交叉口竖向设计原则要点解析.docx

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交叉口竖向设计原则要点解析

交叉口竖向设计的基本原则和要点

问题：

交叉口里有竖曲线怎么办？

1。

交叉口里有竖曲线的话，标高要人为调吗？

2。

程序生成基本控制点后，还想再设一些控制点的话，“控制点定义”这一项程序不认可，算出的结果与所设置的控制点不相符。

 回答：

 交叉口竖曲线已经基本做好了。

采用的是读道路设计标高文件的方法。

如果你有兴趣，我可以将补丁发给你。

（仅供测试）

2如果用的是计算线法那么就只有路脊线及边界线上的控制点起作用。

另外，图面没有计算线时程序是根据基本参数进行计算的。

所以如果定义了其他控制点或改变了基本控制点的标高、位置的话，需要先在图面生成计算先后再生成等高线或角点标高。

 1 交叉口竖向设计的基本原则和要点

交叉口竖向设计是为解决相交道路间、交叉口以及周围建筑物在立面位置上的行车、排水和建筑艺术诸方面的协调和统一，合理确定交叉口范围内相交道路共同构筑面上各个点的设计标高，以使相交道路在交叉口范围内能获得一个平顺的面，从而保证交通安全、排水通畅和建筑造型的美观和谐[1][2]。

交叉口竖向设计有如下基本原则和要点：

（1）通过交叉口的主要道路可保持其设计纵坡、横坡不变。

（2）公路等级相同的道路交叉，当交通量相近时，设计时应尽可能使相交道路的纵坡大致相等，且差值不大于0.5%为宜。

当彼此纵坡不同时，一般可保持相交道路的设计纵坡不变，并改变较小纵坡道路的横断面使其与纵坡较大道路的纵坡相一致。

（3）为了利于排水，设计时至少应有一条道路的纵坡能将交叉口范围内汇流的地面水排出。

车行道两侧的边沟纵坡不宜小于0.3%。

并在该条道路交叉口路缘石转角曲线的切点处设置必要的雨水口以截住来水。

（4）在较平坦地形设置交叉口，其竖向设计宜采用伞形。

即适当提高交叉口中心控制点的设计标高并以此控制点为中心沿路脊线向四周倾斜，以利排水、行车、美观和衔接处理。

（5）交叉口范围内由于车速通常小于公路各等级的设计车速，故要求横坡平缓。

通常情况下其横坡不大于直线路段设计横断面的横坡度。

（6）平面交叉的交叉角以直角或接近直角为宜。

当受地形及其它持殊情况限制必须斜交时要进行专门的交叉口设计。

2 常用的交叉口竖向设计方法

交叉口的竖向设计一般有以下三种方法[3]：

（1）方格网法：

在交叉口范围内，以相交道路的中心线为坐标基线打出5m×5m或10m×10m的方格网，测出各方格点的地面标高，计算确定设计标高和挖、填施工高度的方法即为方格网法。

方格网法便于施工放样，通常适用于道路正交或接近于正交的简单交叉口设计。

（2）设计等高线法：

设计等高线法是在交叉口设计范围内，选定路脊线和划分标高计算线网，算出路脊线和标高计算线网上各点的设计标高，最后勾划出设计等高线并计算出各点填、挖施工高度的方法。

设计等高线法与方格网法相比，能更清晰地反映交叉口的实际地形和竖向设计形状；但存在着设计等高线上各点位置不易放样的缺点。

该法普遍用于一般道路的交叉口设计。

（3）方格网设计等高线法：

方格网设计等高线法是前两种方法的结合，集两者之长处。

它先采用设计等高线法设计计算，再进一步利用内插法算出方格网各角点的设计标高，标出各相应点的地面标高与施工填、挖高度。

方格网设计等高线法适用于大型、复杂的道路交叉口竖向设计。

从以上设计方法比较中可以看出，方格网法多用于刚性路面的简单交叉口设计；设计等高线方法常用来解决柔性路面的交叉口设计；方格网设计等高线法集两者之优点，适用范围最广，既可解决柔性路面设计问题，又可解决刚性路面设计问题。

