王真平

（上海千年城市規(guī)劃工程設(shè)計股份有限公司，上海市 201108）

關(guān)于城市道路平面交叉口豎向設(shè)計中行車舒適性的探討

王真平

（上海千年城市規(guī)劃工程設(shè)計股份有限公司，上海市 201108）

道路平面交叉口作為城市路網(wǎng)系統(tǒng)中的重要節(jié)點，其豎向設(shè)計是否合理對整條道路的技術(shù)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(shè)計進行分析，提出評價指標及優(yōu)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(shè)計；等高線；行車舒適性

0 引言

隨著交通事業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代汽車性能結(jié)構(gòu)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(shè)計也提出了更高的要求。

對于一般水系發(fā)達的城市，一些道路交叉口常出現(xiàn)沿河布置的情況；對于地處丘陵地區(qū)（或山區(qū)）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(guān)規(guī)范對路口設(shè)計縱坡加以限制，但在實際設(shè)計、施工過程中，仍存在交叉口范圍內(nèi)路中突兀、高低起伏的現(xiàn)象，影響行車舒適性，且后期改造難度大、費用高。

分析總結(jié)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(shè)計一般原則

（1）交叉口豎向設(shè)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(xié)調(diào)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(shè)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(shè)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(shè)置雨水口，不得積水。

2 交叉口豎向設(shè)計的形式

交叉口豎向設(shè)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(shè)計對排水、行車、美觀和銜接處理都有利，應優(yōu)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(nèi)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?shù)缆仿饭皺M坡與相交道路縱坡呈反向坡時，會導致在交叉口范圍內(nèi)形成較為明顯的突起現(xiàn)象（見圖1）。受其影響，各直行車道內(nèi)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(xiàn)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(shè)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(nèi)路拱橫坡多采用拋物線形路拱。對于有側(cè)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(shè)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(shè)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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(diào)整道路橫坡的方式進行交叉口豎向設(shè)計。主干路：紅線寬度50 m，設(shè)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(shè)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(shè)計，具體見交叉口豎向設(shè)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(jù)前述公式計算Lmin=35 m，Le=9 m，現(xiàn)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(yōu)化調(diào)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(diào)整：（1）為緩解交叉口范圍內(nèi)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(diào)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(diào)整為二次拋物線路拱如圖6所示。

圖6 優(yōu)化后交叉口豎向設(shè)計（單位：m）

路拱橫坡過渡段長度調(diào)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(diào)整后的豎向設(shè)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(jié)語

交叉口豎向設(shè)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(jīng)驗及現(xiàn)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(xù)施工，提高路面平整度。另外需要提出的是，在交叉口豎向設(shè)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(shè)計工作。