互通式立体交叉设计原理与应用Interchange Design Principle and Application【著作者】：刘子剑【出版日期】：2015-08-18【ISBN 】：ISBN 978-7-114-12364-1【出版发行】：人民交通出版社股份有限公司【内容提要】：本书集笔者近三十年的设计实践与研究所得，依据相关规范、科研成果和现代设计理念，结合国内外工程案例，阐述了互通式立体交叉从控制要素、工程选址、立交构形、方案评价、几何设计到技术指标的制定等的原理与方法，构建了较为系统的互通式立体交叉设计理论体系，对于读者掌握互通式立体交叉的设计要领，理解相关规范的精神实质具有较高的实用价值。
本书适合从事公路规划、设计、管理和科研工作的相关人员使用。
【写作背景】：互通式立体交叉从诞生之初到后来相当长的一段时期内，以“互通”为目标，通过匝道的巧妙布局，用最少的交叉层数和跨线桥数量实现各方向的互通，一度成为设计工作的重点。
随着道路交通量的不断增大，早期建成的一些互通式立体交叉通行能力不足和交通事故频发等问题不断显现并日趋严重，互通式立体交叉的设计重点逐渐转向通行能力、运行安全和环境适应性等。
到目前，多要素控制设计已成为国内外设计界的广泛共识，相关科研成果层出不穷。
在此基础上，互通式立体交叉的设计标准不断完善，设计理论和方法不断成熟。
然而，到目前为止，国内外有关互通式立体交叉的设计标准主要集中于常用形式和几何指标的选择等方面，相关著述也尚未建立起系统的设计原理和方法体系，尤其当遇到交叉形态复杂、出入交通量大的工程项目时，设计者往往无章可循，致使缺憾工程至今仍屡见不鲜。
本书的写作力图贯穿两条主线，体现一个系统，即通过设计全过程的纵线和影响设计的多要素横线之间的相互交叉，构成系统的互通式立体交叉设计原理和方法体系。
在此基本架构下，阐述了互通式立体交叉从控制要素、工程选址、立交构形、方案评价、几何设计到技术指标的制订等的原理与方法。
其中，以交通流线为系统单元的多要素构形理论与方法，将为设计者解决复杂互通式立体交叉的构形提供有益的帮助；几何技术指标的制订原理等相关内容，又将使本书在一定程度上成为《公路立体交叉设计细则》等相关规范的解说与运用的工具书。
本书共分17章，其中第2章和第3章属于控制性要素内容；第4章有关运行安全的论述，为设计理论和方法的建立提供了基础；第5章至第7章，构成了总体设计的基本内容；第8章在构形理论和方法等方面进行了探索，结合第9章和第10章，形成了较为系统的互通式立体交叉方案设计的原理与方法；第11章至第16章，为互通式立体交叉及具有接入要求的其他设施的几何设计内容。
目录1 概论 11.1 发展历程 11.1.1 互通式立体交叉的产生 11.1.2 互通式立体交叉的发展 31.2 组成与特征81.2.1 定义81.2.2 系统组成81.2.3 技术特征101.3 设计原则与内容111.3.1 设计原则111.3.2 设计内容111.3.3 设计范围122 功能与分类132.1 概述132.2 路网系统与运行132.3 节点分类142.4 接入控制与立体交叉152.5 互通式立体交叉的分类172.5.1 根据节点功能分类172.5.2 按交叉岔数分类 172.5.3 按交通流线完整性分类182.5.4 按交叉方式分类 192.5.5 按交叉形状分类 202.5.6 规范分类233 设计控制要素24 3.1 概述243.2 要素的构成及影响243.2.1 要素的构成 243.2.2 安全253.2.3 功能273.2.4 环境283.2.5 成本283.3 设计车辆293.3.1 代表车型293.3.2 车型应用293.4 设计速度与运行速度313.4.1 交叉道路设计速度313.4.2 匝道设计速度323.4.3 鼻端附近设计速度343.4.4 运行速度373.5 视距393.5.1 停车视距393.5.2 识别视距423.5.3 会车视距433.5.4 视距检验433.5.5 视距保证483.6 交通量与服务水平503.6.1 交通量 503.6.2 服务水平533.6.3 公路通行能力543.6.4 匝道通行能力593.7 