بررسی تقاطع های غیر مسطح

تقاطعهای غیرهمسطح
ملاحظات عمومی
چندین شکل تقاطع غیرهمسطح اصلی(اساسی) جهت تامین حرکت های چرخشی در یک محل دارای اختلاف سطح وجود دارد.نوع شکلی که در یک محل بخصوص استفاده می گردد بوسیله تعداد بازوهای چهارراه، حجم ترافیکی که مستقیم عبور می کند و حجمی که حرکت گردش خواهند داشت نوع ترافیک کامیون،توپوگرافی، فرهنگ، کنترل های طراحی و علائم گذاری مناسب تعیین می گردد.
در شرایطی که یک تقاطع غیرهمسطح بطور معمول جهت تطبیق با شرایط یک محل خاص طراحی می گردد بهتر است که طرح کلی خروجی های در راستای آزاد راه دارای درجاتی از یکنواختی باشند. علاوه بر این از نقطه نظر احتمالی راننده، تمام تقاطع ها دارای یک نقطه خروج باشند که در جلوی تقاطع هر کجا که کاربردی باشد مستقر گردد.
علائم گذاری و گردش بهره برداری مهمترین ملاحظاتی هستند که در طراحی تقاطع غیرهمسطح وجود دارند. علامت گذاری هر طراحی باید آزمایش گردد تا مشخص گردد که آیا یک جریان ترافیک امن وهموار را تامین کند یا خیر.
نیاز برای ساده سازی طراحی تقاطع غیرهمسطح از دیدگاه علامت گذاری و فهم راننده نباید بعنوان یک اغراق تلقی گردد.
برای جلوگیری از انتخاب مسیر غلط تمام تقاطع های آزاد راه ها بزرگراه های با کنترل غیردسترس باید دارای رمپ باشند تا تمام جهت های اصلی را ساپورت کنند. به عنوان یک راه حل خاص حرکت از آزاد راه به آزاد راه در صورتیکه ترافیک مربوط به گردش کمتر باشد و بتوان آن را در آزاد راه جا داد ممکن است حذف استقرار عابرین پیاده ودوچرخه سواران نیز باید درانتخاب شکل یک تقاطع غیرهمسطح باید ملاحظه گردد.
برای راحتی بیشتر مثالهایی از اشکال تقاطع های غیرهمسطح در مباحث زیر برای موضوعات کلی برای تقاطع های سربازویی و یا بازویی وبرای طراحی بخصوصی که دارای دو یا چند ترکیب ساختار می باشند بررسی گردیده است.
اشکال عمومی تقاطع های غیرهمسطح بصورت مقیاسی ویا مثالهایی از امکانات موجود نشان داده شده است.
 
طراحی های سه بازویی
یک تقاطع غیرهمسطح با سه بازوی تقاطع که تشکیل شده است از یک یا چند تغییر ارتفاع در بزرگراه و یک راه یک طرفه برای تمامی حرکت های ترافیکی. وقتی که دو بازو از سه بازوی تقاطع غیرهمسطح تشکیل راه مستقیم را می دهند زاویه تقاطع یک زاویه تند نمی باشد عبارت تقاطع T شکل بکار می رود.هنگامی که تمام بازوهای تقاطع یک رفتار مستقیم دارند و یا زاویه متقاطع با بازوی سوم تقاطع کوچک است تقاطع ممکن است به عنوان یک تقاطع Y شکل شناخته شود. یک تمایز شفاف بین اشکال Y,T شکل خیلی مهم نیست. بدون توجه به زاویه تقاطع ورفتار حرکت مستقیم هر طرح اصلی تقاطع غیرهمسطح ممکن است برای یک تغییرات وسیع شرایط کاربرد داشته باشد. تقاطع های غیرهمسطح سه بازویی باید فقط در مکانهایی استفاده گردد که وسعت بخشیدن راه در آینده دریک گوشه از چهارگوشه که استفاده نمی گردد، غیرممکن است و یا اصلا مورد نظر نمی باشد. این مسئله به این دلیل می باشد که ایجاد تغییرات یا گسترش دادن تقاطع های غیرهمسطح سه بازویی در آینده بسیار دشوار می باشد.
شکل ۱۰-۹ طرحی از یک تقاطع غیرهمسطح سه بازویی که دارای یک اختلاف سطح می باشد را نشان می دهد. اشکال ۱۰-۹B , 10-9A طرح شیپوری که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد را نشان میدهد.