下面我们讨论一下方格网设计等高线法的具体设计步骤。

3 方格网设计等高线法设计步骤

方格网设计等高线法主要按如下步骤进行[3]：

（1）收集测量交通、排水、交叉道路的技术资料；

（2）绘制交叉口平面图；

（3）确定交叉口的设计范围。

交叉口的设计范围除交叉口本身外，还应包括为使直线段的双向横坡过渡到圆曲线单向横坡以及当圆曲线半径小于250m和路脊线调整后路面宽度小于设计要求，在弯道内侧应进行加宽时需设置的超高和加宽缓和长度。

—般可取在缘石半径的切点以外l0m长度的整数倍（相当于数个方格的距离）的部分。

（4）拟定交叉口的竖向设计图式

应结合相交道路的公路等级、设计纵坡和凸形、凹形、马鞍形等各种不同的地形选用适宜的竖向设计等高线型式，确定相邻设计等高线的高差h，一般h＝0.05~0.10m。

（5）计算确定交叉口中心控制点和各主要特征点的设计标高。

a、确定交叉口范围内合适的路脊线并计算控制点标高。

路脊线即是路拱顶点的连线，是交叉口路面的分水线，通常也可认为是对向车辆行驶轨迹的分界线。

其选定的合适与否直接影响到交叉口的排水、行车和路拱的匀称。

因此路脊线的合理确定是交叉口竖向设计好坏的关键。

图1 斜交T形路脊线调整示意图 图2 非对称Y形路脊线调整示意图

在交叉口处，当相交道路中心线交会于一点时，路中心线即为路脊线，此汇交点即为中心控制点。

但是对于非正交的交叉口时，要另外考虑。

通常认为当斜交偏角不大，交叉角度在时，可仍以原相交道路设计路中线作为路脊线；但当斜交偏角较大时，因为路拱的不匀称，原设计的路中线已不宜作为设计路脊线，应予适当调整。

调整后新的中心控制点E的位置的选定，应考虑行车平顺和整个交叉口布局的匀衡和美观。

目前常用的调整方法主要有重心法与等距离法两种[3][4]。

对于如图l中所示的交叉口，我们常采用重心法，即选取曲线多边形OC1D1D2A2A1O的重心E作为调整后路脊线新的汇交点，即为中心控制点。

调整后的新的路脊线为EA、ED和EC，三条新路脊线此时均偏离原路中心线，从而基本满足使各路脊线能较匀称地位于各对向车辆行驶轨迹的分界线上的要求。

采用重心法计算确定的重心E点位置还要求能基本符合其与主要车道路面边缘线距离相等，即EG=EF，如相差较大时，可在EG线方向上作适当移位至满足要求为止。

对于如图2所示的非对称Y形交叉，常采用等距离法；即调整后中心控制点E的位置应满足等式EF=EH=EG。

交叉口中心控制点的标高主要依据相交道路的设计纵、横坡度并可结合交叉口的实际地形、路面设计厚度、建筑物的布局等因素综合考虑确定。

在确定相交道路中心线交叉点控制标高时还应使相交道路彼此间的纵坡值相差不要太大，并应尽可能使其大致相等，这有利于竖向设计时的技术处理。

b、在路脊线与路边线之间划分计算网格，计算标高计算线上各点的设计标高。

标高计算线网的划分常可采用方格网法、圆心法、等分法与平行线法等几种[5]。

方格网法是将道路平行于道路中心线划分成5m×5m或10m×10m的方格网，适合于正交的交叉口；圆心法是将道路路脊线等分定出若干点，把这些点与路边线的圆心相连划分成计算网格，适用于路边线为圆弧的情况；等分法是将道路路脊线及路边线等分，连接路脊线及路边线的等分点成计算网格，适用于各种情况；平行线法则先把路脊线交点与各条路边线的圆心连成直线，然后把路脊线分成若干点，通过这些点作以上直线的平行线交于路边线得计算网格，适用于正交的交叉口。

