CN113597488B - 用于多个道路方向的立交桥、道路系统以及道路行车方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于多个道路方向的立交桥、道路系统以及道路行车方法。该立交桥包括具有主中央部和四对主通道的主交叉口以及具有副中央部和四对副通道的副交叉口。每一对主通道中的主上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上与相邻的一对主通道中的主下行通道连通，并且每一对副通道中的副上行通道在另一个方向上与相邻的一对副通道中的副下行通道连通。每一对主通道中的主上行通道和主下行通道分别与相邻的一对主通道中的主上行通道和相邻的另一对主通道中的主下行通道相邻，并且每一对副通道中的副上行通道和副下行通道分别与相邻的一对副通道中的副上行通道和相邻的另一对副通道中的副下行通道相邻。

Description

用于多个道路方向的立交桥、道路系统以及道路行车方法

技术领域

本发明大体涉及一种道路枢纽或道路枢纽设施，用于在多个道路方向上引导车辆。更具体地，本发明涉及一种立交桥。另外，本发明还涉及包括该立交桥的道路系统以及在该立交桥上执行的道路行车方法。

背景技术

现有技术中典型的立交桥就是被广泛应用的“苜蓿叶式立交桥”，其全称为：“苜蓿叶形互通式立体交叉”，该立交平面形似苜蓿叶，交通运行连续而自然，无冲突点，可分期修建，仅需一座构造物。“苜蓿叶式立交桥”的不足之处是：占地面积过大，左转绕行距离较长，其环圈式匝道适应车速较低，且桥上、下存在交会；多用于高速道路之间的立交，而在城市内因受用地限制很难采用。通过苜蓿叶型立交桥时，直行车辆按照原方向行驶，右转弯车辆通过右侧匝道行驶。左转弯车辆必须直行通过立交桥，然后转进匝道再右转270度。根据是否属于完全立体交叉型，可分为完全苜蓿叶形互通式立体交叉和部分苜蓿叶形互通式立体交叉。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种改进的立交桥，主要用来改善道路交叉口的通过能力，以缓解交通拥挤问题。根据本发明的道路交叉口由靠左行驶和靠右行驶这两种类型的道路相交汇所形成。最典型的道路交叉口是由一条靠左行驶的道路和一条靠右行驶的道路垂直相交所形成的十字交叉口。

根据本发明的立交桥与现有技术中的“苜蓿叶式立交桥”的共同点在于：其交通运行连续而自然，无冲突点，并且仅需一座构造物。根据本发明的立交桥的突出优点在于：占地极小，左、右转弯车辆都不用绕行，因此也不需要环圈式匝道，并能够保证较高的行车速度；而且这种立交桥应用在城市内，不存在用地限制的问题，可以规模化的建造，以系统的解决城区内的交通拥堵问题。

根据本发明的立交桥的主要结构包括顶盘和由顶盘通往各侧道路的坡道组合。每组坡道组合包括上行坡道和下行坡道，按不同的组合形式，分为“并拢端”和“分列端”。按照功能属性来区分，根据本发明的立交桥可以分为“左属桥”和“右属桥”，其中左属桥上行驶的是左转弯和靠左直行的“左属车辆”，而右属桥上通行的是右转弯和靠右直行的“右属车辆”。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于四个道路方向的立交桥，包括：主交叉口，其包括主中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述主中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对主通道，每一对主通道包括主上行通道和主下行通道；以及副交叉口，其独立于所述主交叉口，并且包括副中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述副中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对副通道，每一对副通道包括副上行通道和副下行通道，其中，每一对主通道中的主上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上与相邻的一对主通道中的主下行通道经由所述主中央部连通，并且每一对副通道中的副上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的另一个方向上与相邻的一对副通道中的副下行通道经由所述副中央部连通，并且其中，每一对主通道中的主上行通道和主下行通道分别与相邻的一对主通道中的主上行通道和相邻的另一对主通道中的主下行通道相邻，并且每一对副通道中的副上行通道和副下行通道分别与相邻的一对副通道中的副上行通道和相邻的另一对副通道中的副下行通道相邻。

优选地，所述第一对主通道中的主上行通道和主下行通道分别与所述第三对主通道中的主下行通道和主上行通道经由所述主中央部连通，并且其中，所述第二对副通道中的副上行通道和副下行通道分别与所述第四对副通道中的副下行通道和副上行通道经由所述副中央部连通。

优选地，所述副中央部具有从第二对副通道延伸到第四对副通道的隔离栏，从而使所述第一对副通道与所述第三对副通道不连通。

优选地，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸。替代地，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此隔开地延伸。

有利地，所述第一对、第三对副通道中的每一对的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸，并且所述第二对、第四对副通道中的每一对的副上行通道和副下行通道彼此隔开地延伸，或者反过来。

