十字路口的完全互通式三层立交系统 【技术领域】
本发明涉及一种道路的立体交叉结构，尤其是涉及一种可完全互通的十字路口三层立体交叉道路系统。
背景技术
随着经济建设的快速发展和人民生活水平的不断提高，汽车的保有量在迅速增加，从而使城市的道路变得日益拥挤，尤其在十字路口这样的交叉路口，由于常见的平面交通系统必须有一个车道的车辆在红绿灯的控制下停车避让，使车辆的拥堵现象更为严重，进而影响整条道路的行驶速度。为了解决十字路口的拥堵问题，进而提高全路段的行车速度，人们想出了各种道路结构，力求解决在十字交叉路口两个不同方向车辆之间以及车辆与行人之间的交叉问题，常见的有平面结构的转盘系统和立体交叉的立交桥、高架桥系统。转盘系统结构简单，造价低，可避免两个交叉方向的车辆之间的交叉碰撞，但整个转盘上存在多个交汇点，在交汇点处车辆必须减速行驶，使车辆的行驶速度难以显著提高，也无法确保车辆的行驶安全，另外，也无法解决人行道与车辆的交叉问题。而现有的立交桥、高架桥系统虽然可解决两个方向的车辆之间的交叉干涉问题，但通常存在占地面积大、不适合在十字路口采用以及车辆不能掉头的问题。例如，一种在中国专利文献上公开的“无红绿灯的通行无障碍十字路口道路结构”，其公开号为CN 1837480A，包括纵横交叉的纵向车道和横向车道，其中纵向车道和横向车道交叉处呈立体交错构造，纵向车道和横向车道的其中之一由两车道交叉处前方的水平路面向上延伸至另车道后方的水平路面，在水平路面的纵向车道或横向车道位于交叉路口的前端设有连接至与之垂直车道的右转弯道，在位于交叉路口的后端设有连接至与之垂直车道的左转弯道，在紧邻交叉路口外侧的纵向车道和横向车道上沿水平路面各设有一个人行横道，纵向车道和横向车道在人行横道处由人行横道下方通过。上述道路结构虽然可解决不同行驶方向的车辆之间以及车辆和行人之间的交叉干涉问题，但其左转弯道需设置在由纵向车道和横向车道分割开的四个区域内，并且为了转弯的顺畅，其左转弯车道呈外凸的弧形，因此其总体占地面积很大，不适合在市区的十字路口采用；并且该道路结构没有用于掉头的掉头车道，车辆的掉头也很不方便。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决现有结构的十字路口的立交桥系统所存在的占地面积大、不适合市区道路的问题，提供一种占地面积小、适合市区道路的十字路口的完全互通式三层立交系统。
本发明的另一个目的为了解决现有结构的十字路口的立交桥系统所存在的车辆调头困难地问题，提供一种方便车辆掉头的十字路口的多层立交系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种十字路口的完全互通式三层立交系统，包括十字交叉的横向车道与纵向车道，所述横向车道、纵向车道在靠近十字路口的方向上从左至右依次为右转驶离车道、直行驶离车道、左转驶离车道、左转驶入车道、直行驶入车道、右转驶入车道，右转驶入车道通过弧形的右转车道与相应的右转驶离车道相连接，所述横向车道上位于十字路口两侧的直行驶入车道与直行驶离车道之间通过顶层的直行高架桥相连接，横向车道上的左转驶入车道通过中间层的第一左转高架桥与纵向车道上相应的左转驶离车道相连接；纵向车道上位于十字路口两侧的直行驶入车道与直行驶离车道之间通过地面的纵向直行车道相连接，纵向车道上的左转驶入车道通过中间层的第二左转高架桥与横向车道上相应的左转驶离车道相连接，在纵向车道的左转驶入车道与第二左转高架桥之间通过位于第一左转高架桥下方的左转引桥相连接，在横向车道与纵向车道上靠近十字路口处分别设有供行人穿越的立体交错构造。