从以上计算网格划分方法看，圆心法及等分法适用性较为广泛。

（6）勾划交叉口设计等高线，绘制方格网。

通常情况下，等高线高差h为0.05~0.10m，依此勾划交叉口设计等高线，并按道路中心线绘制5m×5m或10m×10m的方格网。

（7）调整标高

按行车顺适、有利排水的要求调整等高线的疏密，以使纵、横被能变化均匀。

（8）计算确定填、挖施工高度

根据等高线的标高，用补插法确定方格网点上的设计标高，并根据实际地面标高求出填、挖的施工高度。

4、复杂交叉口的设计方法

交叉口的型式多种多样，从交叉口数目来分有三叉、四叉甚至五叉，从交角来分有正交、斜交，另外还有畸形交叉口及环形交叉口等等。

那么对于比较复杂的交叉口来说，该怎样进行设计呢？

目前我们常采用的方法是区域等高线法[5]。

因为无论多么复杂的交叉口都可以找到路脊线和路边线，路脊线和路边线将复杂的交叉口划分成若干区域，每个区域都由一条路脊线和不相交的一条路边线组成，区域之间可以有公共的路脊线，但路边线不能是公共的，通过这种划分，复杂问题就转换成求解一条路脊线和一条路边线之间等高线的问题，从而使问题得到简化。

这就是区域等高线法的基本思路。

以图3所示环形交叉口为例，区域等高线法的求解可按以下几个步骤：

（1）将交叉口按路脊线和路边线划分成若干区域。

（2）对于每个区域，按等分法划分计算网格，并得到计算线。

（3）根据已知控制点的标高，按内插的方法求出计算网格角点的标高值。

（4）计算标高计算线上各点的设计标高。

（5）循环计算，对交叉口的每个区域都进行设计。

（6）勾划交叉口设计等高线，绘制方格网。

（7）调整标高，计算确定填、挖施工高度。

图3 环形交叉口的区域等高线设计法

这样就完成了一个区域的等高线图，实现了对复杂交叉口的竖向设计。

可以发现每条等高线在交叉口范围内部都是连续的，这是因为虽然每个区域的等高线是单独作出的，但区域与区域之间通过公共的路脊线相联系的缘故

 根据这段时间的设计经验，总结交叉口竖向设计方法及注意点，综述如下：

首先，分析交叉口边线的类型，其基本类型有四种：

斜坡形边线比较有利于排水，在设计过程中只需顺着坡向布置等高线一般能满足排水要求。

如交叉口内坡度遇到上述凸形情况时，根据需要在道路边线取一高点，一般取在曲线中心，但由于两路纵坡值相差太大时，需调整高点位置和标高，以确保设计最合理。

如交叉口内坡度遇到上述凹形情况时，则需在边线处设置一低点了，但低点位置要充分考虑到雨水进水口才能确定。

交叉口边线设计一般是以上三种情况，但有时遇到异形交叉口则需要通过分解复杂的交叉口或别的方法来处理。

 其次，选择边线的设计线型。

在交叉口边线线型设计中我采用和《道路勘测设计》和《城市道路设计规范》进行竖向设计。

这样交叉口边线就是一条顺适直线、曲线或直线和曲线的组合。

不难得出所组合的面是一个顺适的面但必须注意，力求顺适，不求高标准。

 第三，计算边线上的设计标高。

每条边线上标高点的数目，可根据路面宽度、施工需要来确定。

对路宽、坡陡、施工精度要求高的交叉口，标高点可多些；反之，则少些。

在边线标高设计时需要注意的是坡度不应大于2％（困难时3％），如果原先确定的交叉口范围内出现坡度大于3％，则需通过调整交叉口设计范围来减小坡度到3％以内，以使立面设计更合理。

 第四，原则上两条道路相交，主要道路的纵坡宜保持不变，次要道路纵坡度服从主要道路。

 第五，如遇到竖曲线在交叉口范围内，一般以10米进行控制，即在竖曲线范围内每10m取一设计标高或取在整桩号处，使竖曲线对交叉口竖向设计的影响有所体现。

第六，如遇到水泥混凝土路面，则需考虑硬性路面的特性，在板块分块和板块角点标高设计时充分考虑施工，设计完后要仔细检查每个角点标高，避免出现水泥板块对角标高大于其它两点标高。