优选地，所述副交叉口高架于所述主交叉口上方，或者下沉于所述主交叉口下方。有利地，所述主交叉口与地面平齐。

优选地，所述立交桥进一步包括独立于所述主交叉口和所述副交叉口的第三交叉口，其中，所述第三交叉口包括第三中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述第三中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对第三通道，每一对第三通道包括第三上行通道和第三下行通道，其中，每一对第三通道中的第三上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的所述一个方向上与相邻的一对第三通道中的第三下行通道经由所述第三中央部连通，并且其中，每一对第三通道中的第三上行通道和第三下行通道分别与相邻的一对第三通道中的第三上行通道和相邻的另一对第三通道中的第三下行通道相邻。

优选地，所述主交叉口与地面平齐，所述副交叉口下沉于所述主交叉口下方，并且所述第三交叉口高架于所述主交叉口上方。

优选地，所述主交叉口与地面平齐，所述副交叉口下沉于所述主交叉口下方，并且所述第三交叉口下沉于所述副交叉口下方。

优选地，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸，并且对应的至少一对第三通道中的第三上行通道和第三下行通道彼此隔开地延伸。替代地，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此隔开地延伸，并且对应的至少一对第三通道中的第三上行通道和第三下行通道彼此邻接地延伸。

有利地，所述第一对、第三对副通道中的每一对的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸，并且所述第一对、第三对第三通道中的每一对的第三上行通道和第三下行通道彼此隔开地延伸。有利地，所述第二对、第四对副通道中的每一对的副上行通道和副下行通道彼此隔开地延伸，所述第二对、第四对第三通道中的每一对的第三上行通道和第三下行通道彼此邻接地延伸。

优选地，所述主中央部、所述副中央部与所述第三中央部分别由叠置在方井中的路面顶盖、副顶盘和第三顶盘形成。

优选地，所述路面顶盖、所述副顶盘和所述第三顶盘中的每一个均为模块化构件。有利地，所述模块化构件在工厂预制并且在施工现场组装。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于三个道路方向的立交桥，包括：主交叉口，其包括主中央部以及第一对、第二对主通道，所述第一对主通道包括在所述三个道路方向中的第一道路方向上从所述主中央部向外延伸的主上行通道和主下行通道，所述第二对主通道包括分别在所述三个道路方向中的第二道路方向和第三道路方向上从所述主中央部向外延伸的主上行通道和主下行通道；以及副交叉口，其独立于所述主交叉口，并且包括分别在所述三个道路方向上从所述副中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对副通道，每一对副通道包括副上行通道和副下行通道，其中，每一对主通道中的主上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上与相邻的一对主通道中的主下行通道连通，并且每一对副通道中的副上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的另一个方向上与相邻的一对副通道中的副下行通道经由所述副中央部连通，其中，第一对副通道中的副上行通道和副下行通道分别与第三对副通道中的副上行通道和第二对副通道中的副下行通道相邻。

根据本发明的又一个方面，提供了一种道路系统，包括至少两个立交桥，所述至少两个立交桥为根据本发明的用于四个道路方向的立交桥和/或用于三个道路方向的立交桥。

优选地，两个立交桥在一个道路方向上连通，并且在所述两个立交桥的连通处，一个立交桥的一对副通道或一对第三通道中的上行通道和下行通道彼此隔开地布置，并且另一个立交桥的一对副通道或一对第三通道中的上行通道和下行通道彼此邻接地布置。

这意味着在两个立交桥的彼此连通的道路上，一个立交桥的一对通道和另一个立交桥的最接近的一对通道的布置相反。即，一个立交桥的一对通道邻接地延伸，而另一个立交桥的与其最接近的一对通道隔开地延伸，或者反过来。此处的一对通道指一对副通道或一对第三通道（如果存在的话）。

优选地，所述道路系统进一步包括至少一个弯道桥，所述至少一个弯道桥用于将弯道处的一个道路方向上的上行通道和下行通道分别连通到另一个方向上的下行通道和上行通道。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种道路形成方法，用于在根据本发明的用于四个道路方向的立交桥和/或用于三个道路方向的立交桥上执行，所述方法包括：允许车辆从一个道路方向上的主上行通道沿顺时针方向和逆时针方向中的一个方向通行到相邻的另一个道路方向上的主下行通道；并且允许车辆从一个道路方向上的副上行通道沿顺时针方向和逆时针方向中的另一个方向通行到相邻的另一个道路方向上的副下行通道。

附图说明

以下将结合附图，通过结合附图的多个实施例详细介绍本发明。需要说明的是，所有附图中均用字母N、W、S、E以逆时针旋向来依次标注北、西、南、东方向和方位，在各附图中：