حرکات ترافیکی مستقیم از نقطه a به ‍c یک مسیر مستقیم قرار می گیرد. یک ضابطه برای انتخاب هر کدام از طرح ها بستگی به حجم حرکات گردش به چپ دارد، یعنی خطوط مستقیم ترافیک بیشتری را انتقال دهند ولوپ ها دارای حجم کمتری از ترافیک باشند. تقاطع های اریب بیشتر از تقاطع های راست گوشه مطلوب می باشد برای اینکه تقاطع های اریب دارای مسافت سفر کوتاهتری می باشند و دارای شعاع چرخش یکسان تری برای حجم ترافیک سنگین تر می باشند و زایه گردش کوچکتری برای گردش به چپ وجود دارد. در شکل ۱۰-۹A انحناء‌لوپ b-a قبل از سازه شروع می شود که به راننده هشدار می دهد که انتظار یک شکست مهم را در انحناء داشته باشند.
مارپیچ های عبوری تشکیل یک تغییر سرعت یکنواخت وایجاد مانور لوپ و هم ایجاد سهولت در استفاده از سرعت بالا را می دهند.
قسمت دوکی شکل لوپ این امکان را فراهم می کند پیچش گردش به چپ حجم بالای ترافیک، یا به b، پهن و وسیع گرددکه باعث دست یافتن به سرعت بالاتری می گردد. خروجی لوپ رمپ در شکل ۱۰-۹b بخوبی در جلوی پل قرار گرفته است که باعث ایجد طول کاهش سرعت کافی در نزدیکی به شکست در داخل انحنا می گردد. انحناء ها با حرکات پیچش در گسترش شکل مطلوب رمپ ها بسیار موثرند. انحنان گردش به چپ، b-a جلوتر از پل آغاز می گردد تا راننده بتواند پیش بینی لازم را داشته باشد.
نوع دیگری از تقاطع های تک پل سه بازویی، در شکل ۱۰-۹c نشان داده شده است که کمتر معمول می باشد که دارای لوپ هایی برای هر دو حرکات گردش به چپ می باشد. تقاطع غیرهمسطح نشان داده شده در شکل ۱۰-۹c دارای زمینه بسیار خوبی برای استفاده به عنوان پایه اولیه یک برگ شبدری نهایی می باشد. یک راه جمع کننده-پخش کننده ایجاد می گردد تا حرکات پیچش داخل راه اصلی حذف گردد. در مرحله دوم یک راه که به فرم یک چهار بازو در روبروی دسته T گسترش می یابد و رمپ های باقیمانده اضافه می گردند.
با توجه به ترافیک این نوع از تقاطع غیرهمسطح در مقایسه به انواع نشان داده شده در اشکال ۱۰-۹A , 10-9B نامرغوب تر می باشد بعلت اینکه هر دو حرکت گردشی به چپ از لوپ استفاده می کنند که باعث حرکت مارپیچ در مقابل همدیگر می شوند علاوه بر این رمپ لوپ های با شعاع کوچک به عنوان روش مناسب برای پایان دادن به آزاد راه به حساب نمی آیند. با وجود اینکه طرح برای تقاطع های غیرهمسطح در صورتیکه حجم گردش به چپها زیاد نباشند مناسب است اشکال نشان داده شده در شکل ۱۰-۹A,10-9B بیشتر ترجیح داده می شود در صورتیکه با شرایط مکان مورد نظر قابل پذیرش باشند برای شرایط مقایسه ای هزینه ساخت اشکال ۱۰-۹B,10-9A باید تقریبا یکسان باشند.
شکل ۱۰-۱۰  نوع پیشرفته تقاطع های غیرهمسطح T,Y را نشان می دهد که هر کدام دارای بیشتر از یک پل می باشند و یا دارای یک سازه با سه سطح متفاوت می باشند که تمام حرکت ها را بدون لوپ انجام می دهند.
این اشکال دارای هزینه بیشتری نسبت به اشکال تک سازه ای تک پل می باشند و فقط در شرایطی که تمامی عبور ومرور ماشینها بزرگ است کاربرد دارند.
