城市道路下穿铁路立交与紧邻平面交叉口最小距离的初步探讨

周大伟

（北京科智成市政设计咨询有限公司，北京市 102600）

城市道路下穿铁路立交与紧邻平面交叉口最小距离的初步探讨

周大伟

（北京科智成市政设计咨询有限公司，北京市 102600）

随着我国城市规模和经济的发展，道路基础设施建设不断加快，城市道路与铁路立交的建设也日益增多。沿铁路平行布置且紧邻铁路的城市道路交叉口与道路下穿铁路立交的节点是城市路网中的重要节点。它影响着铁路两侧居民的出行和周边土地的开发使用。该节点如若处理不当，极易造成日后的交通拥堵，形成整个路网的瓶颈。从平面布置、道路横断面形式、框架桥宽度、道路纵断面线形、框架桥的净高，平面交叉口的规划设计与管理方式、平面交叉口渠化展宽的设计、平面交叉口的竖向设计等方面逐一分析了道路下穿铁路立交和城市道路平面交叉口的基本设计要点。通过对道路下穿铁路立交引道外设置平面交叉口的规定进行初步研究，推导出了城市道路平面交叉口与铁路最小距离的公式。通过分析与计算，讨论了不同的坡度条件下，城市道路平面交叉口与道路下穿铁路立交之间的距离关系，为今后跨越铁路发展的城市道路网规划与节点设计，以及穿越城市规划建设区的铁路或轨道交通项目在纵断面设计时需考虑的城市路网间距问题提供了依据。

城市道路；平面交叉口；下穿铁路；距离

0 引言

随着经济的增长，城市规模不断扩大，目前我国正处于一个快速城市化的阶段。跨越铁路发展的城市越来越多，道路与铁路相交节点的规划设计成为城市道路规划设计中一个重点考虑的问题。为了加强铁路两侧用地的联系，也为了保证行车安全，新建道路与铁路交叉口多采用立交形式。由于既有铁路多以低路基形式通过城市建设区，成熟的铁路框架桥顶进施工技术使得道路下穿铁路立交成为穿越铁路的常用方式。道路下穿铁路立交与道路平面交叉口的距离不得过近，以免影响道路交叉口的行车安全。如何确定这个距离关系是本文研究的目的。这个研究结论也可为城市道路规划设计处理此类节点问题提供一个参考作用。

1 问题的提出

随着我国城市规模和经济的发展，道路基础设施建设不断加快，城市道路与铁路立交的建设也日益增多。沿铁路平行布置且紧邻铁路的城市道路交叉口与铁路立交的节点是城市路网中的重要节点，它影响着铁路两侧居民的出行和周边土地的开发使用。该节点如若处理不当，极易造成日后的交通拥堵，形成整个路网的瓶颈，影响道路交通流在路网上安全、有序、快捷的运行。

2 道路下穿铁路立交与道路平面交叉口的基本设计参数

2.1 道路下穿铁路立交设计要点

道路与铁路立体交叉的形式主要有道路上跨铁路、道路下穿铁路及机动车道路上跨铁路和非机动车下穿铁路相结合等。立体交叉的位置与型式应根据城市总体规划的要求，并考虑道路与铁路的等级及性质、交通量、交通组成、地形、地下设施、铁路行车了望条件、地质、水文、环境要求、城市景观、施工管理等因素综合比较确定。为减少占地拆迁，平原城市跨铁路发展时一般以道路下穿铁路立交较多。

2.1.1 平面布置

道路下穿时平面线形应尽量直顺。如若需要设置平曲线，曲线半径一般不小于500 m。弯道的切点须在凹形竖曲线切点以外，平、竖曲线两切点间距离不小于超高缓和长度即直线段的最小长度。道路与铁路交叉角度应尽量正交或接近正交，斜交时交叉角度应大于45°。

2.1.2 道路横断面形式

城市道路不仅机动车交通量大，而且非机动车交通量也很大。在这种非机动车交通量很大的道路上，适宜采用机动车与非机动车分行的三孔式立交桥洞或隧洞的三幅路断面形式。中孔为机动车行驶，两侧边孔为行驶非机动车及行人。其特点是机动车与非机动分行，交通安全得以保证。非机动车坡度可利用减小净空的措施升高路面，从而减缓坡度。

2.1.3 框架桥宽度

道路下穿铁路框架桥处横断面车道宽度一般与道路标准横断面一致，以保证路段通行能力的一致。分车带的宽度在桥洞部分应包括桥洞在内，在洞外部分应包括挡土墙、灯杆、护栏等在内。铁路框架桥边墙和中墙厚度约为0.8～1.0 m。考虑道路建筑界限中的侧向净空，车道据中墙洞壁每侧至少各有0.25 m的安全距离。故分车带的宽度不小于1.5 m。如采用顶进法施工，还应考虑包括施工偏差所占宽度在内，以使车道边缘能保持直顺。