本发明在横向车道与纵向车道上的各车道排列顺序与现有的道路交通系统相似，整个系统采用三层立交结构，横向车道的直行车辆通过顶层的直行高架桥通行，纵向车道的直行车辆则直接在地面一层的纵向直行车道通行，从而实现两个方向的直行车辆的无阻碍通行；本发明的横向车道与纵向车道上的左转车辆分别通过中间层的第一、第二左转高架桥通行，其行驶路径的走向与现有的平面交通系统基本相似，从而可充分利用十字路口中心区域的空间，有利于减少占地面积，并使整个立交系统的结构更为紧凑。为了避免第一、第二左转高架桥之间的交叉干涉，本发明在纵向车道的左转驶入车道与第二左转高架桥之间设有位于第一左转高架桥下方的左转引桥，左转的车辆首先经左转引桥从第一左转高架桥下方穿过，然后再通过横跨纵向直行车道的第二左转高架桥进入横向车道上相应的左转驶离车道，从而可实现两个交叉方向的左转车辆的无阻碍通行；由于本发明的直行和左转车辆可无阻碍通行，因而右转的车辆可直接通过十字路口最外围的右转车道通行，不会和其它车道的车辆发生干涉；为了确保行人的交通安全，本发明在横向车道与纵向车道上靠近十字路口处分别设置供行人穿越的立体交错构造，所述的立体交错构造可采用立交桥、隧道、人行天桥等结构，从而可避免行人与车辆的交叉干涉，真正实现车辆的无阻碍通行，并保障行人的通行安全。
作为优选，设于纵向车道上的立体交错构造为一个立交桥组，从而方便行人从桥下通行；当然，上述立体交错构造还可以采用设于纵向车道下面的人行隧道或者是横跨纵向车道的人行天桥，在确保行人安全通行的同时可减少纵向车道的起伏，有利于车辆的平稳行驶。
作为优选，设于横向车道上的立体交错构造为向上倾斜延伸的立交引桥，所述横向车道通过立交引桥分别与直行高架桥、第一左转高架桥、第二左转高架桥以及右转车道顺势连接。既方便行人从高架引桥下方的地面直接通行，又可使横向车道上位于十字路口一侧的直行驶入与驶离车道、左转驶入与驶离车道在经过立交引桥后能与直行高架桥、第一与第二左转高架桥平坦顺畅地连接，避免车道出现过多的起伏，减缓车道的坡度，有利于车辆的平稳行驶。此外，高度统一的高架引桥也有利于简化车道的构造，而横向车道上的右转驶入、驶离车道则可通过右转车道与纵向车道上的右转驶离、驶入车道顺滑连接。
作为优选，纵向车道的二条纵向直行车道在俯视方向呈外凸的拱形，使其可偏离十字路口的交叉中心区域，有利于将第一与第二左转高架桥并排设置，从而可避免第一与第二左转高架桥的相互重叠，进而可降低第一左转高架桥以及顶层的直行高架桥的高度；同样地，横向车道的二座直行高架桥在俯视方向呈外凸的拱形，从而可与第一左转高架桥的中央高点错位，有利于降低直行高架桥的高度。由于本发明将三层立交系统合理错位布置，使整个系统的高度降低，进而可缩短两侧引桥的长度，降低建造成本，并使其适合于市区道路。
作为优选，所述横向车道与纵向车道上同一侧的左转驶入车道、左转驶离车道在靠近十字路口处呈向外分叉的Y形，并在左转驶入车道、左转驶离车道的分叉处设置连接两个车道的弧形掉头匝道。Y形分叉构造有利于增大掉头匝道的转弯半径，从而使横向车道与纵向车道上的车辆可方便、安全地掉头转向。
综上所述，本发明具有如下有益效果：(1)采用三层立体交叉结构，实现车辆与行人的无阻碍通行；(2)充分利用了十字路口中心区域的空间，再接合立交系统的错位布置，使整个立交系统高度低、占地面积小，适合作为市区道路十字路口的立交系统；(3)设置掉头匝道，方便车辆的掉头。
【附图说明】
图1是本发明的平面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