در شکل ۱۰-۱۰A تمامی عبور و مرورها جهتی هستند سه پل ترکیب مورد نیاز است و حرکات مارپیچی دوری می گردد. این طرح برای یک تقاطع با آزاد راه دارای ترمینال برای یک آزاد راه ترمینال برای یک آزاد راه بزرگ دیگر مناسب می باشند.و
بعضی ارتباطات شاخه ای یا انشعابات اصلی مهم طراحی می گردند که در این فصل بررسی خواهد شد. مسیر این تقاطع غیرهمسطح ممکن است طوری تنظیم گردد که احتیاجات دسترسی به سمت راست راه کاهش یابد که یک تقاطع غیرهمسطح با پل دارای سه سطح مختلف را تشکیل می دهد بصورتیکه در شکل ۱۰-۱۰B نشان داده شده است.
بطور موثر نشان داده شده در شکل ۱۰-۱۰A  ممکن است بر فرم نشان داده شده در ۱۰-۱۰ B برتری داشته باشد که بدلیل وجود انحنای تند ذاتی در قسمت C-b در شکل ۱۰-۱۰B می باشد. با وجود اینکه معمولا برای مقایسه کامل هزینه ها احتیاج به آنالیز خاصی می باشد ولی معمولا اختلاف کمی در هزینه ها دارند. در بعضی موارد یک سازه دارای سه سطح مختلف پیچیده دارای هزینه ساخت کمتری می باشد.
شکل ۱۰-۱۰c یک تقاطع غیرهمسحط سه بازویی با یک طرح دسته کوزه دوبل را نشان می دهد این طرح معمولا در مواردی کاربرد دارد که برای انتقال یک آزاد راه به داخل یک تقاطع غیرهمسطح با مینیمم انحراف در مسیر مناسب می باشد ولی شعاع تقاطع نیز بطور قابل ملاحظه ای مهم است.
ترافیک ورودی خروجی به آزاد راه در تقاطع غیرهمسطح در سمت راست ورمپ ها معمولا بوسیله یک راه خطه انجام می گردد. این طرح از یک ترکیب سه تایی( اختلاف سطح سه تایی) استفاده می کند که حداقل دو تا از آناه دارای فاصله دو برابر راه می باشند. همانطور که در شکل ۱۰-۱۰B نشان داده شده است طرح اصلی میتواند طوری انجام گردد که هر دو رمپ های گردش به چپ با راه اصلی در یک نقطه برخورد کنند که بتوان یک پل اختلاف سه سطح را جایگزین یک ترکیب سه تایی به صورت نشان داده شده کرد.
شکل ۱۰-۱۰E یک نوع تغییر دیگر از شکل نشان داده شده در ۱۰-۱۰D,10-10c می باشد. راه های مجزا برای حرکات گردش به چپ بوسیله دو ترکیب( سازه) با دواختلاف سطح که رمپها را از راه اصلی مجزا می کند ایجاد گردیده است پلهای با اختلاف سطح باید با فضای کافی ایج اد گردند تا اجازه جابجایی به رمپ مجزا b-a  بین آنها را بدهند و بنابراین از ایجاد سازه سوم در شکل ۱۰-۱۰c جلوگیری می کنند.این طرح ممکن است همانطور که در شکل ۱۰-۱۰f نشان داده شده است تغییر یابد. این طرح باعث ایجاد مسیر هموارتری در رمپ ها می گردد ولی عملکدر موفقیت آمیز به پیشین بخش مارپیچ که برای این دو حرکت به میزان کافی طولانی می باشد بستگی دارد.
شکل ۱۰-۱۱ یک تقاطع غیرهمسطح شیپوری در نقطه اتصال آزاد راه به راه اصلی محلی در یک بخش خارج شهری را نشان می دهد .یک سیمای منحصر به فرد از این شکل به این نحو است که راه محلی از روی یک راه آزاد راه و از زیر راه دیگر آن بخاطر شیب تند ناحیه عبور می کند.این طرح همچنین شعاع تند در لوپ را توضیح می دهد. طراحی براین اساس است که ترافیک سنگین تری توسط اتصال نیمه جهت دهنده حمل می گردد ولوپ دارای حجم سبک تری می باشد.
شکل ۱۰-۱۲ یک تقاطع غیرهمسطح بین دو آزاد راه در منطقه خارج شهری نشان می دهد.
