交叉口竖向设计的方法有方格网法、设计等高线法及方格网设计等高线法三种。

方格网法是在交叉口范围内以相交道路中心线为坐标基线打方格网，测出方格点上的地面标高，求出其设计标高，并标出相应的施工高度。设计等高线法是在交叉口范围内选定路脊线和标高计算线网，并计算其上各点的设计标高，勾绘交叉口设计等高线，最后标出各点施工高度。比较上述两种方法，其中设计等高线法比方格网法更能清晰地反映出交叉口的立面设计形状，但等高线上的标高点在施工放样时不如方格网法方便，为此，通常把以上两种方法结合使用，称之为方格网设计等高线法，它既能直观地看出交叉口的立面形状，又能满足施工放样方便的要求。

对于普通交叉口，多采用方格网法或设计等高线法，其中混凝土路面宜采用方格网法，而沥青路面宜采用设计等高线法；对于大型、复杂的交叉口和广场的竖向设计，通常采用方格网设计等高线法。下面以方格网设计等高线法为例来介绍交叉口立面设计的方法和步骤（注：如采用方格网法，则不需勾画设计等高线；如采用设计等高线法，可不画方格网，只要加注一些特征点的设计标高即可）。

1.收集资料

1）测量资料。交叉口的控制标高和控制坐标；收集或实测1∶500或1∶200地形图，详细标注附近地坪及建筑物标高。

2）道路资料。相交道路的等级、宽度、半径、纵坡、横坡等平纵横设计或规划资料。

3）交通资料。交通量及交通组成（直行、左转、右转的比例）。

4）排水资料。区域排水方式，已建或拟建地下、地上排水管渠的位置和尺寸。

2.绘制交叉口平面图

按比例绘出道路中心线、车行道、人行道及分隔带的宽度，缘石转弯曲线和交通岛等。以相交道路中心线为坐标基线打方格网，斜交道路的方格网线应选在便于施工放线测量的方向，方格的大小一般采用5m×5m～10m×10m，并量测方格点的地面标高。

3.确定交叉口的设计范围

交叉口的设计范围一般为缘石转弯圆曲线的切点以外5～10m（相当于一个方格的距离），主要用于路段与交叉口的纵横坡过渡处理以及标高的衔接等。

4.确定竖向设计图式和等高距

根据相交道路的等级、纵坡方向、地形情况以及排水要求等，确定所采用的竖向设计图式（即图6-28～图6-33所示的各种图式）。根据纵坡度的大小和精度要求选定等高线间距h，一般h=0.02～0.10m，为便于计算取偶数为宜。

5.勾绘设计等高线

（1）路段设计等高线的计算和画法当道路的纵坡、横断面形式及路拱横坡度确定以后，可按照所需要的等高距h，计算路段上设计等高线的水平距离。如图6-41所示，图中i₁和i₃分别为行车道中心线和边线的设计纵坡（通常情况下i₁=i₃）（％）；i₂为车行道的路拱横坡度（％）；B为行车道的宽度（m）；h₁为行车道的路拱高度（m）。

中心线上相邻等高线的水平距离l₁为

图6-41 路段上设计等高线的绘制

考虑路拱的设置，等高线在行车道边线上的位置沿纵向上坡方向偏移的水平距离l₂为

计算出l₁和l₂后，由l₁定出中心线上其余等高线的位置，再由l₂定出沿边线上相应等高线的位置，最后连接相应等高点，即得用设计等高线表示的路段立面设计图。实际上，如路拱形式为抛物线时，等高线应以曲线勾绘，只有直线型路拱可用折线连成等高线，为简化起见，图6-41用折线表示。

（2）交叉口上设计等高线的计算和画法

1）选定路脊线和控制标高。路脊线的选定，直接影响交叉口上的行车、排水和立面美观。路脊线通常是对向行车轨迹的分界线，即行车道的中心线，路脊线的交点即为控制标高点。对于斜交过大的T形交叉口，其路中心线不宜作为路脊线，应加以调整。如图6-42中AB′所示，调整路脊线的起点A一般为转角曲线切点断面处，而B′的位置原则上应选在双向车流的中间位置。

交叉口的控制标高应以整个道路系统的立面规划标高为依据，并综合考虑相交道路的纵坡、交叉口周围的地形、路面厚度和建筑物的布置等来确定。在确定控制标高时不宜使相交道路的纵坡相差太大，一般要求差值不大于0.5％，可能时尽量使纵坡大致相等，以利于立面设计处理。

