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城市道路平面交叉口的竖向设计研究摘要：介绍了城市道路平面交叉口竖向设计的形式、原则、方法，并通过具体实例对竖向设计进行进一步的解释说明，希望能够为竖向设计的具体工作提供指导与参考。
关键词：城市道路平面交叉口竖向设计方格网法1.引言交叉口是城市道路的咽喉，车辆和人流在这里汇集，为了确保交叉口的通行安全，必须做好设计工作。
城市道路交叉口设计包括平面设计和竖向设计，竖向设计主要解决交叉口的车辆通行、雨水排除、建筑物美观等内容，对提高设计的科学性和合理性，促进车辆、人流的顺利通行有着重要的作用，下面将该问题进行探讨分析。
2.城市道路平面交叉口竖向设计形式与原则2.1形式。
根据交叉口的具体情况，在竖向设计的时候主要有以下几种形式。
凹形设计：该方式不利于排水，地面水流都流向交叉口的范围，在设计的时候尽量避免采用这种方式。
如果受到地形限制必须采用这种方式的时候，应该在交叉口范围增加雨水口数量，从而有利于排水；凸形设计：交叉口范围内各相交道路纵坡方向不变，并对横坡进行适当的调整，从而能够通过自然坡将交叉口范围内的雨水排出；鞍形设计：调整交叉口范围内各条道路的纵坡与横坡，在纵坡指向交叉口区域的道路两侧设置雨水井；谷线形设计：先定义一条谷线，与谷线相交的道路在交叉口范围外开始转折纵坡面，并形成凹形区，通过该凹形区排出雨水；分水线形设计：道路纵坡指向交叉口，在该道路人行横道外侧方向设置雨水井从而将雨水排出，使雨水不会流向交叉口区域；斜坡形设计：各道路纵坡保持不变，相邻道路横坡在交叉口范围外逐渐过渡，从而将横坡方向调整到纵坡方向，使得交叉口范围内相邻道路转变为单向倾斜面，雨水井设置在纵坡指向交叉口的人形横道线外。
2.2原则。
在设计的时候，为了提高设计水平，需要将以下原则作为指导。
当设计道路等级不同的时候，应该先选择一条作为主要道路，纵坡、横坡按照全线总体设计，将次道路横断面逐渐过渡到与主道路纵坡一致的断面。
如果道路等级相同，保持每条道路纵坡在交叉口范围内不变，调节相邻道路横坡，从而实现平面平顺的目的。
平面交叉口竖向设计常用方法比较分析摘要：竖向设计是道路平面交叉口设计的重要内容，目前常用的设计方法主要有方格网法、设计等高线法、Coons曲面法、圆心法、等分法，由于平交口的多样性及其设计的复杂性，以上几种方法都有各自的优势及局限性。
本文对常用的几种设计方法的计算原理、设计结果进行分析比较，宜于针对不同的情况采用不同的设计方法，对于提高工程设计的效率和质量及行车的舒适性都极具意义。
关键词：平面交叉口；竖向设计；方格网法；设计等高线法；Coons曲面法；圆心法；等分法0 引言道路平面交叉口竖向设计的任务是确定与周边道路及建筑地坪标高相协调的平顺设计表面，并满足行车舒适、排水通畅、工程量小、美观等要求，其主要内容是计算竖向设计高程。
由于平面交叉口竖向设计具有多种复杂的设计形式，加之计算机辅助设计技术的快速发展及广泛应用，也随之产生了多种设计方法，其中目前常用的设计方法主要有以下几种，方格网法、设计等高线法、Coons曲线法、圆心法、等分法。
对各种设计方法进行比较分析，明确各种方法的计算原理及适用特点、优势及局限性，进而针对不同的工程项目情况选用适当的设计方法可以有效的提高道路交叉口设计表面平顺程度和行车舒适程度，并有效的减轻设计人员的劳动强度及提高设计工作效率。
1 方格网法与设计等高线法1.1方格网法如图1所示，已知交叉口中心点A及其设计高程HA，相交道路半幅宽w1、w2，道路中线(路脊线)的纵坡坡度iv1、iv2，横向路拱坡度it1、it2，路缘石曲线半径R、曲线起终点(切点)D、E；分别过点D、E作路脊线的垂线DB、EC，其中点B、C为垂足；延长BD及CE交于点O，当路缘石曲线为圆曲线时，该点为圆心；根据路脊线纵坡可计算出点B、C的设计高程HB、HC，再通过路拱横坡可得到点D、E的设计高程HD、HE。
方格网法以路脊线及与之垂直的横断面线为高程计算线(如图1所示)。
计算网格点N的设计高程时，先过点N作与其距离最近的路脊线的垂线NQ(点Q为垂足)，根据路脊线坡度计算点Q的高程，再由路拱横坡即可得到点N的高程[1,2]。
