城市道路交叉口竖向设计方法分析作者：张 俊摘要：主要针对城市道路的交叉口的竖向设计进行探讨，分析竖向设计中的设计要点，针对现实中竖向设计所发现的问题进行分析和提出解决和避免的处理措施。

关键词：城市道路；交叉口；竖向设计Vertical Design of Urban Road IntersectionAuthor: Zhang JunAbstract: The main intersection of the vertical design of urban roads to explore, analyze vertical design of design elements, analyze and propose solutions and to avoid measures to deal with the reality of the problem found in vertical design.Keywords: urban roads; intersection; vertical design交叉口是道路交通的重要节点。

交叉口竖向设计的合理性既涉及到车辆行驶平顺的舒适度，又涉及到交叉口路面排水顺畅、不出现交叉口积水而影响通行能力的问题。

同时交叉口竖向设计还对后期规划道路的纵坡顺接产生重要影响。

因此交叉口竖向设计在整个市政道路设计中显得特别重要。

1.交叉口竖向设计的要求和基本原则交叉口竖向设计的目的是统一解决相交道路的目的是统一解决相交道路之间以及交叉口和周围建筑物之间在立面位置上的车辆通行、雨水排除和建筑物美观等几方面的要求，解决各条道路在交叉口范围内的共用平面问题，使机动车、非机动车以及行人顺利便捷的通行。

交叉口竖向设计的主要因素要考虑：各相交道路的交通状况、每条道路的等级以及横断面布置情况。

主要有以下5个方面的设计原则。

（1）如果设计的道路等级不同时一般要先选择出一条道路作为主要道路，它的纵、横坡按全线总体设计，在交叉口范围内维持不变，而将次要道路的横断面逐渐过渡到与主道路纵坡相一致的断面。

（2）当道路等级相同时，首先要保持每条道路的纵坡在交叉口范围内不变，通过调节相邻道路的横坡以达到平面平顺。

首先要调节纵坡相对较小道路的横坡，将其拱顶的连线渐渐向纵坡较大道路的车行道边线移动，以达到道路的横坡坡度与其它道路的纵坡一致。

（3）竖向设计一定要考虑交叉口范围内雨水口的布置，所有道路的雨水不应流过对向车道，并且交叉口范围内严禁产生积水。

（4）在交叉口范围内的所有道路的横、纵坡总体上应尽量平缓，一般条件下不应大于交叉口外路段上的横坡，纵坡一般不宜大于2%，特殊困难的情况下不应大于3%。

（5）为方便交叉口范围内的水顺利排走，竖向设计时应确保有一条以上道路的纵坡远离交叉口方向。

2.竖向设计的几种形式通常的交叉口设计大体上分为以下6种基本形式。

（1）凹形设计：这是最不利于排水的一种交叉口设计方式，所有地面水都流到交叉口范围内，所以要尽量避免。

如果因地形、地物的限制避免不了时，应在交叉口范围内适当增加雨水口数量，以防止路面出现积水。

（2）凸形设计：在交叉口范围内各相交道路的纵坡方向不变，适当调整交叉口范围内各路段的横坡。

此时交叉口范围内的雨水可通过自然坡排除。

（3）谷形设计：首先定义一条谷线，所有与谷线相交的道路在交叉口范围外就开始转折纵坡面，形成一条横向贯通的交叉口的凹形区，雨水通过此凹形区排除。

因为凹形区存在，所以对车辆行驶会形成不利影响。

尽量不采取此种方法，如必须采用应尽可能使纵坡的转折点远离交叉口。

（4）分水线形设计：如果在交叉口范围内有道路的纵坡指向交叉口，就在这些道路的人行道外侧方向设置雨水井，在雨水进入交叉口前将其排走。

同时将这些道路的定义过的路脊线分为三个方向，并保持每条相交道路的横坡不便。

（5）鞍形设计：适当调整交叉口范围内的各条道路的纵横坡度，雨水井设置在纵坡指向交叉口区域的道路两侧。

（6）斜坡型设计：类似于超高过渡段的一种设计方法。

它是指各条道路的纵坡保持不变，将相邻两条横坡在交叉口范围外逐渐过渡，以使横坡方向调整到纵坡方向，这样在交叉口内相邻两 条道路就变成一单向倾斜面，此时，雨水井要设置在纵坡指向交叉口道路的人行横道线外。

3.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：（1）方格网法:将对需要做竖向设计的交叉口的各条相交道路的中心线定义为坐标基线，以一定的长度和宽度画出方格网，通过专用的程序求出方格网上每个节点的设计高，同时，根据求 得的设计高绘制出整个交叉口范围内的等高线。