2.1.4 框架桥的净高

城市道路机动车道的桥洞净高至少4.5 m。如通行无轨电车或与公路连接的第一条城市道路的桥洞净高应为5 m。若有超高车辆必须由此通过，洞高至少5.7 m（即平版拖车上载挖土机通过时所需高度）。如受具体条件限制，净高不能达到5.7 m时，而在附近又能绕行通过，则应按一般车辆的净高要求。

非机动车道桥洞净高一般以3.5 m为宜，最少不小于3 m。若考虑在特殊情况时（如机动车道积水断路），机动车需要临时由非机动车道通过时，则应大于3.3 m（一般载重货车和公共汽车所需最小高度），并应尽量争取3.7～3.8 m。人行道的净高至少2.5 m。

通行机动车道的桥洞净高除满足设计规范要求的净高标准外还需考虑框架桥顶板加腋影响（一般0.2 m），道路纵坡影响（一般0.2 m），道路横坡影响（一般0.2 m），顶进施工误差（一般0.2 m），道路大修影响（一般0.2 m），安全富裕高度（一般0.2 m）等使用净高上的要求。道路下穿铁路设计中框架桥的实际净高要求：标准净高4.5 m的机动车道最不利点净高要求一般须控制在不小于5.7 m，标准净高3.5 m的非机动车道最不利点净高要求一般须控制在不小于4.7 m。人行道一般与非机动车道共用一个桥洞，故实际净高按非机动车标准控制。

2.1.5 道路纵断面线形

道路下穿铁路立交机动车道的纵坡度应不大于4%,冰冻积雪影响地区机动车道纵坡宜小于等于3.5%。非机动车道的纵坡度应小于2.5%。凹形竖曲线半径应大于1 000 m，凸形竖曲线应大于3 000 m，推荐半径3 000～4 000 m。由于道路下穿铁路立交处视距不良，纵断面设计时应注意对停车视距的检验。

道路下穿铁路立交若不能自流排水还应考虑设置排水泵站。道路纵断面设计时还应注意排水泵站的选址。道路最低点尽量与排水泵站的选址方位一致，并距铁路框架桥10 m以上以利于布设排水设施。

为了减少立交桥下最低点的排水量过于集中，在下坡道路的纵断面设计时，应在立交桥两侧的坡道起点各设一分水点，使该折点以外的纵坡不坡向立交桥，这样，坡道外的地面水可不流入桥洞内，减少排水泵站的压力。

2.2 道路平面交叉口几何设计要点

道路平面交叉口是若干条城市道路相交的部位，是机动车、非机动车以及行人交通流相互交汇、转换方向的地方。它的设计范围应包括交叉口各条道路相交部分及其进出口道所围成的空间。交叉口几何设计时应考虑交通组织，与信号控制、标志标线等设施同步设计。

2.2.1 平面交叉口的分类与选型

根据《城市道路交叉口规划规范》（GB50647-2011）3.2.2条城市道路平面交叉口根据交通组织方式可以分为五类：平A1类——交通信号控制，进、出口道展宽交叉口；平A2类——交通信号控制，进、出口道不展宽交叉口；平B1类——无信号控制，干路中心隔离封闭、支路只准右转通行的交叉口；平B2类——无信号控制，减速让行或停车让行标志管制交叉口；平B3类——无信号控制，全无管制交叉口。

与道路下穿铁路立交紧邻的城市道路平面交叉口多为主-主交叉、主-次交叉、主-支交叉，少量为次-次交叉、次-支交叉，故其交叉口选型主要为平A1类及平B1类。这其中以需要交叉口进、出口展宽设计的平A1类更需要注意与下穿铁路立交的距离问题。

2.2.2 平面交叉口进出口道渠化展宽的设计

为使交叉口的通行能力与路段的通行能力相匹配，道路平面交叉口一般都要进行渠化展宽设计。渠化展宽设计主要分为进口道展宽设计，渠化长度及渐变段计算；出口道展宽设计，渠化长度及渐变段计算等。与下穿铁路立交的距离问题有关的设计参数主要为进出口道渠化长度及渐变段长度。

《城市道路交叉口设计规程》（CJJ152-2010）及《城市道路交叉口规划规范》（GB50647-2011）中对无交通量资料的进口道路口渠化展宽车道长度做了规定：无交通量资料时，展宽段最小长度不应小于：支路30～40 m，次干路50～70 m，主干路70～90 m，与支路相交取下限，与主干路相交取上限。实际设计工作中，设计人应以相交道路的交通流量、流向，各条车道行车密度，以及左右转车流能顺利分流为依据，对路口交通空间进行渠化，以适应交通形势发展的需要。进口道展宽车道渐变段的长度，以车辆行进中，从一条车道平稳并入相邻车道乘客不会产生不舒适，不安全感为依据。这一点，与车型、车速和车辆横移速度有关。规范按车辆以70%路段设计车速行驶3 s横移一条车道计算确定了渐变段的最小长度。关于出口道展宽段及渐变段长度，规范规定：展宽段最小长度不应小于30～60 m，展宽渐变段最小长度不应小于20 m。