在图1所示的实施例中，本发明的一种十字路口的完全互通式三层立交系统，包括十字交叉的横向车道1与纵向车道2，所述横向车道1、纵向车道2在靠近十字路口的方向上的道路设置与现有的平面交通系统相同，从左至右依次为右转驶离车道4、直行驶离车道8、左转驶离车道6、左转驶入车道5、直行驶入车道7、右转驶入车道3。纵向车道2在靠近十字路口处设置供行人穿越的立体交错构造13，该立体交错构造13是一个立交桥组，纵向车道1上所有车道的车辆均通过上述立交桥组行驶，立交桥组的高度为2.5米，以便于行人从立交桥组下面通行。当然，设于纵向车道2上的立体交错构造13也可采用横穿纵向车道2的人行隧道或横跨纵向车道2的人行天桥，采用人行隧道或人行天桥既可实现人车分离以确保行人的通行安全，同时可减少纵向车道2的起伏，有利于车辆的平稳行驶。纵向车道2上位于十字路口两侧的直行驶入车道7与直行驶离车道8之间分别通过一个设于地面的纵向直行车道16相连接；而横向车道1上位于十字路口两侧的直行驶入车道7与直行驶离车道8之间则分别通过一个顶层的直行高架桥9相连接。同样地，在横向车道1上靠近十字路口处也设有供行人穿越的立体交错构造13，该立体交错构造13是向上倾斜延伸的立交引桥，立交引桥的下方可用于行人的通行，横向车道1上的直行驶入车道7与直行驶离车道8经过立交引桥过渡后与直行高架桥9顺势平滑连接，横向车道1上的右转驶入车道3、右转驶离车道4在经过立交引桥过渡后通过一个弧形的右转车道15与纵向车道2的立交桥组上相应的右转驶离车道4、右转驶入车道3顺势平滑连接。横向车道1上的左转驶入车道5通过中间层的第一左转高架桥10与纵向车道2上相应的左转驶离车道6相连接，第一左转高架桥10的高度为5米，以确保底层车道上车辆有足够的通行高度，而立交引桥的最高处同样为5米，这样，横向车道1上的左转驶入车道5在经过立交引桥过渡后可与第一左转高架桥10等高度地平顺连接，从而使左转车辆的行驶更为平稳顺畅，有利于提高车辆的行驶速度并降低车辆的油耗。此外，纵向车道2上的左转驶入车道5通过同样设置于中间层的第二左转高架桥11与横向车道1上相应的左转驶离车道6相连接，并且在第二左转高架桥11与纵向车道2的左转驶入车道5相连的前段设置位于第一左转高架桥10下方的左转引桥12，从而使第二左转高架桥11可与第一左转高架桥10并排布置，以避免第二左转高架桥11与第一左转高架桥10之间的交叉干涉，第二左转高架桥11的高度同样为5米，使其在横跨纵向车道2上的纵向直行车道16后可与横向车道1的立交引桥上相应的左转驶离车道6等高度地平顺连接。进一步地，纵向车道2上位于十字交叉区域的二条纵向直行车道16呈外凸的拱形，从而可避免与第二左转高架桥11前段的左转引桥12之间的交叉干涉，使左转引桥12可直接设于底层地面，有利于减少整个立交系统的层数和高度；相类似地，横向车道1上的二座直行高架桥9在俯视方向同样呈外凸的拱形，从而可与第一左转高架桥10的中央高点错位，有利于降低直行高架桥9的高度，以降低建造成本，具体可将直行高架桥9的高度设置在7.5米，进而可缩短两侧立交引桥的长度。为方便车辆的掉头转向，位于十字路口同一侧的横向车道1与纵向车道2上的左转驶入车道5、左转驶离车道6在靠近十字路口处呈向外分叉的Y形，并在左转驶入车道5、左转驶离车道6的分叉处设置与两个车道相连接的弧形掉头匝道14。由于分叉处的左转驶入车道5、左转驶离车道6之间隔开一定距离，并且其高度一致，因此可与掉头匝道14平坦连接，有利于提高掉头车辆的行驶平稳性和安全性。
下面就各车道上车辆的行驶路线做一说明：
1.横向车道1的直行车辆通过直行高架桥9完成无阻碍通行；纵向车道2的直行车辆则通过设于地面并外凸呈拱形的纵向直行车道16完成无阻碍通行。
2.横向车道1上的左转车辆通过第一左转高架桥10实现无阻碍通行；纵向车道2上的左转车辆先进入左转引桥12，并从第一左转高架桥10下方穿越后再通过第二左转高架桥11完成无阻碍通行。
横向车道1与纵向车道2上的右转车辆可经由右转车道通行；需掉头的车辆则可通过掉头匝道14方便地掉头换向。