طراحی جهت دهنده با شعاع بزرگ اجازه عمکلرد با سرعت بالا را برای عبور ومرور تامین می کند.جاده های کفاری یک عملکرد یک طرفه مناسب با اتصال از راه های تقاطع های غیرهمسطح که به میزان کافی امتداد دارند را تامین می کنند. فواصل جداسازی بین انشعابات اصلی و پایانه های رمپ که به دنبال آن می آیند باید به میزان کافی باشند تا یک عملکرد ترافیکی هموار را ایجاد نمایند. در این شکل سه ترکیب مجزا وجود دارد.
شکل ۱۰-۱۳ یک تقاطع غیرهمسطح سه بازویی جهت دهنده بین دو آزاده راه در یک گذرگاه رودخانه را نشان می دهد. راه های گردش به طور قابل توجهی به نحوی طراحی می گردند که اجازه عملکرد با سرعت بالا را می دهند.
به انشعاب اصلی واتصالات شاخه ها در محل عبور رودخانه توجه کنید. یک ناحیه سه گوش خیلی وسیع تر در قسمت واگرایی نسبت به قسمت همگرایی جهت یک منطقه بهبود بخشید و یا امکان نصب یک تقلیل دهنده بوجود آمده است.
شکل ۱۰-۱۴ یک تقاطع غیرهمسطح از نوع شیپوری را نشان می دهد یک ورودی و خروجی دو خطه در پل در قسمت جلویی شکل هم سیستم خیابان محلی وهم حرکات آزاد راه به آزاد راه را تامین می کند.
تمامی حرکات تقاطع غیرهمسطح معمولا توسط این نوع تقاطع انجام می گیرد وخروجی ها بر روی منحنی ها بخوبی طراحی گردیده اند تا خروجی ها اشتباهی را کاهش دهند. خروجی در قسمت پایین در جلوی شکل بنحوی قرار گرفته است که از جلوی خط اصلی انحنا آغاز می گردد. قطعات سه گوش به طور قابل توجهی باطرح های مناسب طراحی گردیده اند.
 
طرح های ۴ بازویی
تقاطع های غیرهمسطح با چهاربازویی متقاطع معمولا به ۵ دسته از اشکال عمومی زیر تقسیم می گردند.
۱-رمپ ها دریک گوشه از چهار گوشه
۲-تقاطع های الماس شکل لوزی
۳-تقاطع های داخل شهری تک جهتی
۴-برگ شبدری های نیمه یا کامل دارای رمپ در دو یا سه گوشه
۵-تقاطع ها با اتصالات جهت دهنده یا نیمه جهت دهنده
رفتارهای عملکردی وانطباق های هر یک از اشکال بصورت مجزا مورد بررسی قرار خواهد گرفت.مثالهای واقعی از تقاطع های موجود و یا طراحی شده برای هر یک از انواع ارائه خواهد گردید.

رمپ ها در یک گوشه:
تقاطع های غیرهمسطح بارمپ فقط در یک گوشه در تقاطع های با حجم ترافیک پایین کاربرد داد. در جایی که تقاطع غیرهمسطح به دلیل توپوگرافی خاص بوجود می اید وحجم ترافیک تاثیری در آن ندارد یک طراحی رمپ نزدیک به حداقل دو راهه معمولا جوابگوی تمامی ترافیک گردش خواهد بود. ترمینال های رمپ معمولا بصورت تقاطع T شکل اجرا می گردند.
محل های مناسب برای این نوع تقاطع خیلی محدود می باشند. یک محل معمول ممکن است در تقاطع یک بزرگراه خوش منظر یک بزرگراه دو خطه مربوط به یک بخش یا ایالت باشد که دارای حرکات گردشی سبک می باشد. ترافیک کامیون حداقل در منطقه وجود دارد ومنطقه وحفاظت محیط زیست بطور شاخص از اولویت برای ایجاد رمپ های اضافه برخوردار است.
در بعضی از تقاطعات غیرهمسطح ممکن است محدود کردن گسترش رمپ به یک گوشه به علت مسائل توپ گرافی عوارض شهری و یا دیگر محدودیت ها امر مناسبی باشد. حتی در شرایطی که حجم ترافیک نشان دهنده نیاز برای تسهیلات گردشی وسیع تری می باشد. در تقاطع های با رمپ فقط در یک گوشه یک درجه بالایی از مجرا سازی تنگه سازی در انتهای رمپ ها در فواصل میان ودر خطوط گردش به چپ در راه های مستقیم بطور معول مورد نیاز خواهد بود تا حرکات گردش را بخوبی کنترل کند.
