Roadform · 立交

四层式立交

两条高速公路相交、大量车流必须从其中一条转到另一条的地方。

四层式立交在Transport Fever 3中的轴测图，使用默认选项
TF3 · M · 上层：相交道路 · 通行侧：右。 高度放大3倍。

在真实道路上

Arroyo Seco Parkway与101号公路的四层立交，从洛杉矶市中心向东北方向拍摄，1999年。
Arroyo Seco Parkway与101号公路的四层立交，从洛杉矶市中心向东北方向拍摄，1999年。Brian Grogan, Historic American Engineering Record，PD-USGov，来源

四层堆叠式立交连接两条高速公路，每个转向都有一条定向匝道，不设环形匝道（下称环道）。1,2两条高速公路在中心交叉，左转匝道则在另外两层上经过同一点，因此四层道路在同一点上下交错而过。2,3在洛杉矶，这四层道路是在同一座桥梁结构物中交错而过的。3它又称堆叠式立交或四层式立交，是全定向式立交的一种。1,2,4

它起源于洛杉矶：Hollywood Parkway计划在Civic Center边缘与Arroyo Seco-Harbor Parkway相交。31944年，加利福尼亚州公路局的工程师称他们为该处设计的四层立体交叉是一种全新的立交类型；它源自公路局的区选线工程师W. H. Irish最先提出的一个构想。3苜蓿叶式立交要在环道上向右回转270度，而它让每个流向都只做一次简单的转弯；公路局的杂志预计它的通行能力会高于苜蓿叶式立交。3,5该结构物于1949年建成，是同类中的第一座。5,61953年9月22日，它的各层及连接道路首次全部投入使用。7

这种设计也被推荐用于其他地点：紧凑、高效、安全，在条件适宜采用的地方造价也不相上下。31953年初，据当时所知，它是唯一建成的四层结构物。820世纪40年代直至50年代中期，洛杉矶开始建设其高速公路系统，高速公路之间采用全定向式立交；Leisch和Morrall写道，这种形式最早在那里开发，常被称为“加利福尼亚四层堆叠式立交”。2得克萨斯州交通部（TxDOT）的设计手册把它列为四层定向式立交；如果辅道也从中穿过，就成为五层定向式立交。1美国联邦公路管理局（FHWA）2018年的一份报告称，亚特兰大I-85与I-285的东北交汇处是四层式立交设计的典型。9

TxDOT的设计手册指出，在两条高速公路相交处，采用全定向式立交通常是合理的。1各类定向式立交最常建在城市和郊区；在乡村，交通量一般太小，不足以在每个象限都设定向或半定向匝道。10堆叠式立交的匝道始终贴近每位驾驶员的行进方向：行程更短，车速和通行能力更高，交织减少或消除，也没有让驾驶员迷失方向的环道。1,11,12在用地方面，各设计手册说法不一：印第安纳州交通部（INDOT）称，定向式或半定向式立交所需的用地范围可能比苜蓿叶式立交少；密苏里州交通部（MoDOT）则称，定向式立交需要大片用地，不过与苜蓿叶式立交相比，多出的用地相对较少。12,13它能提供可能达到的最高通行能力，但多层结构物使它的造价极其高昂，加利福尼亚州的设计手册要求充分论证其效益。4,11,121950年，洛杉矶的这座立交连同其用地和附近所需的12座“卫星”桥，投资达500万美元；助理区工程师Cressy写道，造价如此高昂的立交，只有在必须让大量车流在高速公路之间便捷转换的地方才合理。14

在德国，1977年的一项研究把苜蓿叶式立交与设定向匝道的立交作了比较，研究称后者为“马耳他十字”（Malteserkreuze）。这类立交的造价约高50%，总体通行能力却只略高一些，因为其右转车流的通行条件不如左转车流。15对苜蓿叶式立交作些小的设计改进，只需多花约5%的费用，就能把它的通行能力最多提高约50%；研究判断，用于连接高速公路时，苜蓿叶式立交一般仍然够用。15

层数
4
转向
全部经由定向匝道12
第一座
洛杉矶，1949年建成6
第一座的高度
65英尺（20米），钢筋混凝土结构6
匝道通行能力
定向匝道每车道每小时约1,200至1,500辆；单车道环道的预期设计通行能力为每小时800至1,200辆10
设定向匝道的立交与苜蓿叶式立交相比（德国，1977年）
造价约高50%，通行能力只略高一些15
通常值得采用的场合
两条高速公路相交处1
限制因素
造价高：匝道更多、更长，跨线桥更多13

在哪里可以看到

  • 洛杉矶市中心的四层立交上，汽车正从Harbor Freeway驶向Hollywood Freeway，1966年。
    洛杉矶市中心的四层立交上，汽车正从Harbor Freeway驶向Hollywood Freeway，1966年。John Malmin, Los Angeles Times，CC BY 4.0，来源，经裁剪，以灰度显示