浅谈城市道路平面交叉口的竖向设计浅谈城市道路平面交叉口的竖向设计谭利英摘要：基于城市道路平面交叉口的竖向设计的目的、原则，本文介绍了目前比较常用的平面交叉口的竖向设计方法，讨论了复杂交叉口的竖向设计方法，对目前城市道路平面交叉口的竖向设计方法进行了较全面的综述。
关键词：城市道路；平面交叉口；交叉口竖向设计。
在城市道路设计中，由于道路的纵横交错而形成很多交叉口。
交叉口是道路交通的咽喉，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集、通过，因此交叉口的设计在整个道路设计中显得特别重要。
交叉口设计内容包括平面设计和竖向设计两个部分，本文讨论了交叉口的竖向设计。
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。
浅谈城市道路交叉口的竖向设计要点摘要：本文以城市道路平面交叉口竖向设计为研究对象，提出了以等高线调整为主的设计构想。
城市道路交叉口设计在满足交通要求的基础上，还应以提高车辆通过效率、排水顺畅、方便行人及非机动车过街来建设更加便利、舒适的、人性化的道路交叉口。
经过多年的设计和运营证明，通过等高线调整对于一个交叉口设计的优劣起着很大甚至决定性的作用，本文通过对利用地形测绘绘图知识在城市道路交叉口设计中的应用，对城市道路平面交叉口竖向设计进行了分析和总结。
关键词：城市道路；竖向设计；等高线；道路排水1.引言城市道路的畅通与否很大程度上取决于交叉口的交通问题处理的好坏。
行驶在道路上的车辆由于交叉口上产生的延误约占行程行车时间的三分之一，而交叉口拥挤严重时波及路段甚至整个路网系统，造成城市整个区域严重拥堵，耽误行车时间的同时容易造成交通事故，引发路段更严重的噪声、废气污染、能源浪费等问题，交叉口的设计涉及到平面几何设计、交通组织、交叉口型式的确定、竖向设计等问题。
前几个都与路段设计、规划设计关系较大，而竖向设计对一个交叉口的优劣应是一个道路设计工程师考虑的重要问题，本文根据多年的道路设计工作经验，对交叉口竖向设计的一些过程进行分析。
2.交叉口设计的要点2.1 交叉口的交通特点出入交叉口的交通流是非常复杂的，通过交叉口的交通流基本上可以分为四种形式：合流、分流、交织、交叉，前三种情况只要平面几何尺寸设计得当加上适当的交通组织可以较小的影响正常车辆通过交叉口，而交叉点的存在是影响交叉口的行车速度和交通安全的主要原因。
为使交叉口获得安全畅通的效应，必须对交叉口的交通流进行科学的组织和控制，基本途径有（1）将不同方向的交错车流从时间上进行分离；（2）将不同方向上的交错车流从空间上进行分离；（3）将不同方向上的交错车流在同一平面内用物理设施分离，限制和引导其行驶路线，即渠化交通。
实际上无论哪一种途径都有其相应的负面作用及限制条件，交通控制将会使通过交叉口的车辆因等时而降低通过交叉口的交通通行量，立体交叉占用更多的土地资源而且道路两旁的城市用地造成分隔，影响行人、非机动车的通行。
道路平面交叉口竖向设计基本方法分析摘要：城市道路交叉口是城市道路系统的重要组成部分，是城市道路上各类交通汇合、转换、通过的地点，是管理、组织道路各类交通的控制点。
在整个道路网中，交叉口成为通行能力与交通安全上的卡口。
文章分析了道路平面交叉口竖向设计基本方法。
关键词：道路平面交叉口；竖向设计；城市建设1 道路平面交叉口设计的重要性城市道路的畅通与否很大程度上取决于交叉口的交通问题处理的好坏。
行驶在道路上的车辆由于交叉口上产生的延误约占行程行车时间的三分之一，而交叉口拥挤严重时波及路段甚至整个路网系统，造成城市整个区域严重拥堵，耽误行车时间的同时容易造成交通事故，引发路段更严重的噪声、废气污染、能源浪费等问题，交叉口的设计涉及到平面几何设计、交通组织、交叉口型式的确定、竖向设计等问题。
前几个都与路段设计、规划设计关系较大，而竖向设计对一个交叉口的优劣应是一个道路设计工程师考虑的重要问题。
2 城市道路交叉口存在的问题2.1 车道划分问题就一般情况来说，城市道路系统的运行能力取决于道路交叉口的进出口车道多少。
相对于标准车道，交叉口处应该留有多1至2个车道的余地。
使进出车辆时能够宽松、不拥挤。
并且要根据实际车流量，来分配进出方向的车道数目。