建筑限界633.7.1 交叉道路建筑限界633.7.2 匝道建筑限界643.8 基础资料673.8.1 基础资料的组成 673.8.2 社会资料673.8.3 交通资料673.8.4 自然条件资料683.9 设计的灵活性694 运行安全704.1 概述704.2 运行安全的影响因素714.2.1 影响因素之间的关系 714.2.2 人对安全的影响 714.2.3 路对人的影响724.3 驾驶人特征与运行安全734.3.1 驾驶人特征 734.3.2 驾驶任务734.3.3 视觉能力744.3.4 信息处理能力与信息密度 774.3.5 反应时间784.3.6 驾驶人期望 794.4 几何要素与运行安全804.4.1 交通事故在互通区域的分布804.4.2 匝道类型与事故率的关系 824.4.3 几何特性与事故率的关系 844.4.4 变速车道与事故率的关系 884.4.5 互通间距与事故率的关系 904.5 事故类型与主要成因914.5.1 事故类型914.5.2 事故成因924.5.3 易发事故的设计缺陷 934.6 运行安全设计要点944.6.1 运行安全设计944.6.2 基于视觉能力的设计要点 944.6.3 基于信息处理能力的设计要点 994.6.4 基于驾驶人期望的设计要点1014.6.5 基于运行安全的几何设计要点 1025 一致性设计1035.1 概述1035.2 出口的一致性1035.2.1 出口方式的一致性1035.2.2 全线出口的一致性1065.3 车道的连续性1075.3.1 主交通流线的连续性 1075.3.2 基本车道数的连续性 1085.3.3 避免直行车道重叠1095.3.4 运行速度的连续性1115.3.5 基本车道数的增减1125.4 车道平衡1135.4.1 车道平衡原则1145.4.2 合流连接部的车道平衡1145.4.3 分流连接部的车道平衡1155.4.4 车道平衡与基本车道 1175.5 工程案例1186 互通式立体交叉的设置1256.1 概述1256.2 规范关于设置条件的规定1256.2.1 我国相关规范1256.2.2 国外相关规范1266.2.3 位置的选择 1276.3 设置互通式立体交叉的影响因素1286.3.1 交通条件1286.3.2 社会条件1306.3.3 自然条件1316.4 设置条件定量化的研究1326.4.1 高速公路互通式立体交叉 1326.4.2 一级公路互通式立体交叉 1336.5 交叉道路线形条件1336.5.1 主线平面线形1336.5.2 主线纵断面线形 1356.5.3 被交叉道路线形 1396.5.4 其他设施的主线线形 1407 间距控制1417.1 概述1417.2 互通式立体交叉平均间距1427.2.1 相关规范的规定 1427.2.2 平均间距的确定依据 1437.3 互通式立体交叉最大间距1457.3.1 相关规范的规定 1457.3.2 最大间距的主要影响因素 1467.4 互通式立体交叉最小间距1477.4.1 相关规范的规定 1477.4.2 最小间距的确定 1487.5 互通式立体交叉最小净距1517.5.1 相关规范的规定 1517.5.2 立交之间最小净距的确定 1527.5.3 立交与其他设施最小净距的确定1577.5.4 净距控制设计要点1587.6 互通式立体交叉与隧道最小净距1597.6.1 相关规范的规定 1597.6.2 最小净距的确定 1607.6.3 净距控制设计要点1637.7 互通式立体交叉与收费站最小净距1667.7.1 相关规范的规定 1667.7.2 最小净距的确定 1688 基于交通流线的构形理论1718.1 概述1718.2 基本概念1718.2.1 系统概念1718.2.2 交通流线分类1728.2.3 交通流线几何要素1738.2.4 交通量分布规律 1788.2.5 基本连接关系1808.2.6 连续连接关系1818.2.7 平面交叉关系1828.3 基于几何要素的交通流线形式1838.3.1 基于连接关系的交通流线形式 1838.3.2 结合中段路径的交通流线形式 1848.3.3 结合交叉关系的交通流线形式 