图1至图6示意性地显示了根据本发明的第一实施例的立交桥，其为标准型立交桥；

图7示意性地显示了由根据本发明的第一实施例的立交桥构成的道路系统；

图8、图9示意性地显示了根据本发明的第二实施例的立交桥，其为下沉式浅埋轿车桥；

图10至图11示意性地显示了根据本发明的第三实施例的立交桥，其为上下式轿车桥组合；

图12至图17示意性地显示了根据本发明的第四实施例的立交桥，其为双下沉式轿车桥组合；

图18示意性地显示了由根据本发明的第四实施例的立交桥构成的道路系统；

图19示意性地显示了根据本发明的第五实施例的立交桥，其为丁字桥；并且

图20示意性地显示了用于本发明的道路系统中的弯道桥。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是为了更加全面透彻地理解本发明的公开内容。

术语“上行”或“下行”并非指高度上的“上”或“下”，而是表示进入或离开交叉口。同样，“上行通道”或“下行通道”是指车辆进入或离开交叉口的通道，而与车辆进入或离开时的高度变化无关。

术语“连通”指的是在一个通道中行驶的车辆能够转移到另一个通道中行驶。

术语“纵向”指道路延伸的方向，且“横向”指横穿道路的方向。

以下将结合附图，详细介绍根据本发明的各个实施方案的道路枢纽的结构和功能。

图1至图6示意性地显示了根据本发明的第一实施例的立交桥，其为标准型立交桥。这里所谓的“标准型立交桥”，一方面是指高度标准，桥下有至少4500mm的净空高度；另一方面是指用途标准，要求桥上能够通行各类常见车辆，包括大型、小型车辆以及客车、货车等，立交桥上车道的宽度要求达到标准的3500mm或以上。

图1中的（a）图示意性地显示了架设在根据本发明的交叉口上的标准型立交桥；地面道路东西方向靠右行驶，南北方向靠左行驶。图中高架的立交桥是一座十字桥，包括顶盘15，以及分处顶盘四侧的四组坡道组合；每一侧的坡道组合都包括上行坡道和下行坡道；按照同一侧上行坡道和下行坡道相对位置的不同，分为“并拢端”和“分列端”两种类型；图中北侧坡道组9和南侧坡道组10就是“并拢端”的类型，其上行坡道和下行坡道并拢在一起且居于道路正中；西侧坡道组和东侧坡道组是“分列端”的类型，在西侧，上行坡道11和下行坡道12分列设在道路中分隔栏两侧，并占用最外侧的车道。东侧的上行坡道13和下行坡道14也是如此分列布置的。图1中的（b）图是顶盘的俯视图。相对于地面交叉口的“主交叉口”来说，顶盘相当于一个“副交叉口”，其四个小端口15A、15B、15C、15D分别用来连接“分列端”的四条坡道。竖直方向的通道被顶盘对称中线上的隔离栏16隔开。其上行通道和下行通道各有两条标准宽度的车道。从桥面所标方向箭头来看，该顶盘“副交叉口”执行靠左行驶的行驶规则。

图2中的（a）图示意性地显示了将标准型立交桥的顶盘移开后看到的情形。地面道路的“主交叉口”，其南北方向的道路被隔离栏19硬性隔开，以便于东西直行的车辆高速通过；主交叉口处的右转弯导引箭头18A和18B，用以导引来自东、西两个方向的右转弯车辆由此开往北、南两侧的右转弯车道17A和17B中去。从图2中的（b）图中可以看到顶盘上面的隔离栏16是南北方向放置的，正好与下层主交叉口、东西放置的隔离栏19相互垂直。

以下将通过图3至图6分别介绍标准型立交桥的“左属桥”和“右属桥”。根据本发明的立交桥的独特之处在于其具有左、右属性，用来通行“左属车辆”的称为“左属桥”，而用来通行“右属车辆”的称为“右属桥”。从结构上来判断，立交桥“并拢端”落在靠左行驶的道路上则为“左属桥”，落在靠右行驶的道路上则为“右属桥”。

图3是“左属桥”的俯视图。由图中可以看到位于顶盘正中且沿南北方向延伸的分隔栏20，其两侧分别是南北方向的两条直行车道。该立交桥上除了用来行驶南北方向直行车辆外，还有来自四个方向的左转弯车辆。来自北侧的左转弯车辆行车轨迹线21的关键车位有21A、21B和21C；类似地，西侧左转弯车辆行车轨迹线22的关键车位是22A、22B和22C；南侧左转弯车辆行车轨迹线23的关键车位是23A、23B和23C，东侧左转弯车辆行车轨迹线24的关键车位是24A、24B和24C。以上各车位中，车位21B、22B、23B和24B标示出正在左转弯的车辆。