当前道路交叉口的设计，容易出现交叉口处没有多设车道、以及进出交叉口车道划分与实际车流量状况不符等问题。
2.2 车道渠化问题渠化路口，是通过对路口车流量以及交通特征的掌握，而实现划分人与车、车与车各自通口、进行交通导流的方法。
渠化路口可以有效的提高道路通行能力、降低事故发生率、保障生命安全。
在交通设计中，除了一些支路相交不需设置渠化之外，在具有一定级别的道路上，一旦有两条及以上的车道交汇，就需要使用渠化设计。
当前城市交通建设中，却经常出现不设渠化以及渠化不合理现象。
2.3 标志线设置问题因为交通指示牌安装和路面标志线划线是错时进行的，指示牌安装在前，路面划线在后，而在路面统一划线时容易产生误差。
交叉口竖向设计方法及注意要点
交叉口竖向设计方法及注意要点
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
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。
城市道路平面交叉口的竖向设计解析
摘要:城市道路网络是一个复杂系统，城市交叉口又是路网中通行能力的“咽喉”，尤其是大型交叉口和广场由于立面较为复杂，竖向设计则显得更加重要。
竖向设计的合理与否直接影响交叉口道路表面的平顺度，行车的舒适性，排水质量和审美需求等。
本文针对T形、X形柔性路面平面交叉口的竖向设计进行探讨。
关键词:平交口;竖向设计;纵断优化
交叉口立面设计的理念就是合理地设计交叉口的标高，便于汽车及行人安全出行，同时还应考虑与附近建筑物、地下管网、绿化的相关关系。
符合行车平顺、排水通畅和建筑艺术三方面要求。
1平面交叉口竖向设计的原则
分清主次道路，主要道路优先，要保持原有车流状态，适当偏移中线，增加交叉口车道数，车道密度(宽度、数量)等适当。
要保证主要道路的交通便利。
同等级的道路交叉时，一般都而改变它们的横坡，使横坡逐步地随纵坡变化。
交通流交叉时，应尽可能渠化成直角或近似直角交叉交通流合流时，应以较小角度进行合流，实践证明，交通流以100-150合流时，合流速度差最小
交叉口范围内，不应使一条道路的雨水排入另一条道路上或流过交叉口的人行横道，也不应使交叉口内产生积水。
因此，需合理确定交叉路纵断的变坡点和布设雨水口，设计时至少应有一条道路的纵坡方向背离交叉，雨水口应设在人行横道之前或低注处。
如遇困难的地形，交叉口设在盆状地形处，必须设置足够数量的雨水口。
平面交叉口立面设计高程应与周围建筑物的地坪高程协调一致。
设计时应充分考虑发展与环境的关系.力求使路口的渠化与环境的绿化协调使路口不再枯燥、单调。
2平面交叉口竖向设计的方法
对简单的沥青路面交叉口，通常采用特征断面法;对大型、复杂的沥青路面交叉口，采用简单的特征断面法不能完整地表达交叉口的立面，必须加密交叉口范围内的设计高程，即高程图法。
2. 1 T形、X形交叉口特征断面的确定和特征点高程的计算
交叉口的特征断面与选定的路脊线密切相关，路脊线应根据相交道路的等级和交叉角等因素确定，既要考虑行车平顺，又要考虑整个交叉口的均衡美观。
2.1.1相同(或相近)等级道路相交时的特征断面
相同(或相近)等级的道路相交，立面设计时一般维持各自的纵坡不变，改变其横坡度。
对X形交叉口和交叉角大于750的T形交叉口，路脊线通常是对向行车轨迹的分界线，即行车道的中线;对于斜交过大的T形交叉口，其路中线不宜作为路脊线，应加以调整。
X形交叉口和T形交叉口分别被相交道路的中线分割成四部分和三部分。
每部分的立面设计方法相同，以图1和图2中A, OA2 B2 EB2部分为例，介绍X 形和T形交叉口特征断面的确定和特征点高程的计算。
X形和T形交叉口特征断面的位置:
(1)位于各相交道路进入交叉口前的路段上，及交叉口范围的边界线处，如B, A，断面和B2 A2断面;
(2)位于转角曲线的切线处，如C, D，断面和C2D2断面;
(3)位于交叉口对角线处，如OE断面。
在路脊线上、交叉口入口处及转角曲线切点处的特征控制点O,A1,B1,C1,D1，C2,D2,A2,B2和F,G,H,I等点的高程，均可根据相交道路的纵面线形和路拱横坡度求得。
E点的设计高程Ez可按下式计算:
2.1.2主要道路与次要道路相交时的特征断面