第七，遇到与旧路相接的交叉口时，我觉得仔细阅读地形图上的标高和相接处周围地形是最关键的，如有不清楚的或不理解的可以和甲方多联系确认，来不得半点马虎。

道路平、纵线形组合设计

一、视觉分析

1.视觉分析的意义

    道路设计除应考虑自然条件、汽车行驶力学的要求外，还要考虑驾驶人员的心理和视觉上的反应。

视觉是连接道路与汽车的重要媒介。

    从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。

2.视觉与车速的动态规律

    驾驶员的视觉判断能力与车速密切相关，车速越高，其关注前方越远，视野越窄。

3.视觉评价方法

    所谓线形状况是指道路平面和纵面线形所组成的立体形状，在汽车快速行驶中给驾驶员提供的连续不断的视觉印象。

评价方法主要有三位动态模拟技术和透视图法。

    透视图是按照汽车在道路上的行驶位置，根据线形的几何状况确定视轴方向以及由车速确定的视轴长度，利用坐标透视的原理绘制的。

通过透视图，可以看出立体线形是否顺适，是否有易产生判断错误或茫然的地方，路旁障碍是否妨碍视线等。

二、道路平、纵线形组合设计

（一）设计原则

1.视觉上自然引导驾驶员视线，保持连续性；

2.平、纵线形技术指标大、小均衡；

3.得当的合成坡度；

4.与环境的配合、协调。

（二）线形组合的形式

平纵线形有以下六种组合形式

1.平面上为直线，纵面也是直线—构成具有恒等坡度的直线；

2.平面上为直线，纵面上是凹形竖曲线—构成凹下去的直线；

3.平面上为直线，纵面上是凸形竖曲线—构成凸起的直线；

4.平面上为曲线，纵面上为直线—构成具有恒等坡度的平曲线；

5.平面上为曲线，纵面上为凹形竖曲线—构成凹下去的平曲线；

6.平面上为曲线，纵面上为凸形竖曲线—构成凸起的平曲线。

（三）平曲线与竖曲线组合的基本要求

1.平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线；

    这种组合是使平曲线和竖曲线对应，最好使竖曲线的起终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内，即所谓的“平包竖”。

如图4-12所示。

对于等级较高的道路应尽量做到这种组合，并使平、竖曲线半径都打一些才显得协调，特别是凹形竖曲线处车速较高，二者半径更应大一

2.平曲线与竖曲线大小应保持均衡；

    平曲线和竖曲线其中一方大而平缓，另一方就不要形成多而小。

一个平曲线内有两个以上竖曲线，或一个大的竖曲线含有两个以上的平曲线，看上去非常别扭，如图4-13所示。

3.暗、明弯与凸、凹竖曲线

    暗弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的，悦目的。

4.平、竖曲线应避免的组合

    平、竖曲线重合是一种理想的组合，但由于地形等条件的限制，这种组合往往不是总能争取到的。

如果平曲线的中点与竖曲线的顶（底）点位置错开不超过平曲线长度的四分之一，仍然可以获得比较满意的外观。

设计时应注意以下几点：

（1）要避免凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部与反向平曲线的拐点重合。

二者都存在不同程度的扭曲外观；前者会使驾驶员操作失误，引起交通事故；后者会使路面排水困难，产生积水。

（2）小半径竖曲线不宜与缓和曲线相重叠。

对凸形竖曲线诱导性差，事故率高；对凹形竖曲线路面排水不良。

    （3）计算行车速度≥40km/h的道路，应避免在凸形竖曲线顶部或凹形竖曲线底部插入小半径的平曲线。

前者是去引导视线的作用，驾驶员必须接近坡顶才能发现平曲线，导致不必要的减速或交通事故；后者会出现汽车高速行驶时急转弯，行车不安全。

    为了便于实际应用，把平曲线与竖曲线的组合形象的表示为图4-14所示。

竖曲线的起终点最好分别放在平曲线的两个缓和曲线内，其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上，也不要放在圆弧段之内。