در بعضی نمونه ها یک تقاطع غیرهمسطح تک گوشه ممکن است به عنوان اولین قدم در برنامه ساخت بنا نهاده گردد. در این موارد رمپ های اولیه باید طوری گردند تا به عنوان قسمتی از گسترش نهایی به حساب آیند. شکل ۱۰-۱۲A یک تقاطع غیرهمسطح تک گوشه در یک تقاطع بزرگراه ایالتی با یک راه خوش منظر که در مناطق کوهستانی خارج شهری قرار گرفته است را نشان می دهد. قسمت اعظم شکل امتداد یافته رمپ بوسیله توپوگرافی تعیین گردیده است. ترافیکی ورودی به هر کدام از راه های سراسری بوسیله تابلوهای است کنترل می گردد. با وجود اینکه حجم ترافیک پایین است. ترافیک مربوط به حرکات گردشی سهمی مهمی از حجم کل را تشکیل می دهند.
شکل ۱۰-۱۲B یک تقاطع غیرهمسطح تک گوشه را نشان می دهد که به عنوان مرحله اولیه از مراحل ساخت عمل می کند  که بطور آماده قابلیت تبدیل به بخش از یک تقاطع غیرهمسطح با برگ شبدری کامل یا نیمه راه دارا می باشد بدون اینکه نیاز به بازسازی یا تعمیر داشته باشد. مجراهای ساخته شده که استادانه درست گردیده است باعث ایجاد ایمنی و چشم انداز جذابی گردیده است.
 
تقاطع های غیرهمسطح الماسی(لوزی شکل)
ساده ترین وشاید معمول ترین نوع شکل تقاطع غیرهمسطح شکل لوزی است. یک تقاطع غیرهمسطح لوزی شکل هنگامی کامل است که دارای یک رمپ قطری یک طرفه از گوشه ها باشد.رمپ ها منحصر به پایانه های جریان آزاد ترافیکها در بزرگراه اصلی می باشند و گردش به چپ ها در شیب به راه های متقاطع محدود می گردند. تقاطع غیرهمسطح لوزی شکل در مقایسه با یک نیمه شبدری دارای چندین مزیت می باشد تمام ترافیک می توانند با سرعت نسبتا بالایی به راه اصلی داخل شوند و یا خارج گردند مانورهای گردش به چپ به ساخت سفر کمتری نیاز دارد و یک باند باریک اتصال در راه راست مورد نیاز است حتی بعضی اوقات فقط برای بزرگراه به تنهایی کافی می باشد.
تقاطع های غیرهمسطح لوزی شکل هم در مناطق داخل شهری وهم در مناطق خارج شهری کاربردی دارند. آنها بطور شاخص سازگار با تقاطع های اصلی فرعی که گردش به چپ ها در سطح راه فرعی متناسب است ومی تواند با حداقل دخالت در ترافیکی که به تقاطع از هر یک از جهت ها نزدیک می گردد جوابگو باشد.
در چهار راه در محل تقاطع راه که بوسیله پایانه ها شکل گرفته است بصورت هر یک از تقاطع T  شکل در سطح عمل می کند و باید به نحوی که به طور مختصر در فصل ۹ توضیح داده شده طراحی می گردد. به هر حال به دلیل اینکه این تقاطع ها دارای چهار بازو می باشند که دو تا از ا»ها یک طرفه می باشند مشکلی در کنترل ترافیک را جهت جلوگیری از ورود به مسیر اشتباه از تقاطع را ایجادمی کند. به همین دلیل یک میانه( حدفاصل میانی) باید در تقاطع ایجاد گردد تا تنگه سازی مناسب تسهیل گردد. در حالی که این میانه می تواند یک میانه رنگ شده باشد یک میانه بالا و پایین رفته با یک لبه شیبدار ارحج است. در بیشتر موارد علائم اضافی برای کمک به جلوگیری از استفاده تا مناسب از رمپ ها باید در طراحی تقاطع غیرهمسطح لحاظ گردد. مشکلات ورود به مسیر اشتباه در فصل ۹ و در بخش طراحی جهت کاهش ورود به مسیر غلط مورد بحث قرارگرفته است.