图4示意性地显示了图3中立交桥顶盘上“左属车辆”和桥下“右属车辆”各自通行状态下的轨迹线及指向箭头。在图4的（a）图中，可以看到分别来自北、西、南、东的四条左转弯轨迹线21、22、23、24，其中左转弯轨迹线21和23是以虚线标记，左转弯轨迹线22和24是以实线标记，南北直行的轨迹线分布在分隔栏两边的内侧车道。图4的（b）图示意性地显示了移去了顶盘后看到的地面主交叉口，其中显示了来自北、西、南、东的四条右转弯轨迹线25、26、27、28，其中右转弯轨迹线26和28以虚线标记，右转弯轨迹线25和27以实线标记，东西直行的轨迹线分布在分隔栏两边的内侧车道。从图4中的（a）、（b）两图可以看出，相邻转弯轨迹线之间存在“交会点”，也就是图中实线轨迹线和虚线轨迹线的交点。

图5是“右属桥”的俯视图。由图中可以看到位于顶盘正中其沿东西方向延伸的分隔栏40，其两侧分别是东西方向的直行车道。除了东西方向直行外，该顶盘上还有来自四个方向的右转弯车辆。其中来自北侧的右转弯车辆的行车轨迹线41的关键车位有41A、41B和41C；类似地，西侧右转弯车辆行车轨迹线42的关键车位是42A、42B和42C；南侧右转弯车辆行车轨迹线43的关键车位是43A、43B和43C，东侧右转弯车辆行车轨迹线44的关键车位是44A、44B和44C。以上各车位中，车位41B、42B、43B和44B标示出正在右转弯的车辆。

图6示意性地显示了图5中立交桥顶盘上“右属车辆”通行状态和桥下“左属车辆”通行状态下的轨迹线及指向箭头。在图6的（a）图中，可以看到分别来自北、西、南、东的四条右转弯轨迹线41、42、43、44，其中右转弯轨迹线42和44以虚线标记，右转弯轨迹线41和43以实线标记。图6的（b）图示意性地显示了移去顶盘后看到的地面主交叉口，其中显示了来自北、西、南、东的四条左转弯轨迹线45、46、47、48，其中左转弯轨迹线45和47以虚线标记，左转弯轨迹线46和48以实线标记。

图7示意性地显示了立体道路系统的两个相邻交叉口的立交桥组合。两相邻交叉口，一般采用如图7中（a）图的相异类型的立交桥，图中左侧的是“右属桥”，而右侧的是“左属桥”。这样“相邻相异”的设计，会给桥梁布置带来便利，比如在虚线框里，可以看到左侧是左桥的“并拢端”，右侧是右桥“分列端”，两者之间即使距离很近也不会引起干涉。不过，相邻交叉口立交桥桥型的选择也要根据交通流量的特点来定，在一些间距足够，并且流量特殊的路段，也会采用如图7中（b）图所示的同类型立交桥的组合。也即，左、右两桥可以同为“左属桥”，也可以同为“右属桥”。

作为根据本发明的第二实施例的立交桥，“下沉式浅埋轿车桥”是一种轿车专用的立交桥。构建轿车桥的目的是分流轿车，以减轻地面交叉口的通过压力。另一方面，轿车和大型车辆分开行驶后，有利于使轿车在通过交叉口时保持较高的车速。在只有一座轿车桥的情况下，地面交叉口仍然需要保留交通信号灯，但是交通信号灯的控制策略和低级交叉口会有很大的差别。

图8示意性地显示了根据本发明的“下沉式浅埋轿车桥”。顾名思义，这种立交桥是浅埋于地面道路交叉口之下的、轿车专用的立交桥。图8中的（a）图为立体图，可以看到分处四侧的坡道组，每侧坡道组都包括上行坡道和下行坡道。其中，西侧坡道组49和东侧坡道组50是“并拢端”的类型，其上行和下行坡道并拢在一起并居于道路正中；北侧坡道组和南侧坡道组是“分列端”的类型；在北侧，上行坡道52和下行坡道51分列在道路中分隔栏两侧，并占用最外侧的车道。南侧的的上行坡道53和下行坡道54也是如此分列布置的。图8中的（b）图是将路面剖去后看到的坡道和“下沉式顶盘”，该顶盘与“并拢端”以及“分列端”的坡道相通。图8中的（e）图是（b）图的俯视图，可以看到在东西方向，“并拢端”的道路都是单车道，但是在通往顶盘55的连接处有喇叭口，在此将单车道扩展为双车道，顶盘四周的四个端口55A、55B、55C、55D分别连接分列与隔离栏56两侧的四条坡道相通。图8中的（c）图和（d）图是右转弯轨迹线，分别是来自东、西两侧和北、南两侧的四条右转弯车辆实现右转弯的轨迹线。它们的特点是：右转弯要首先进入顶盘的外侧车道，以避开快速行驶的直行车辆，在临近喇叭口处后，再伺机与直行车辆汇合。