本文对如何计算这些长度不深入详述，请参考相关规范与标准。由于新建道路大多无具体交通流量数据，规划设计时可按参考规范推荐值，以对交叉口功能区范围大小影响程度大的进口道展宽段及渐变段长度做控制指标。即主干路进口道展宽段长度不小于70～90 m,次干路不小于50～70 m,支路不小于30～40 m；主干路渐变段长度30～35 m,次干路25 m，支路20 m。考虑到下穿铁路道路多为主次干路，为便于分析计算，经加和可知：进口道展宽长度范围为50～90 m，渐变段长度范围为25～35 m，其中主干路取大值，次干路取小值。

2.2.3 平面交叉口的平面与竖向设计

平面交叉口的平面与竖向设计中与下穿铁路立交的距离问题有关的设计参数主要为平面交叉口转角缘石半径及平面交叉口进口道的纵坡度。

《城市道路交叉口设计规程》（CJJ152-2010）4.3.2条规定平面交叉口转角缘石宜为圆曲线或复曲线，其转弯半径应满足机动车和非机动车的行驶要求，根据机动车右转弯设计速度可取10～25 m。

《城市道路交叉口设计规程》（CJJ152-2010）4.3.4条平面交叉进口道的纵坡度，宜小于或等于2.5%，困难情况下不宜大于3%。山区城市等特殊情况，在保证行车安全的条件下，可适当增加。《城市道路交叉口规划规范》（GB50647-2011）4.1.6条平面交叉口竖向规划应符合下列规定：非寒冷冰冻地区交叉口范围内的纵坡宜小于2%，山岭重丘区的城市困难情况下可取6%；寒冷冰冻地区的城市不应大于2%。《城市道路路线设计规范》7.2.3条（CJJ193-2012）非机动车道最大纵坡不宜大于2.5%；困难时不应大于3.5%，并应按本规范规定限制坡长。对比以上规范取值可以看出包含有各种交通方式的平面交叉口纵坡一般宜取值2%以内。

3 城市道路平面交叉口与道路下穿铁路立交的几何关系

近年来，随着机动车保有量的提高，道路交通量大幅增长，平面交叉口经常在饱和状态下运行。道路下穿铁路立交纵坡较大，存在雨季积水，冬季冰冻积雪等安全隐患，但受现状平面交叉口距离影响，不少道路下穿铁路立交引道内经常停满了需要坡起的车辆。为保证交通安全，有必要对城市道路交叉口与道路下穿铁路立交的最小距离进行研究，以便在前期路网规划时作为平面交叉口规划的重要参考，减少后期实施的诸多困难。

3.1 两种模式

《城市道路交叉口设计规程》（CJJ 152-2010）6.3.3条道路与铁路立体交叉的道路主线和引道的平面线形设计，应符合现行行业标准《城市道路设计规范》（CJJ 37-90）的有关规定。引道范围内不设平面交叉口。引道以外设平面交叉口时，应设有不小于50 m长的平面交叉口缓坡段，其坡度不宜大于2%。《城市道路交叉口规划规范》（GB 50647-2011）6.3.6上跨或下穿铁路的道路与平行铁路的道路立体交叉，应符合下列规定：交叉口不宜布设在铁路立体交叉的引道上；当平行铁路的道路距铁路较远时，交叉口应规划在铁路立体交叉引道的缓坡段，交叉口范围内的纵坡不宜大于1%，交叉口前后坡段的纵坡不宜大于2%；当平行铁路的道路距铁路较近且道路标高与铁路标高相近时，宜将道路立体交叉与铁路立体交叉合并规划。

比较先后出版的两本规范可以发现，“设计规程”延续了《城市道路设计规范》（CJJ 37-90）的相关规定，但对于道路下穿铁路立交外设置城市道路平面交叉口只做出了大致的规定，对于引道端点，平面交叉口缓坡段与引道的关系等均未明确。“规划规范”对平面交叉口与下穿引道的关系进一步做了说明，但交叉口范围内的纵坡与交叉口前后坡段的纵坡坡度要求不同，在实际执行中不容易与纵坡长度的要求同时满足。