他多用于刚性路面的简单交叉口设计。

图1.刚性路面方格网设计法 （2）设计等高线法：定义需要做竖向设计的交叉口的路脊线，同时绘制出标高计算线网，通过专用程序求得各节点的设计高程，绘制出整个交叉口范围内的设计等高线。

他常用来解决柔性路面的交叉口设计。

图2.柔性路面设计等高线法 （3）方格网设计等高线法：方格网等高线设计法集两者之优点，更能清晰的反映出交叉口竖向设计的形状，适用范围最广，即可解决柔性路面设计问题，又可解决刚性路面设计问题。

但存在等高线上的标高点在施工放样时不如方格网法方便的缺点，实际中应该将两种方法结合使用，充分利用各自的优点，同时做到满足施工放样的方便性和反映交叉口立面形状的直观性。

下面讨论下方格网设计等高线法在鸿业市政设计软件中的具体应用。

4. 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以下步骤进行： （1）收集资料（测量资料、交通资料、排水资料和道路资料）。

（2）绘制交叉口平面图。

（3）绘制交叉口边界线，确定交叉口的设计范围。

（4）定义路脊线路脊线既是路拱顶点的连线，是交叉口路面的分水线，通常可以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、行车的平顺和交叉口的均衡美观。

因此路脊线的合理确定是交叉口竖向设计好坏的关键。

对于十字交叉口，取路中线为脊线。

对斜交交叉口，通常认为当斜交偏角不大，交叉角度在70°～110°之间时，可仍以原相交道路设计中线作为路脊线；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路设计脊线，应予适当调整。

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

（5）定义交叉口的各项基本参数基本参数是指：交叉口结构模型、板块尺寸、各道路纵横坡度等。

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。

定义计算线间距以及等高线和角点标高的计算方法，计算线间距越小，计算出来的结果越精确，但是计算时间就越慢，我们一般取0.5～1m。

（6）确定计算线网格计算线网格的划分常可采用方格网法、等分法、圆心法与平行线法等几种。

在对以上计算线网格划分方法的实际应用来看，方格网法较适用于水泥混凝土路面和旧路补强的设计，而设计等高线较适用于沥青等柔性路面。

（7）勾绘等高线，检查调整标高 按照原设计意向的设计图式，绘制出初步等高线图。

然后按照排水和行车要求，检查道路纵坡、横坡和合成坡度和进水口布置是否合适；调整等高线的疏密，修改不合理的设计标高。

（8）绘制方格网，计算方格网角点的设计标高按路脊线绘制5m×5m 或10m×10m 的方格网，对于水泥混凝土路面，应根据混凝土板块的大小来绘制方格网。

根据等高线的标高，采用补插法确定方格网角点上的设计标高。

5. 现实中交叉口竖向设计过程中所发现的问题 新建道路与现状道路相交时，由于现状道路在前期建设时由于未考虑后期建设道路的规划纵坡，造成后期道路建设时无法平顺的与现状道路顺接。

如下图在交叉口范围内道路出现了明显的折角，造成行车不便。

图3.白沙门海顺路-碧海大道交叉口 出现这种情况的原因大致有以下几种； （1） 后期建设道路未纳入原规划。

（2） 设计人员在进行交叉口竖向设计时未考虑相交规划道路的规划纵坡。

（3） 施工过程失误。

一旦出现这种失误，需要后期建设道路进行弥补，作为设计人员，可以采用增加变坡点适当调顺顺接纵坡（此时可能会出现道路坡长以及竖曲线无法满足规范要求的情况，在交叉口范围内是允许的，如下图。

图4.路边加变坡点顺接图当然这只是后期的弥补措施，最根本的还是提高设计人员的专业技能，在前期进行竖向设计时充分考虑到后期建设道路的顺接。

6.总结不论是传统的设计方法还是科学的设计方法，都是为城市道路平面交叉口的竖向设计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，从而达到相交道路间、交叉口以及周围建筑物在里面位置上的行车、排水和建筑艺术诸方面的协调和统一。

传统的方法是我们理解交叉口设计的基础，科学的方法是我们对交叉口设计在认识与理解基础上的发展，都是十分重要的；作为设计人员要认真体会各种设计方法，提高个人责任感，根据实际情况作出经济合理的设计，使其在我们的设计中发挥他们最大的作用。

参考文献[1] 《城市道路工程设计规范》【CJJ37-2012】[2] 《城市道路路线设计规范》【CJJ 193-2012】[3] 《城市道路交叉口设计规程》【CJJ152-2010】[4] 《道路规划与勘测设计》吴瑞麟 主编 华南理工大学出版社[5]《道路工程》 徐家钰 主编 同济大学出版社[6] 鸿业市政道路设计软件7.0。