图9示意性地显示了“下沉式浅埋轿车桥”地面交叉口的运转状况。地面交叉口由东西方向靠右行驶、南北方向靠左行驶的道路交汇形成，该交叉口中存在“左属”和“右属”两个通行状态。左侧交叉口是“左属”通行状态，南北直行和四个左转弯车辆集中通过地面交叉口。图9中的（b）图显示了绿灯组合情况及行车轨迹线。从该图可以看到，北侧和南侧的直行及左转混合车道111和131的绿灯开启，东西两侧的左转弯车道122和142的绿灯开启，该绿灯组合下，四路左转弯和两路直行同时通过交叉口。右侧交叉口是“右属”通行状态，东西直行和四个右转弯车辆集中通过地面交叉口。图9中的（c）图是绿灯组合情况及行车轨迹线，从该图可以看到，东侧和西侧的直行及左转混合车道141和121的绿灯开启，南北两侧的右转弯车道112和132的绿灯开启，该绿灯组合下，四路右转弯和两路直行同时通过交叉口。

图9中的（a）图以车道代码的弧段的形式表示了“左属”车辆通过交叉口的时长，（d）图以车道代码的弧段的形式表示了“右属”车辆通过交叉口的时长。由两图可知，“左属”的绿灯组合111、122、131、142占循环周期的接近3/4，而“右属”的绿灯组合112、121、122和141的时长只占循环周期的1/4不到。这是因为地下桥就是“右属”的，所有在地面交叉口要给“左属”多分配时长。地面道路如此“不均等”的配比绿灯时长，正是为了实现整体交通流量的平衡。

作为根据本发明的第三实施例的立交桥，“上下式轿车桥组合”可以看做是“下沉式浅埋轿车桥”的一种扩能改造方案。根据本发明的立交桥的特殊之处在于有“左属”和“右属”之分，当只有一座桥的时候，要么选择其为左属，要么是右属，这样仍有一半的轿车需要从地面交叉口通过并与行人发生冲突。为了解决这个问题，可以选择再修建一座与地下桥“属性相反”的高架桥，这样就能很好的解决问题。

图10示意性地显示了上下式轿车桥组合。这里有两座立交桥，一座是高架于地面道路上的轿车桥，另一座是浅埋于地下的轿车桥。同一个交叉口两桥并存需要遵循一个原则：即两桥的“并拢端”需要错开90度来布置，比如地下桥的并拢端57A和57B设置在西、东两侧，而高架桥的并拢端58A和58B则是在北、南两端；同样的，两桥各自的“分列端”也是错开90度来布置的。

图11中的（c）图是图10中立交桥的俯视图。由图中可以更加清楚地看到“错位布置”的两座轿车桥。交叉口的每一侧，都是不同两桥“并拢端”和“分列端”的组合，两桥以这样的搭配方案避免彼此坡道之间发生干涉。图11中的（d）图是将路面剖开并移去后看到的地下桥的情形。根据行车导引箭头，可以看到地下桥是用来分流水平方向直行和四个右转弯轿车的。图11中的（a）图是高架桥的顶盘，用来通行南北直行和四个方向左转弯轿车，其左转弯轨迹线分别是59A、59B、59C和59D。图11中的（b）图是地下桥的顶盘，用来通行东西直行和四个方向右转弯轿车，其右转弯轨迹线分别是60A、60B、60C和60D。由上两图还可以看到，不论高架桥或是地下桥的顶盘，其坡道都是只容一车的单车道，但是两者顶盘与“并拢端”坡道的交接处，都会以一个喇叭口扩展为单侧两条车道，这样相邻的两条左转弯轨迹线的“交会点”就不会对直行车辆造成影响。图11中的（e）图显示了沿着（c）图中的线A-A截取的截面，反映了高架式和下沉式两桥的高度对比。图中高架桥由于要考虑桥下通行大型车辆的需要，要求有4500mm以上的净空高度，其顶盘表面距地面的高度m值在6000mm及以上，而地下桥里行驶的轿车，其车高有限，顶盘表面距地的高度n值在4050mm左右取值即可。本实施例中，两桥坡道的坡度相同，因此在图11中的（c）图中，能看到地下桥的坡口线EF和高架桥的坡口线MN之间错开一段间距，其数值为L的值是29650mm。

“上下式轿车桥组合”虽然能比较好的解决轿车快速通过交叉口的问题，但是高架桥会很影响市容市貌，并且其地上坡道会占用很多的道路面积，造成地面车辆及行人通过的不便。作为根据本发明的第四实施例的立交桥，“双下沉式轿车桥组合”就能很好的解决这个问题。当然，该设计方案也可以看做是上一实施例中、以深层地下桥代替高架桥的技术方案。该方案利用两座属性相反的地下桥，将所有轿车分流到地下两个交叉口，这样地面交叉口的机动车就只剩为数不多的公交车了，从而使“人车之争”的现象会大为减少。如此能给在地面通过的行人和非机动车以极大的安全保障，对于构建城市交通新格局具有重要的意义。

