于引道端點，平面交叉口緩坡段與引道的關系等均未明確。“規劃規范”對平面交叉口與下穿引道的關系進一步做了說明，但交叉口范圍內的縱坡與交叉口前后坡段的縱坡坡度要求不同，在實際執行中不容易與縱坡長度的要求同時滿足。

由于規范并未直接規定平面交叉口與道路下穿鐵路立交的最小距離，且不同規范對此部分的要求不盡相同，實際工作中，考慮現狀路網交通轉換的需要和下穿鐵路縱坡限值的約束，我們可以把現有的平面交叉口與道路下穿鐵路立交的最小距離關系歸納為兩種模式。一種為下穿鐵路引道縱坡坡度控制在3.5%，平面交叉口（包括進出口道）設置在引道之外；另一種為下穿鐵路引道縱坡坡度控制在2%，平面交叉口（不包括進出口道）設置在引道之外。

3.2 分析過程

如圖1所示，平面交叉口相交道路中線與鐵路框架橋的距離L主要由兩部分組成：下穿引道長度Lxc和平交渠化展寬長度Lpj。

圖1 道路平面交叉口與道路下穿鐵路立交距離關系圖

首先計算下穿引道長度Lxc。

道路下穿鐵路縱斷面設計要素有：下穿道路坡度i2，i3，變坡點P處豎曲線要素R1，T1，E1；引道外坡度i1，引道端點Q處豎曲線要素R2，T2，E2；

為分析計算方便，定義H（A）為鐵路路基高（軌頂高）A點的高程，H（B）為鐵路框架橋頂板頂面B點的高程，H（C）為鐵路框架橋頂板底面的高程，H（D）為道路縱斷面最不利點D的高程，H（E）為D點對應的切線高程，H（S）為鐵路路基坡地高（對應原地面高）S點的高程，H（Q）為下穿引道端點的高程，直線PF為水平線，直線PG為切線QP的延長線。

H（AB）為AB兩點之間的距離，則H（AB）代表鐵路路基高（軌頂高）與鐵路框架橋頂板頂面之間的高差，根據鐵路框架橋有關設計規定以及以往實際設計實例，H（AB）一般可取1 m。

H（BC）代表鐵路框架橋頂板厚度，一般可取1 m。

H（CD）代表道路下穿鐵路最不利點實際凈高，一般可取5.7 m。

H（DE）代表道路縱斷面最不利點的切曲差。

L2代表道路最低點距鐵路框架橋的距離，一般可取20 m。

由式（6）可知Lxc主要與i2，i3，R1，t，b五個因素有關。平原城市，通常情況下這五個變量的取值范圍包括i2=i3=2%～3.5%，R1=2 000～3 000 m，t=0～4 m，b=10～50 m。

再計算平交渠化展寬影響長度Lpj。

L4代表進口漸變段長度，一般取25～35 m；當下穿道路縱坡度取2%以下時，進口漸變段可位于下坡段內，L4可取0 m。

L5代表進口展寬段長度，一般取50～90 m；當下穿道路縱坡度取2%以下時，進口展寬段可位于下坡段內，L5可取0 m。

L6代表緣石轉彎半徑，一般取10～25 m。

L7代表相交道路中心線與緣石轉彎切點的距離，考慮相交道路進口展寬寬度的條件下，一般不大于標準橫斷面時相交道路中心線至道路紅線的距離。一般可取20～30 m。

由式（7）可知，Lpj取值是一個相對確定的范圍。根據相交道路的等級和交通量的大小，Lpj可取105～180 m。當下穿道路縱坡度取2%以下時，Lpj可取30～55 m。

由式（8）可知，在道路下穿鐵路框架橋凈高限制確定的情況下城市道路交叉口與道路下穿鐵路立交的距離主要與鐵路的路基填高和路基寬度以及下穿道路的縱斷坡度有關。

3.3 計算結果

為了找出平面交叉口與道路下穿鐵路立交的最小距離，設定常見的鐵路路基填高和路基寬度值，采用式（8）最小距離的兩種模式分別計算，計算結果見表1、表2。

表1 模式一平面交叉口與道路下穿鐵路立交距離關系表 m

由以上計算結果可知：

當鐵路路基填高較小（小于3 m）時，采用模式一，即下穿道路縱坡度取3.5%，平交展寬影響長度取150 m，道路平交路口與下穿鐵路立交之間的距離最小。

當鐵路路基填高較大（大于3 m）時，采用模式二，即下穿道路縱坡度取2%，平交展寬影響長度取50 m，道路平交路口與下穿鐵路立交之間的距離最小。

4 結論

（1）跨鐵路兩側布置的道路平面交叉口之間的距離以及與鐵路的距離必須根據鐵路路基填高，鐵路路基寬度，平行道路性質等影響因素綜合考慮，在道路網規劃階段就應該合理考慮。

（2）穿越城市規劃區建設的鐵路或軌道交通項目，在縱斷標高設計時需考慮城市路網的間距，以便鐵路兩側用地的聯系。

（3）對于既有鐵路和城市道路網。如果道路平面交叉口與道路下穿鐵路立交的距離小于以上計算值，就需考慮其他節點方案。比如半苜蓿葉型立交，右進右出路口，下沉式平交路口等。

U412.35+1

A

1009-7716（2016）05-0022-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.008

2016-01-18

周大偉（1983-），男，陜西寶雞人，工程師，從事城市道路交通設計工作。