主要道路与次要道路相交时，主要道路的纵横断面均维持不变，而将次要道路的双坡横断面逐渐过渡到与主要道路纵坡相一致的单坡横断面，此时路脊线的交点0移至次要道路路脊线与主要道路路面边线的交点0,(或Oz)处(如图3、图4)，为适应主要道路的横断面，应适当调整次要道路的纵断面，紧接主要道路处的纵坡宜根据主要道路的横坡、纵坡及交叉角度计算得到的综合值(与合成坡度类似)。
主、次要道路相交的四路和三路交叉口的特征断面仍是三种位置，即次要道
路进入交叉口的路段上，如F1G1, F2G2断面;转角曲线与次要道路的相切处，如D1 E1 , D2 E2断面;主要道路边线与次要道路路脊线交汇的对角线处，如O1C1,O2C2断面。
特征点A1，O1，B1,,A2,O2,B2的高程可根据主要道路的纵面线形和横坡值确定;E1,G1,D1,F1的高程根据O1点的设计高程和O1G1的纵坡及次要道路的横坡确定，E2,G2,D2，F2的高程根据O2,点的设计高程和O2 G2的纵坡及次要道路的横坡确定。
C1, C2点的高程分别由O1,A1,D1点和O2,A2,D2点的高程考虑满足行车的平顺和排水要求确定，计算方法同目前。
2. 2高程图法
高程图法常用的方法是增加计算辅助线，采用高程计算线网。
高程计算线网主要采用圆心法、等分法。
(1)圆心法
在路脊线上按施土要求每隔一定距离或等分定出若干点，并与转角曲线的圆心连成直线
(只连到转角曲线上)，即得圆心法高程计算线网(如图5) 。
(2)等分法
将路脊线等分为若干份，相应将转角曲线也等分为相同份数，连接相应点，即得等分法高程计算线网(如图6) 。
高程计算线所在位置是用于计算该断面路拱设计高程的依据，标准路拱横断面是与车辆行驶方向垂直的，应尽量使高程计算线与路拱横断面的方向一致。
3关于平面交叉口竖向设计的几点探讨
下面将以图7所示的T形平交口为例探讨几点关于竖向设计的要点。
E点的设计高程在公路平面交叉口中应满足对角线上行车平顺和排水的要求，城市道路平面交叉还必须满足图1中圆弧D, D:间的排水要求，即圆弧D, DZ 间的纵坡必须≥0. 3 % 。
交叉口无导流岛时，因转角半径较小，曲线短而难以采用合适的超高，在特殊困难情况下除设置排水所必须的横坡外，可不设超高，一般对角线OE的横坡宜控制在0. 3%一2%之间，《公路路线设计细则》中推荐其宜控制在1%左右。
以上两点可通过调整平交口对角线与圆弧交点的控制高程来实现。
在一般平坦地形的城市交叉口，竖向设计的形状宜采用伞形形式，有利于排水、行车、美观和衔接处理。
相同(或相近)等级道路相交时，当一条道路纵坡与另一条道路横坡反向时，交叉口相交道路中的纵坡差不宜太大，上海市设计部门的经验认为:一般要求不大于0.5%，尽可能使其大致相等。
经处理后，可得到优化前和优化后的平交口竖向设计三维曲面效果图(如图8、图9) o
通过比较我们可以得出表2结果。
从表2可分析出:行车在优化后交叉口对角线上比优化前更平顺舒适。
同时考虑到平面交叉口范围内驾驶操作复杂，易发生交通事故。
尽管交叉口范围内设计速度比一般路段低，但仍希望获得比一般路段有更好的线形，使驾驶员能尽早看到交叉口范围内的车流动向，以便变速或停车。
在填方路段，若次要道路的竖曲线设置在主要公路的边缘处，容易导致较大高差，次要道路的车辆容易冲坡，直接闯入主要公路;在挖方路段，次要道路进入主要道路时是下坡，速度较快，应设置减速距离。
因此，次要道路紧接交叉口处应设置引道，引道部分应以0. 5%一2. 0%的上坡连接，此坡段至主要道路的路缘至少25 m，如图10所示。
城市道路在条件允许的情况下，也可考虑在次要道路紧接交叉口处设置该引道，优先保证主要道路的横坡，使其贯穿于整个交叉口区域。
结束语
城市交叉口设计是城市道路交通系统规划设计的一项非常重要的内容，是一项精细、系统的工程。
合理的交叉口竖向设计是以合理的纵断设计为基础的，合理地优化交叉口竖向设计可以保证行车平顺、排水通畅和建筑艺术美观的要求。
参考文献
[1] JTG D20一2006.公路路线设计规范[S] .
[2]杨少伟.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社，2009.
[3]任福田.城市道路规划与设计[M].北京:中国建筑工业出版社，1998。