图12示意性地显示了双下沉式轿车桥组合。地面上是一个根据本发明的交叉口，其东西方向道路靠右行驶，而南北方向道路靠左行驶。该交叉口共建有两座地下式的高级立交桥，两桥分别是浅层桥和深层桥，浅层桥的并拢端61W和61E位于东西方向的道路上，而深层桥的并拢端62N和62S则位于南北方向的道路上，两桥的并拢端错开90度布置。浅层桥的分列端在南北两侧，具有下行坡道61B和61C以及上行坡道61A和61D。深层桥的分列端在东西两侧，具有上行坡道62A和62D以及下行坡道62B和62C。

图13显示了将图12中所示的交叉口剖开后分解出内部构件的情形。交叉口中心部位有一个方井63，各个方向的坡道都通往这个方井中来。该方井有两种共四个侧截面，在北端的侧截面63A处，正中是深层坡道“并拢端”的大端口，两侧是浅层坡道“分列端”的两个小端口；而在东端的侧截面63B处，情况恰好相反，正中是浅层坡道“并拢端”的大端口，而两侧是深层坡道“分列端”的两个小端口。放置在方井63内部的、从下往上分别是图13中的（b）、（d）和（a）图的深层桥顶盘、浅层桥顶盘、路面顶盖三个部分。两个顶盘结构相同，都是钢混结构的“下沉式顶盘”，一般是模块化的，在工厂预制后再运到施工现场组装。图13中的（c）图是顶盘底部的情形，可以看到其底部的复杂肋板，这是为了减轻重量并增加强度所特意设计的。

图14显示了图12中的立交桥移除上层路面后的情形。可以看到在北侧的三条坡道，两条短坡道65B和65C分列两侧，而一条宽幅长坡道64A居中；在南侧正好相反，两条长坡道64B和64C分列两侧，而一条宽幅短坡道65A居于正中。该图同时给出了应用明挖法修建“双下沉式轿车桥组合”的方法。在工程实施中，首先要做的就是在交叉口构造方井63和开挖通往方井的一共十二条长短、深浅各不相同的坡道；所有坡道的坡度都应采用国家标准规定的取值，本例选用6.5%的坡度。

图15显示了构建好交叉口方井和各侧坡道后，安装井中组件的顺序图。图15中的（a）图显示了空的方井，（b）显示了放置深层顶盘后的情形，可以看到深层顶盘的各个端口与深层坡道相互连接。图15中的（c）图显示了在深层顶盘之上又加装了浅层顶盘的情形，浅层顶盘的各个端口与浅层坡道分别连接。图15中的（d）图显示了加装了顶盖后的情形，顶盖就是地面交叉口，其上画有斑马线。上述各图其实也是“双下沉式轿车桥组合”的建造方案，采用组合预制件现场组装的办法，可大大降低建设成本和建设工期。

图16显示了下沉式顶盘组合。深层桥的顶盘和浅层桥的顶盘，在结构和强度上完全相同，二者本身就是一个不可分割的组合，实施中甚至可以先将两顶盘组配为一体式模块后再运抵现场进行安装。从图16中的（a）图中可以看到深层顶盘67和浅层顶盘66，两者是相互错来90度布置的。从图16中的（d）的侧视图可以看出上盘下表面和下盘上表面是紧密贴合的。图16中的（e）显示了将两盘组合倒置后看到的顶盘底部的情形，其底部设计有复杂肋板，这样能有效减轻重量并增加强度。图16中的（b）图是两盘组合的俯视图，通过各盘方向标记可以看出，上面的浅层顶盘靠右行驶，而下面的深层顶盘靠左行驶。图16中的（f）图是仰视图。可以看到底部肋板的设计特点：顶盘底部，其中心有一个主十字肋板，四周各有辅助十字肋板，图中虚线标记的小圆就就是各个十字肋板的交叉点。这样的设计是为了更方便两盘相互错开90度后的组配结合，并保证科学受力。图16中的（c）图显示了浅层顶盘的行车轨迹，重点标记了4条右转弯轨迹线，实心线66A和空心线66D有一个交会点，这个点避开了水平方向的直行车道；相似地，实心线66C和空心线66B也是如此。图16中的（g）图是深层顶盘的行车轨迹，重点标记了4条左转弯轨迹线，空心线67A和实心线67D有一个交会点，这个交点避开了竖直方向的直行车道。实心线67B和空心线67C所标记的轨迹线也是如此。