若平、竖曲线半径都很大，则平、竖位置可不受上述限制；若做不到平、竖曲线较好的组合，宁可把二者拉开相当距离，使平曲线位于直坡段或竖曲线位于直线上。

（四）直线与纵断面的组合

    直线上一次变坡时很好的平、纵组合，从美学观点讲以包括一个凸形竖曲线为好，而包括一个凹形竖曲线次之；直线中短距离内二次以上变坡会形成反复凸凹的“驼峰”和“凹陷”，看上去线形既不美观也不连贯，使驾驶员的视线中断。

（五）平、纵线形组合与景观的协调配合

1.在道路的规划、选线、设计、施工全过程中重视景观要求。

2.尽量少破坏沿线自然景观，避免深挖高填。

3.应能提供视野的多样性，力求与周围的风景自然的融为一体。

4.不得已时，可采用修整、植草皮、种树等措施加以补救。

5.条件允许时，以适当放缓边坡或将其变坡点修整圆滑，以使边坡接近于自然地面形状，增加路容美观。

6.应进行综合绿化处理，避免形式和内容上的单一化。

市政道路设计流程

 做市政道路设计，一定要知道市政道路设计流程，我也在这个行业混了几年，现在告知大家市政道路设计流程，希望大家喜欢。

       我们知道市政工程设计行业包括城市道路、城市桥梁、城市隧道、城市防洪、给水、排水、燃气、热力、城市轨道交通、电力和园林景观等几个子行业。

其中城市道路设计和城市桥梁设计在市政工程设计行业中所占比例较大。

一般情况下，其它专业均为道路和桥梁专业的配套专业，所占比例稍小（水厂和泵站设计除外，水厂和泵站设计以给、排水专业为主，但工程数量总数较少），元归正传，来看下市政道路设计流程，市政道路工程设计按设计程序分共分为前期工作和工程设计两部分。

       1、前期工作

       市政工程设计的前期工作主要包括项目立项、预可行性研究和工程可行性研究。

对已明确建设必要性的工程项目，前期工作可以直接进入工程可行性研究。

典型的流程图如下：

       2、工程设计

       工程设计主要包括初步设计和施工图设计。

对于技术上复杂，又缺乏经验的项目，可以在初步设计和施工图设计两个阶段间增加技术设计。

对于小型并技术简单的道路工程，经有关部门同意后，可以利用方案设计代替初步设计，按方案设计审批后直接转入施工图设计。

典型的流程图如下：

       3、城市道路设计成果

       城市道路工程初步设计文件应包含的主要内容如下：

设计说明书、工程概算、主要材料及设备表、主要技术经济指标、附件（工程可行性研究报告批复文件、勘测及设计合同、有关部门的批复以及协议、纪要等）、设计图纸。

       其中道路设计图纸主要包括：

平面总体设计图、平面设计图、纵断面图、典型横断面设计图、挡土墙、涵洞及附属构筑物图纸、交通标志、标线布置图、工程特殊部位技术处理的主要图纸。

       其它专业图纸包括桥梁、排水、监控、通信、供电、照明设施图。

       城市道路工程施工图设计文件应包括的主要内容如下：

设计说明书、施工注意事项、施工图预算、工程数量和材料用量表、设计图纸。

       其中设计图纸主要是对初步设计图纸的补充和完善。

对城市道路来讲，在施工图阶段主要应对初步设计的图纸补充施工横断面图、广场或交叉口竖向设计图、排水设计图（主要指雨水口布置）、挡土墙、涵洞及附属构筑物平、立、剖面结构详图。

        4、城市道路设计规范

       道路设计规范主要有：

1）《城市道路设计规范》（CJJ37-90）、2）《城市道路和建筑物无障碍设计规范》（JGJ50-2001）、3）《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）、4）《道路交通标志标线》（GB5768-1999）、5）《城市道路绿化规划与设计规范》（CJJ75-97）、6）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、7）《公路路线设计规范》（JTGD20-2006）、8）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）、9）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）、10）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）。