由于规范并未直接规定平面交叉口与道路下穿铁路立交的最小距离，且不同规范对此部分的要求不尽相同，实际工作中，考虑现状路网交通转换的需要和下穿铁路纵坡限值的约束，我们可以把现有的平面交叉口与道路下穿铁路立交的最小距离关系归纳为两种模式。一种为下穿铁路引道纵坡坡度控制在3.5%，平面交叉口（包括进出口道）设置在引道之外；另一种为下穿铁路引道纵坡坡度控制在2%，平面交叉口（不包括进出口道）设置在引道之外。

3.2 分析过程

如图1所示，平面交叉口相交道路中线与铁路框架桥的距离L主要由两部分组成：下穿引道长度Lxc和平交渠化展宽长度Lpj。

图1 道路平面交叉口与道路下穿铁路立交距离关系图

首先计算下穿引道长度Lxc。

道路下穿铁路纵断面设计要素有：下穿道路坡度i2，i3，变坡点P处竖曲线要素R1，T1，E1；引道外坡度i1，引道端点Q处竖曲线要素R2，T2，E2；

为分析计算方便，定义H（A）为铁路路基高（轨顶高）A点的高程，H（B）为铁路框架桥顶板顶面B点的高程，H（C）为铁路框架桥顶板底面的高程，H（D）为道路纵断面最不利点D的高程，H（E）为D点对应的切线高程，H（S）为铁路路基坡地高（对应原地面高）S点的高程，H（Q）为下穿引道端点的高程，直线PF为水平线，直线PG为切线QP的延长线。

H（AB）为AB两点之间的距离，则H（AB）代表铁路路基高（轨顶高）与铁路框架桥顶板顶面之间的高差，根据铁路框架桥有关设计规定以及以往实际设计实例，H（AB）一般可取1 m。

H（BC）代表铁路框架桥顶板厚度，一般可取1 m。

H（CD）代表道路下穿铁路最不利点实际净高，一般可取5.7 m。

H（DE）代表道路纵断面最不利点的切曲差。

L2代表道路最低点距铁路框架桥的距离，一般可取20 m。

由式（6）可知Lxc主要与i2，i3，R1，t，b五个因素有关。平原城市，通常情况下这五个变量的取值范围包括i2=i3=2%～3.5%，R1=2 000～3 000 m，t=0～4 m，b=10～50 m。

再计算平交渠化展宽影响长度Lpj。

L4代表进口渐变段长度，一般取25～35 m；当下穿道路纵坡度取2%以下时，进口渐变段可位于下坡段内，L4可取0 m。

L5代表进口展宽段长度，一般取50～90 m；当下穿道路纵坡度取2%以下时，进口展宽段可位于下坡段内，L5可取0 m。

L6代表缘石转弯半径，一般取10～25 m。

L7代表相交道路中心线与缘石转弯切点的距离，考虑相交道路进口展宽宽度的条件下，一般不大于标准横断面时相交道路中心线至道路红线的距离。一般可取20～30 m。

由式（7）可知，Lpj取值是一个相对确定的范围。根据相交道路的等级和交通量的大小，Lpj可取105～180 m。当下穿道路纵坡度取2%以下时，Lpj可取30～55 m。

由式（8）可知，在道路下穿铁路框架桥净高限制确定的情况下城市道路交叉口与道路下穿铁路立交的距离主要与铁路的路基填高和路基宽度以及下穿道路的纵断坡度有关。

3.3 计算结果

为了找出平面交叉口与道路下穿铁路立交的最小距离，设定常见的铁路路基填高和路基宽度值，采用式（8）最小距离的两种模式分别计算，计算结果见表1、表2。

表1 模式一平面交叉口与道路下穿铁路立交距离关系表 m

由以上计算结果可知：

当铁路路基填高较小（小于3 m）时，采用模式一，即下穿道路纵坡度取3.5%，平交展宽影响长度取150 m，道路平交路口与下穿铁路立交之间的距离最小。

当铁路路基填高较大（大于3 m）时，采用模式二，即下穿道路纵坡度取2%，平交展宽影响长度取50 m，道路平交路口与下穿铁路立交之间的距离最小。

4 结论

（1）跨铁路两侧布置的道路平面交叉口之间的距离以及与铁路的距离必须根据铁路路基填高，铁路路基宽度，平行道路性质等影响因素综合考虑，在道路网规划阶段就应该合理考虑。

（2）穿越城市规划区建设的铁路或轨道交通项目，在纵断标高设计时需考虑城市路网的间距，以便铁路两侧用地的联系。

（3）对于既有铁路和城市道路网。如果道路平面交叉口与道路下穿铁路立交的距离小于以上计算值，就需考虑其他节点方案。比如半苜蓿叶型立交，右进右出路口，下沉式平交路口等。

U412.35+1

A

1009-7716（2016）05-0022-05

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.008

2016-01-18

周大伟（1983-），男，陕西宝鸡人，工程师，从事城市道路交通设计工作。