图6-42 路脊线的确定

2）确定标高计算线网。只有路脊线上的设计标高还不足以反映交叉口的立面形状，依靠它来勾绘交叉口的等高线比较困难，必须增加一些辅助线，即标高计算线网。实践证明，交叉口立面设计的关键是正确选择路脊线和标高计算线网，如果妥善解决这两个问题则各点的标高计算也就迎刃而解了。标高计算线网主要有方格网法、圆心法、等分法和平行线法四种。

①方格网法。如图6-43所示，方格网法标高计算线网就是前述已打了方格的交叉口平面图，该法适用于道路正交的交叉口。

图6-43 方格网法设计标高计算图示

根据路脊线交叉点A的控制标高h_A，可逐一推算出某些特征点的设计标高。转角曲线切点横断面上的三点标高为

h_G=h_A－AGi₁ （6-16）

同理，可求得其余三个切点横断面上的三点标高。

由E₃点和F₃点的标高可推算出行车道边线延长线交叉点C₃的标高，即

过C₃点的AO₃连线与转角曲线相交于D₃点，则D₃点的标高为

转角曲线E₃F₃和路脊线上AG、AN上所需其他各点标高，可根据已算出的特征点标高，用补插法求得。同理可推算出其余转角所需各点的设计标高。

②圆心法。如图6-44所示，在路脊线上，按施工要求每隔一定距离或等分定出若干点，并与转角曲线的圆心连成直线（只连到转角曲线上），即得圆心法标高计算线网。

③等分法。如图6-45所示，将路脊线分为若干等分，相应地把转角曲线也作相同等分，连接对应点，即得等分法标高计算线网。

图6-44 圆心法

图6-45 等分法

④平行线法。如图6-46所示，先把路脊线的交叉点与各转角曲线的圆心连成直线，然后按施工要求在路脊线上分若干点，过这些点作该直线的平行线交于行车道边线，即得平行线法标高计算线网。

以上四种标高计算线网方法中，对于正交的十字形或T形交叉口，各种方法都可采用，而对斜交的交叉口宜采用圆心法和等分法。应该指出，标高计算线所在的位置就是用于计算该断面路拱设计标高的依据，而标准的路拱横断面是与车辆行驶方向垂直的。如果所定标高计算线位置不与行车方向垂直，那么按路拱方程计算出的标高将不能准确地反映路拱形状。所以，应尽量使标高计算线与路拱横断面的方向一致，同时也要便于计算。为此，推荐采用等分法或圆心法标高计算线网。

图6-46 平行线法

当主要道路与次要道路相交而主要道路在交叉口的横坡不变时，应将路脊线的交点A移到次要道路路脊线与主要道路行车道边线的交点A′处，如图6-47所示。此时，无论采用哪一种标高计算线网，都必须以移后的交点A′为准。

图6-47 路脊线交点位移

3）计算标高计算线上的设计标高。每条标高计算线上标高点的数目，可根据路面宽度、施工需要以及等高距来确定。对路宽、坡陡、施工精度要求高的，标高点可多些；反之，则少些（见图6-48和图6-49）。

图6-48 路拱标高计算图式

图6-49 标高点数划分(www.daowen.com)

标高计算线上标高点的方程与所选用的路拱形式有关，当采用抛物线形路拱时，一般根据所选路面类型不同，宽14m以下的次高级路面和中级路面可用式（6-20）计算，宽14m以上的高级路面可采用式（6-21）计算

式中 h₁——标高计算线两端（其中一端在路脊线上）的高差或路拱高度（m），；

B——车行道宽度（m）；

i_h——路拱横坡（％）。

为便于计算，可把式（6-20）和式（6-21）按照图6-49所示标高点数的划分制成计算表（见表6-18）。

确定了路脊线和标高计算线网，根据所定的控制标高，即可算出每条标高计算线两端点的设计标高。因为标高计算线的位置是作为计算路拱的断面位置，所以标高计算线两端点

表6-18 路拱标高点（计算图式见图6-49）的计算表 （单位：cm）

（续）

（其中一端位于路脊线上）的标高之差，即是路拱的高度h₁（见图6-48）。根据h₁值和所选用的路拱形式，即可利用表6-18或路拱方程式算出每条标高计算线上各等分点的设计标高。