1868.3.4 交叉角度对匝道形式的影响1908.3.5 左转弯匝道的几何特性1918.4 基于运行安全的交通流线形式1928.4.1 推荐的基本连接关系 1928.4.2 推荐的连续连接关系 1938.4.3 推荐的左转弯匝道形式1948.4.4 推荐的左转弯车道形式1958.4.5 推荐的交叉关系组合形式 1968.5 基于交通需求的交通流线形式1968.5.1 匝道形式与速度和交通量的关系1978.5.2 选择匝道形式的交通量参考值 1988.5.3 交通流线平面交叉通行能力1998.5.4 交叉方式的确定 2098.6 互通式立体交叉构形要点2098.6.1 构形基本程序2098.6.2 交通流线的选择 2108.6.3 交通流线的几何布置 2128.6.4 基于其他要素的构形要点 2158.6.5 枢纽互通式立体交叉 2168.6.6 一般互通式立体交叉 2168.6.7 多岔交叉2188.6.8 一般道路侧的交叉2198.6.9 互通形式对平面交叉的影响2238.6.10 运行分析检查2268.7 工程案例2279 常用形式2399.1 概述2399.2 互通式立体交叉的常用形式2399.2.1 国内早期常用形式2399.2.2 国内近年常用形式2409.2.3 国内常用形式综合分析2439.2.4 国外常用形式2479.3 一般互通式立体交叉2519.3.1 三岔交叉2519.3.2 四岔交叉2529.4 枢纽互通式立体交叉2589.4.1 三岔交叉2589.4.2 四岔交叉2609.5 复合式互通式立体交叉2649.5.1 以辅助车道相连 2659.5.2 以集散道相连2669.5.3 以匝道相连 2679.5.4 多岔交叉2689.6 特殊条件下的互通式立体交叉2689.6.1 条件受限时的立交形式2689.6.2 主线带平面交叉的形式2709.7 工程案例27010 方案评价27410.1 概述27410.2 评价指标体系27410.2.1 建立评价指标体系的原则 27410.2.2 评价指标体系的建立 27510.3 方案排队法27710.3.1 方案排队法简介 27710.3.2 指标体系的建立 27910.3.3 方案排队法的应用27910.4 技术经济比较法28310.4.1 技术经济比较法简介 28310.4.2 特点与适用范围 28310.5 效益/成本比评价法28310.5.1 效益／成本比评价法简介 28310.5.2 评价指标体系的建立 28410.5.3 运行安全成本的量化 28610.5.4 车辆运行成本的量化 28810.5.5 环境影响成本的量化 29010.5.6 管理养护成本的量化 29211 匝道横断面29311.1 概述29311.2 匝道横断面类型29311.2.1 横断面组成 29311.2.2 横断面分类 29411.2.3 横断面组成宽度 29611.3 匝道横断面类型的选择29711.3.1 单向匝道横断面类型的选择29711.3.2 对向匝道横断面类型的选择29811.4 通行能力对车道数的影响30011.4.1 基本路段车道数 30011.4.2 分流区通行能力影响 30011.4.3 合流区通行能力影响 30411.4.4 分合流区通行能力的初步检核 309 11.5 其他因素对车道数的影响30911.5.1 超车因素的影响 30911.5.2 其他因素的影响 31512 匝道线形31712.1 概述31712.2 匝道平面31712.2.1 曲线元概要 31712.2.2 圆曲线 31912.2.3 回旋线 32412.2.4 曲线元组合 32512.2.5 曲线元直角坐标计算 32812.3 匝道纵断面33112.3.1 纵坡33112.3.2 竖曲线 33312.3.3 竖曲线设计参数 33412.4 出、入口匝道33512.4.1 出口匝道控制要素33512.4.2 分流鼻端平面指标33612.4.3 出口匝道任一点曲率半径 33812.4.4 出口匝道最小长度34212.4.5 出口匝道制动曲线34312.4.6 分流鼻端纵断面指标 34512.4.7 