图17显示了“双下沉式轿车桥组合”地面交叉口的运转状况。图17中的（a）、（b）两图是仅有的两种通过状态，由于两层下沉式轿车桥的作用，路面交叉口虚线框的范围内，只有以公交车为主的大型车辆，而且每侧都有并行的两条标准车道。图17中的（a）图是水平方向直行和4个方向左转弯通过交叉口的情形，（c）图是该状态的行车轨迹线及绿灯组合的情况，可以看到车道111、122、131、142开绿灯。图17中的（b）图是竖直方向直行和4个方向右转弯通过交叉口的情形，（d）图是该状态的行车轨迹线及绿灯组合的情况，可以看到车道112、121、122、141开绿灯。从图面不难看出，上述不论哪种通行状态，四侧斑马线上几乎没有单独供行人安全通过的时间。图17中的（e）图显示了了解决这个问题的办法，那就是设置“超长绿灯间隔”。该图用一个十字轴将“绿灯钟表”的表盘分为四个部分，可以看到111、122、131、142这个绿灯组合，以及112、121、122、141这个绿灯组合，它们各占十字坐标的第二和第四象限，时间上各为总时长的1/4，而两者之间的两个“绿灯间隔”分处第一和第三象限，也能各占总时长的1/4。本实施例中，一个完整的循环周期共有768秒，按照上面的配时方案，每次供行人和非机动车通过的“绿灯间隔”时长能达到192秒。而实际上，本实施例正常的绿灯间隔只需要32秒就够用，因此有足够的安全时间留给非机动车及行人。另外，本实施例的地面交叉口施划有对角斑马线，这更有利于行人及非机动车高效安全的通过交叉口。

图18显示了应用“双下沉式轿车桥组合”的两个相邻交叉口。两座相邻的“双下沉式轿车桥组合”一般需要以“反布置”的规则建造；也就是说，两相邻交叉口、处于同层的下沉式顶盘属性相反。比如图18中的（e）图的左侧交叉口，（a）图浅层顶盘为“左属”类型，（c）图深层顶盘为“右属”类型；而对于右侧的交叉口，情况正好相反，（b）图浅层顶盘为“右属”类型，（d）图深层顶盘为“左属”类型。对于图18中的（a）和（b）图，两者同为浅层顶盘，其左、右属性相反；而对于（c）和（d），两者同为深层顶盘，其左、右属性也是相反的。上述“反布置”的一个优势是：两相邻交叉口即使离得很近，两者的坡道之间也不会发生干涉。再看图18中的（e）图正中，左边是“并拢端”坡道74，而右边是“分列端”坡道71和75。两个端口的间距为s。从上行坡道71中开出的轿车，既可以选择直行进入前方下行坡道72中、从浅层顶盘通过，也可以选择经由73车道从地面交叉口通过，还可以选择拐弯后进入下行坡道74中并从深层顶盘通过。而当出现图18中的（f）图的情形，也就是相对（e）的情形，间距s减小为负值后，从上行坡道71出来的车辆就无法进入下行坡道74中了。但可以转而选择从车道73，经地面交叉口通行，还是能自由达到直行或转弯的目的。

图19示意性地显示了根据本发明的第五实施例的立交桥，其应用在丁字路口。图19中的（a）图中南北方向的道路靠左行驶，而东西方向的道路靠右行驶。立交桥由顶盘30，以及两组“并拢端”的坡道29A和29B构成主体；另外的两条转弯坡道为“分列端”，分布在交叉口西侧，包括上行坡道31和下行坡道32。图19中的（b）图是以俯视视角展示的行车轨迹线，可以看到实线的左转弯轨迹线33A 和虚线的左转弯轨迹线33B。图19中的（c）图是地面交叉口两条右转弯轨迹线及指向箭头，分别以34A和34B标记，所有右转弯车辆都在地面交叉口通过。

图20示意性地显示了应用在弯道处，用以变换行驶规则的弯道桥。在根据本发明的道路系统中，一般规定东西方向靠右行驶，南北方向靠左行驶；或者反过来，东西方向靠左行驶，而南北靠右行驶。在这种规定下，城市路网的拐角处，就会存在行驶规则之间的矛盾，而弯道桥就是为解决这个矛盾而修建的。如图20中的（a）图所示，弯道桥包括下行坡道35A和上行坡道37A，以及弯道顶盘36A。图20中的（b）图是（a）图中所示弯道桥的俯视图。由图中可以更直观地看到上行坡道37B、顶盘36B和下行坡道35B之间的位置关系。来自西侧、准备“右变左”的车辆，在地下道路完成右左变换；而来自南侧、准备“左换右”的车辆，则需要在立交桥上完成左右变换。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种用于四个道路方向的立交桥，包括：

主交叉口，其包括主中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述主中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对主通道，每一对主通道包括主上行通道和主下行通道；以及

副交叉口，其独立于所述主交叉口，并且包括副中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述副中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对副通道，每一对副通道包括副上行通道和副下行通道，

其中，每一对主通道中的主上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上与相邻的一对主通道中的主下行通道经由所述主中央部连通，并且每一对副通道中的副上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的另一个方向上与相邻的一对副通道中的副下行通道经由所述副中央部连通，并且

其中，每一对主通道中的主上行通道与相邻的一对主通道中的主上行通道相邻，每一对主通道中的主下行通道与相邻的另一对主通道中的主下行通道相邻，并且每一对副通道中的副上行通道与相邻的一对副通道中的副上行通道相邻，每一对副通道中的副下行通道与相邻的另一对副通道中的副下行通道相邻。