（3）勾绘和调整等高线

1）根据已知的竖向设计图式和形状，把各等高点连接起来，即得初步的、以设计等高线表示的交叉口竖向设计图。

2）按行车平顺和排水迅速的要求，调整等高线的疏密（一般是中间疏，边沟密）和均匀纵、横坡度的变化，调整个别不合理的标高，补设进水口。

检查方法：用大三角板或直尺沿行车方向、横断面方向或任一方向，检查设计等高线的分布是否合理，以判别纵坡、横坡和合成坡度是否满足行车和排水要求。最后再检查街沟线上的纵坡能否顺利排水，以及进水口的布置是否合理。

3）根据等高线的标高，用补插法求出方格点上的设计标高。

6.计算施工高度

根据设计等高线图，用内插法求出方格点上的设计标高，用设计标高减去地面标高则得施工高度。

【例6-1】已知某正交的十字形交叉口位于斜坡地形上，路面为沥青混凝土。相交道路行车道的中心线及边线的纵坡i₁、i₃均为3％，路拱横坡i₂为2％，行车道宽度B为15m，转角曲线半径R为10m。交叉口控制标高为2.05m，若等高距h采用0.10m，试绘制交叉口的立面设计图。

图6-50 交叉口立面设计形式

【解】本例采用方格网设计等高线法进行设计，竖向设计图式如图6-50所示，交叉口的立面设计图如图6-51所示。主要设计及计算步骤如下：（1）路段上设计等高线的绘制

由l₁和l₂即可绘制路段上的设计等高线。

（2）交叉口上设计等高线的绘制

1）根据交叉口控制标高推算F₃、N、F₄三点标高

同理，可求得其余道口切点横断面的三点标高分别为h_M=2.58m，h_E4=h_E1=2.43m h_K=2.58m，h_F1=h_F2=2.43m h_G=1.52m，h_E2=h_E3=1.37m

图6-51 方格网等高线法交叉口立面设计图示例

2）根据A、F₄、E₄点标高，求C₄、D₄等点的设计标高

同理可得

h_C1=2.13m，h_C2=1.90m，h_C3=1.67m

h_D1=2.16m，h_D2=1.84m，h_D3=1.52m

3）根据F₄、D₄、E₄点标高，求转角曲线上各等高点标高。采用平均分配法。

F₄D₄及D₄E₄的弧长为

F₄D₄间应有设计等高线为，约为5根。

等高线的平均间距为。

D₄E₄间应有设计等高线为，约为6根。

等高线的平均间距为。

同理可得其他弧上等高线根数及等高线间距，见表6-19。

表6-19 等高线根数及等高线间距计算表

4）根据A、M、K、G、N各点标高及纵坡i₁，可分别求出路脊线AM、AK、AG、AN上的等高点的位置（计算从略）。

5）按所选定的立面设计图式，将对应等高点连接起来，即得初步立面设计图。

6）根据交叉口等高线中间应疏一些，边缘应密一些，且疏与密过渡应均匀的原则，对初定立面设计图进行调整，即得如图6-51所示的交叉口立面设计图。

【例6-2】某正交十字形交叉口布置示例，如图6-52所示。

对简单交叉口的立面设计也可采用特征断面法，即过路缘石曲线切点做相交道路的横断面，过曲线中点作与交叉点连线断面，或绘制其他便于施工放样的典型断面，然后根据相交道路的纵、横坡度，由交叉口控制标高出发，依次推算出各断面的左、中、右点设计标高，由此构成交叉口系列标高控制点。

本例特征断面如图6-52所示。根据交叉点标高及相交道路纵坡度，推算四个切点断面中线上的标高（图中未标注）；由相交道路的横坡度，推算各切点断面两边线的标高；由各转角曲线两端点的标高，内插出曲中点的标高。

【例6-3】某正交十字形水泥混凝土路面交叉口布置示例，如图6-53所示。

采用方格网设计等高线法进行设计。由于水泥混凝土路面为刚性板体，每块板不能有凹凸折面，板边必须是直线，故等高线是直线或折线，折点均应设在板缝处，设计标高按混凝土板分块式样在板角标注。

图6-52 特征断面法交叉口立面设计图示例

图6-53 水泥混凝土路面交叉口立面设计图示例