入口匝道线形34612.5 匝道线形设计要点34712.5.1 设计基线34712.5.2 综合设计要点34812.5.3 平面线形设计要点34912.5.4 纵断面线形设计要点 35012.6 匝道收费广场35012.6.1 匝道收费站的设置35012.6.2 规划年限35112.6.3 收费广场横断面 35112.6.4 收费广场长度35312.6.5 收费广场线形35413 超高与加宽35513.1 概述35513.2 横坡与超高35513.2.1 一般路段横坡35513.2.2 曲线路段超高35613.3 超高过渡36113.3.1 超高过渡方式36113.3.2 超高渐变率 36313.3.3 超高过渡段 36613.4 加宽37213.4.1 加宽值规定 37213.4.2 加宽值计算 37413.4.3 加宽方式38313.4.4 收费广场加宽过渡38414 附加车道及连接部38614.1 概述38614.2 变速车道38614.2.1 变速车道的组成 38614.2.2 变速车道形式38914.2.3 变速车道长度39314.2.4 曲线路段的变速车道 39914.2.5 变速车道横坡及其过渡40014.3 主线相互分、合流40314.3.1 一般规定40314.3.2 相互分流40414.3.3 相互合流40614.4 匝道相互分、合流40914.4.1 相互分流40914.4.2 相互合流41214.5 连续分、合流41514.5.1 主线侧连续分、合流 41514.5.2 匝道连续分流41714.5.3 匝道连续合流41914.5.4 相关规范分析比较42014.6 辅助车道42214.6.1 分类与车道宽度 42214.6.2 辅助车道长度42314.6.3 辅助车道的设置 42614.6.4 车道数的增减42714.7 集散道42914.7.1 分类及组成 42914.7.2 集散道的设置43014.7.3 交织区 43114.8 鼻端构造43614.8.1 分流鼻端43614.8.2 合流鼻端43914.8.3 辅助车道和集散道鼻端43915 匝道端部平面交叉44115.1 概述44115.2 技术标准44215.2.1 设计交通量 44215.2.2 设计速度44215.2.3 视距44315.2.4 超高与平纵面指标44815.2.5 车道横断面 45115.3 被交叉道路侧平面交叉45215.3.1 平面交叉间距45215.3.2 渠化原则与要点 45415.3.3 部分苜蓿叶平面交叉 45715.3.4 菱形平面交叉45915.3.5 右转弯车道 46115.3.6 左转弯车道 46315.4 匝道平面交叉46715.4.1 交叉形式与技术标准 46715.4.2 渠化要点46815.4.3 转弯车道46915.5 交通岛46915.5.1 交通岛类型 46915.5.2 导流岛 46915.5.3 分隔岛 47016 其他设施接入47216.1 概述47216.2 服务区47216.2.1 事故特征与对策 47216.2.2 服务区分类 47516.2.3 服务区的设置47616.2.4 出、入口匝道47716.2.5 服务区与互通式立体交叉合并设置48016.3 客运汽车停靠站48516.3.1 停靠站的设置48616.3.2 设于主线侧的停靠站 48816.3.3 设于匝道三角区的停靠站 49216.4 停车区与观景台49416.4.1 停车区 49416.4.2 观景台 49516.5 U型转弯设施49516.5.1 分类及设置 49516.5.2 设计指标49717 景观设计49917.1 概述49917.2 景观要素及设计原则50017.2.1 景观构成50017.2.2 要素关系50117.2.3 设计原则50217.3 基于美学的构形原理50417.3.1 形式美学特征50417.3.2 动感美的表达50517.3.3 构形规律50717.3.4 构形方法50917.4 内部景观51017.4.1 空间线形51017.4.2 坡面修饰51017.4.3 排水设施51317.4.4 绿化栽植515主要参考文献517。