關于城市道路平面交叉口豎向設計中行車舒適性的探討

王真平

（上海千年城市規劃工程設計股份有限公司，上海市 201108）

關于城市道路平面交叉口豎向設計中行車舒適性的探討

王真平

（上海千年城市規劃工程設計股份有限公司，上海市 201108）

道路平面交叉口作為城市路網系統中的重要節點，其豎向設計是否合理對整條道路的技術指標有著較大的制約。當交叉口位于坡面上時（如橋頭接坡），隨著道路縱坡值的增加對車輛的行車舒適性有著明顯影響。通過對該類交叉口豎向設計進行分析，提出評價指標及優化措施，以改善行車條件，提高行車舒適性。

城市道路；平面交叉口；道路縱坡；豎向設計；等高線；行車舒適性

0 引言

隨著交通事業的不斷發展，現代汽車性能結構的不斷改進，汽車對路面平整度的要求也越來越高，從而對道路交叉口豎向設計也提出了更高的要求。

對于一般水系發達的城市，一些道路交叉口常出現沿河布置的情況；對于地處丘陵地區（或山區）的城市，受地形限制，一些交叉口也不可避免地會處在大坡度縱坡上。雖然相關規范對路口設計縱坡加以限制，但在實際設計、施工過程中，仍存在交叉口范圍內路中突兀、高低起伏的現象，影響行車舒適性，且后期改造難度大、費用高。

分析總結其原因主要有兩點：（1）交叉口相交處路中突起，突起部分在車輛行車方向豎曲線長度不足；（2）自路段雙向橫坡過渡到交叉口上橫坡所需的長度不足。

1 交叉口豎向設計一般原則

（1）交叉口豎向設計應綜合考慮行車舒適性、排水暢通以及與周圍建筑物標高協調等因素（宜低于建筑物地坪標高）；（2）主、次道路相交，主要道路的縱橫坡度宜保持不變，次要道路縱橫坡度服從主要道路；（3）同級道路相交，縱坡一般不變，橫坡可變；（4）路口設計縱坡不宜太大，一般不大于2.5%（平原城市不大于2.0%），困難情況下不大于3%，交叉口四角路緣石邊溝縱坡不小于0.3%；（5）在平坦地形的城市交叉口，其立面設計的形狀宜采用傘形，相交道路的縱坡差不宜過大（不大于0.5%）；（6）交叉口人行道上游、交叉口低洼處應設置雨水口，不得積水。

2 交叉口豎向設計的形式

交叉口豎向設計的基本形式：（1）凸形交叉口；（2）盆式交叉口；（3）山谷式交叉口；（4）山脊式交叉口；（5）斜坡式交叉口；（6）馬鞍式交叉口。

對于凸形交叉口，這種形式的豎向設計對排水、行車、美觀和銜接處理都有利，應優先選擇；對于盆式交叉口，應盡量避免；部分受地形限制選用山谷式、山脊式、斜坡式交叉口時，要重點對交叉口內最不利方向的行車舒適性進行分析論證。

3 交叉口突起部分豎曲線長度確定

當道路路拱橫坡與相交道路縱坡呈反向坡時，會導致在交叉口范圍內形成較為明顯的突起現象（見圖1）。受其影響，各直行車道內車輛通過交叉口的縱斷面線形指標將隨著與路中線之間距離的增加，呈現出明顯下降的趨勢。

為了提高行車舒適性，交叉口突起部分一般應予以圓順處理，圓順后在最不利車道行車方向（距離路中線最遠的直行車道）豎曲線長度不應太短。汽車在豎曲線上的行程時間最短應滿足3 s行程（見表1）。

圖1 交叉口剖面圖

表1 3 s行程一覽表

式中：Lmin為豎曲線最小長度，m；V為設計速度，km/h；t為3 s。

4 路拱橫坡過渡段長度的確定

一般為使交叉口能形成中心平緩、四周具有一定坡度的立面形式，交叉口范圍內路拱橫坡多采用拋物線形路拱。對于有側分帶的道路橫斷面，這就必然導致在交叉口路拱與路段路拱銜接處存在高差（見圖2），當路段機動車道為直線路拱時差異更為明顯。為保證路段與交叉口豎向平順銜接，應設置合適長度的過渡段。

圖2 交叉口與路段銜接處路拱橫坡示意圖

考慮設計速度、行車舒適性等因素，在計算過渡段長度時，漸變率可參照超高技術標準進行取值（見表2）。

表2 漸變率一覽表

式中：Le為過渡段長度，m；b為路中線至機動車道外邊線的寬度，m；△i為OE與OF路拱坡度的代數差，%；ε為漸變率。

5 案例分析

以某道路交叉口為例：主干路與次干路交叉，交叉口緊鄰河道，由于交叉口距離橋梁結構物較近，為兼顧次干路行車條件，選取主次路縱坡不變、通過調整道路橫坡的方式進行交叉口豎向設計。主干路：紅線寬度50 m，設計速度60 km/h，雙向6車道，四幅路形式，路拱橫坡2%。次干路：紅線寬度32 m，設計速度40 km/h，雙向4車道，三幅路形式，路拱橫坡2%。

該交叉口采用等分法、路拱橫坡為上海修正三次拋物線路拱進行豎向設計，具體見交叉口豎向設計圖（見圖3、圖4）。

圖3 等分法計算各控制點標高（單位：m）

繪制交叉口等高線后，可初步判斷等高線分布不均勻，沿直行車道Ⅰ-Ⅰ剖面繪制縱斷面圖。交叉口范圍存在三處突變，曲線長度分別為L2≈22 m，L1=L1’=5 m。根據前述公式計算Lmin=35 m，Le=9 m，現有指標均不能滿足行車舒適性的要求，因此應對交叉口豎向進行優化調整（見圖5）。

圖4 交叉口繪制等高線（單位：m）

圖5 Ⅰ-Ⅰ剖面圖

曲線長度調整：（1）為緩解交叉口范圍內的高差，分別將G、H點抬高至4.90 m、4.89 m。該處路拱橫坡相應調至0.5%。（2）由于該交叉口相交道路縱坡較大，為更有利于交叉口中心部位保持平順，交叉口路拱調整為二次拋物線路拱如圖6所示。

圖6 優化后交叉口豎向設計（單位：m）

路拱橫坡過渡段長度調整：（1）Le1=13.5×（0.02-0.003）/（1/100）≈23 m；（2）Le2=13.5×（0.02-0.0145）/（1/100）=9 m。

對調整后的豎向設計圖，沿直行車道Ⅱ-Ⅱ剖面繪制縱斷面圖，其整體指標改善明顯（見圖7）。

圖7 Ⅱ-Ⅱ剖面圖

6 結語

交叉口豎向設計一般通過等高線的疏密來判斷是否平順合理，缺乏量化的判斷指標。本文提出行車方向最小豎曲線長度加以輔助驗算，為陡坡交叉口行車舒適性改善提供量化控制指標。對于路拱橫坡間過渡段長度，一般容易疏忽遺漏，施工單位多靠經驗及現場判斷過渡銜接。本文利用超高漸變率計算路拱橫坡過渡段長度，以指導后續施工，提高路面平整度。另外需要提出的是，在交叉口豎向設計過程中應繪制等高線，特別是交叉口各相交道路縱坡較大時，等高線更能直觀反映交叉口的整體坡度情況。

U412.35+1

A

1009-7716（2016）12-0012-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.12.004

2016-09-06

王真平（1977-），男，江蘇徐州人，工程師，從事道路設計工作。