    四层立交，加利福尼亚州洛杉矶，美国。地图

  • Tom Moreland立交，又称“意大利面立交”，是85号州际公路与285号州际公路的交汇处，紧邻佐治亚州亚特兰大东北，从空中俯瞰。
    Tom Moreland立交，又称“意大利面立交”，是85号州际公路与285号州际公路的交汇处，紧邻佐治亚州亚特兰大东北，从空中俯瞰。United States Geological Survey，PD-USGov，来源

    I-85与I-285的东北交汇处，佐治亚州亚特兰大，美国。地图

Roadform中的改编

在Roadform中

两条高速公路交叉；每条左转匝道独立飞越中心，两条在16米，两条在24米。

在TF3中建成 · S · 上层：相交道路 · 通行侧：右
在TF3中建成 · S · 上层：相交道路 · 通行侧：右

从平面图看连接方式

TF3 · M · 上层：相交道路 · 通行侧：右。

四层式立交，TF3，布局：默认

规模与通行能力

尺寸决定道路宽度和布局所需的空间。下表采用默认布局。布局为更宽的道路留出了空间。

TF3 · 上层：相交道路 · 通行侧：右。 每方向车道数。
布局宽度×纵深最高道路每方向车道数
S711 × 711 m24 m主高速公路：2
交叉高速公路：2
匝道：1
M711 × 711 m24 m主高速公路：3
交叉高速公路：2
匝道：2
L711 × 711 m24 m主高速公路：3
交叉高速公路：3
匝道：2

哪条道路走桥上？

可以选择哪条道路位于交叉点上方。此选项可与各形式和尺寸组合。

TF3 · M · 通行侧：右。 高度放大3倍。

四层式立交，上层：相交道路
相交道路
四层式立交，上层：主线高速
主线高速
四层式立交，局部详图
桥梁纵断面在202 m内抬升24 m，坡度为11.9%。高度放大3倍。

资料来源与图片署名

  1. Roadway Design Manual, 15.3 Types of Interchanges，Texas Department of Transportation。www.txdot.gov
  2. Evolution of Interchange Design in North America，J. P. Leisch and J. Morrall, Transportation Association of Canada，2014。www.tac-atc.ca
  3. Four Level Grade Separation for Los Angeles Parkways Intersection, California Highways and Public Works, May-June 1944，S. V. Cortelyou, California Division of Highways，1944。libraryarchives.metro.net
  4. Highway Design Manual, Chapter 500 Traffic Interchanges, 502.3 Freeway-to-Freeway Interchanges，California Department of Transportation，2023。dot.ca.gov
  5. Unique Project: Four-Level Grade Separation in Los Angeles First of Kind, California Highways and Public Works, November-December 1948，the editor's note to H. Compagnon's article, California Division of Highways，1948。libraryarchives.metro.net
  6. Arroyo Seco Parkway (Pasadena Freeway), HAER No. CA-265: written historical and descriptive data，J. P. Gruen and P. Lee, Historic American Engineering Record, National Park Service，1999。tile.loc.gov
  7. Southern Freeways, California Highways and Public Works, January-February 1954，P. O. Harding, California Division of Highways，1954。libraryarchives.metro.net
  8. Unsung Heroes: Chief Bridge Engineer Pays Tribute to His Helpers, California Highways and Public Works, January-February 1953，F. W. Panhorst, California Division of Highways，1953。libraryarchives.metro.net
  9. Enhancing Safety and Operations at Complex Interchanges With Improved Signing, Markings, and Integrated Geometry (FHWA-HRT-17-048), Appendix A，Federal Highway Administration，2018。www.fhwa.dot.gov
  10. Roadway Design Manual, Chapter 10 Interchanges，South Carolina Department of Transportation，2021。www.scdot.org
  11. Design Manual M 22-01.23, Chapter 1360 Interchanges，Washington State Department of Transportation，2024。wsdot.wa.gov
  12. Indiana Design Manual, Chapter 48 Interchanges，Indiana Department of Transportation，2013。www.in.gov
  13. Engineering Policy Guide, 234.3 Directional Interchanges，Missouri Department of Transportation。epg.modot.org
  14. Hollywood Freeway, California Highways and Public Works, July-August 1950，F. B. Cressy, California Division of Highways，1950。libraryarchives.metro.net
  15. Untersuchung des baulichen Aufwandes und der Leistungsfähigkeit von Autobahnknoten (Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik 230), abstract，K. H. Trapp; abstract in the Transportation Research Board's TRID database，1977。trid.trb.org

真实道路照片的署名随图列出。Roadform图示和尺寸采用Transport Fever 3版本。