2.根据权利要求1所述的立交桥，其中，所述第一对主通道中的主上行通道与所述第三对主通道中的主下行通道经由所述主中央部连通，所述第一对主通道中的主下行通道与所述第三对主通道中的主上行通道经由所述主中央部连通，并且

其中，所述第二对副通道中的副上行通道与所述第四对副通道中的副下行通道经由所述副中央部连通，所述第二对副通道中的副下行通道与所述第四对副通道中的副上行通道经由所述副中央部连通。

3.根据权利要求2所述的立交桥，其中，所述副中央部具有从第二对副通道延伸到第四对副通道的隔离栏，从而使所述第一对副通道与所述第三对副通道不连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的立交桥，其中，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸，或者彼此隔开地延伸。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的立交桥，其中，所述副交叉口高架于所述主交叉口上方，或者下沉于所述主交叉口下方。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的立交桥，进一步包括独立于所述主交叉口和所述副交叉口的第三交叉口，

其中，所述第三交叉口包括第三中央部以及分别在所述四个道路方向上从所述第三中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对、第四对第三通道，每一对第三通道包括第三上行通道和第三下行通道，

其中，每一对第三通道中的第三上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的所述一个方向上与相邻的一对第三通道中的第三下行通道经由所述第三中央部连通，并且

其中，每一对第三通道中的第三上行通道与相邻的一对第三通道中的第三上行通道相邻，每一对第三通道中的第三下行通道与相邻的另一对第三通道中的第三下行通道相邻。

7.根据权利要求6所述的立交桥，其中，所述主交叉口与地面平齐，所述副交叉口下沉于所述主交叉口下方，并且所述第三交叉口高架于所述主交叉口上方。

8.根据权利要求6所述的立交桥，其中，所述主交叉口与地面平齐，所述副交叉口下沉于所述主交叉口下方，并且所述第三交叉口下沉于所述副交叉口下方。

9.根据权利要求7或8所述的立交桥，其中，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此邻接地延伸，并且对应的至少一对第三通道中的第三上行通道和第三下行通道彼此隔开地延伸，或者

其中，至少一对副通道中的副上行通道和副下行通道彼此隔开地延伸，并且对应的至少一对第三通道中的第三上行通道和第三下行通道彼此邻接地延伸。

10.根据权利要求8所述的立交桥，其中，所述主中央部、所述副中央部与所述第三中央部分别由叠置在方井中的路面顶盖、副顶盘和第三顶盘形成。

11.根据权利要求10所述的立交桥，其中，所述路面顶盖、所述副顶盘和所述第三顶盘中的每一个均为模块化构件。

12.一种用于三个道路方向的立交桥，包括：

主交叉口，其包括主中央部以及第一对、第二对主通道，所述第一对主通道包括在所述三个道路方向中的第一道路方向上从所述主中央部向外延伸的主上行通道和主下行通道，所述第二对主通道包括分别在所述三个道路方向中的第二道路方向和第三道路方向上从所述主中央部向外延伸的主上行通道和主下行通道；以及

副交叉口，其独立于所述主交叉口，并且包括副中央部以及分别在所述三个道路方向上从所述副中央部向外延伸的第一对、第二对、第三对副通道，每一对副通道包括副上行通道和副下行通道，

其中，每一对主通道中的主上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上与相邻的一对主通道中的主下行通道连通，并且每一对副通道中的副上行通道在顺时针方向和逆时针方向中的另一个方向上与相邻的一对副通道中的副下行通道经由所述副中央部连通，

其中，第一对副通道中的副上行通道与第三对副通道中的副上行通道相邻，第一对副通道中的副下行通道与第二对副通道中的副下行通道相邻。

13.一种道路系统，包括至少两个立交桥，所述至少两个立交桥为根据权利要求1至11中任一项所述的用于四个道路方向的立交桥和/或根据权利要求12所述的用于三个道路方向的立交桥。

14.根据权利要求13所述的道路系统，其中，两个立交桥在一个道路方向上连通，并且在所述两个立交桥的连通处，一个立交桥的一对副通道中的上行通道和下行通道彼此隔开地布置，并且另一个立交桥的一对副通道中的上行通道和下行通道彼此邻接地布置。

15.根据权利要求13或14所述的道路系统，进一步包括至少一个弯道桥，所述至少一个弯道桥用于将弯道处的一个道路方向上的上行通道连通到另一个方向上的下行通道，并且将弯道处的一个道路方向上的下行通道连通到另一个方向上的上行通道。

16.一种道路系统，包括至少两个根据权利要求6至11中任一项所述的用于四个道路方向的立交桥，其中，两个立交桥在一个道路方向上连通，并且在所述两个立交桥的连通处，一个立交桥的一对第三通道中的上行通道和下行通道彼此隔开地布置，并且另一个立交桥的一对第三通道中的上行通道和下行通道彼此邻接地布置。

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