本发明属于道路交通领域，具体地说是一种无交通信号灯的道路立体交叉结构及其行驶方法。
背景技术
道路交通信号灯已经存有百年历史，在维护道路交通秩序上起到了重要的作用。可是交通信号灯的使用降低了行车速度和道路的使用效率，浪费了时间，消耗了能源；在信号灯前的停车过程中，轮胎与道路的反复频繁地摩擦，不仅造成道路的损坏、增加道路的维修成本，而且摩擦过程中产生的沥青沙石粉末，以及橡胶粉末极大地增加了城市的空气污染，更容易引发交通事故。信号灯控制交通实在是不得已而为之。
为了防止交通拥堵和解决如上的问题，现在多用复杂结构的多向独立转弯立交桥系统，不仅成本巨大，还占用昂贵的城市空间；并且巨大的多向独立转弯立交系统遮挡了视线，严重地破环了城市景观。随着科技的进步，试图构建一种无需信号灯的十字路口交通结构，如2015年11月25日公开的、公开号为cn105088909a的发明专利，公开了一种万字型立交十字路口的道路结构，不仅结构复杂，造价高昂，而且还会发生交通干涉问题。2013年5月22日公开的、公开号为cn103114506a发明专利，公开了一种直通立交和两组双向立交匝道和两个单向匝道的十字交叉道路结构，实际上它只能实现上层主路两个方向的无信号灯左右转，在立交的另一道路的两个方向上只能实现无信号灯右转，结构复杂，造价昂贵，有碍城市观瞻。
技术实现要素：
为了解决交通拥堵和上述问题，本发明的目的在于提供一种无交通信号灯的道路立体交叉结构及其行驶方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的道路立体交叉结构包括相互交叉的两个地面路，每个地面路的中间均设有双向中央分隔线，其中一个地面路上设有一段位于另一个地面路下方的局部地下隧道，每个所述地面路上均设有双向机动车道及双向非机动车道和人行道；每个所述地面路的两端下方均设有引导隧道，设有所述局部地下隧道的地面路两端下方的引导隧道的一端与开设在该地面路上的隧道口相连通，另一端通向所述局部地下隧道，设有所述局部地下隧道的地面路两端下方引导隧道连通的隧道口位于该地面路上的两侧，另一个地面路两端下方的引导隧道的两端分别与开设在该地面路上两侧的隧道口相连通；
其中：所述局部地下隧道的两端为坡路段，中间为下沉段，该下沉段的长度大于或等于上方地面路的宽度；
两个所述地面路的每个交叉口处均设有换向车道转出口；
两个地面路上机动车行驶方向最外侧的机动车道均为辅道，所述引导隧道的隧道口开设在该辅道上，由地面路的中间向端部向下倾斜；
所述引导隧道的隧道口所在辅道的左侧为机动车道中的慢车道，设有局部地下隧道的地面路上的两个隧道口以及另一个地面路上的两个隧道口为入口，位于机动车行驶方向慢车道通过交叉路口后的至少一个车身的长度，位于所述慢车道的右侧，入口处除了与道路衔接的一边外，其余三边均设有围拦；另一个地面路上的另外两个隧道口为出口，位于同向慢车道的右侧，靠近进入交叉路口的位置，出口处除了与道路衔接的一边外，其余三边均设有围拦；
所述引导隧道为回头型结构，即设有所述局部地下隧道的地面路两端下方的引导隧道为“j”型，该“j”型的短边与开设在该地面路上的作为入口的隧道口相连通，长边作为出口在所述局部地下隧道的道路内，从右侧与局部地下隧道的主路慢车道汇接；另一个地面路两端下方的引导隧道为“u”型，该“u”型的两端分别与开设在该地面路上同一端两侧的隧道口相连通，该两侧的隧道口分别为入口、出口；
所述相互交叉的两个地面路的四个交叉点处均设有人行地下通道口，相邻的人行地下通道口之间通过非机动车和人行地下通道连接，该非机动车和人行地下通道位于所述局部地下隧道与上方的地面路之间；
所述相互交叉的两个地面路的四个交叉点处均设有人行地下通道口，任意一个地面路两侧相对的人行地下通道口之间通过非机动车和人行地下通道连接，该非机动车和人行地下通道位于所述局部地下隧道与上方的地面路之间，另一个地面路两端的每侧均设置人行地下通道口，位于地面路端部的两个人行地下通道口之间通过非机动车和人行地下通道连接；
本发明无交通信号灯的道路立体交叉结构的行驶方法为：
所述地面路上每个方向机动车道的最外侧为辅道，非机动车道和人行道位于该铺道的外侧，与辅道内侧相邻的为至少一条慢车道，所述慢车道与中央分隔线之间为至少一条快车道；每个机动车行驶方向均包括直行、右转弯、左转弯及掉头，直行的机动车在所述快车道上行驶，右转弯、左转弯及掉头的机动车在进入交叉路口前行驶在所述慢车道上；其中
直行：设有所述局部地下隧道的地面路上的双向行驶的机动车在地面路、局部地下隧道上直行通过，另一个地面路上的双向行驶的机动车均在地面路上直行通过；
右转弯：任意一个地面路进行右转弯的机动车，在原行驶方向的慢车道上进入第一换向车道转出口后右转，行驶到右侧相邻的地面路的辅道上，沿辅道前行，然后再由辅道向左汇入该方向的慢车道上，完成机动车右转弯；
左转弯：任意一个地面路进行左转弯的机动车，在原行驶方向的慢车道上进入第一换向车道转出口后右转，行驶到右侧相邻的地面路的辅道上，沿辅道前行，由该辅道上设置的隧道口进入引导隧道，通过右侧相邻的地面路该端的引导隧道转向掉头，从该引导隧道的出口向左汇入转向后的慢车道，继续直行，完成机动车左转弯；
掉头：任意一个地面路进行掉头的机动车，在原行驶方向的慢车道上直行通过第一换向车道转出口后，进入第二换向车道转出口，然后再进入该行驶方向慢车道右侧辅道上的隧道口、进入引导隧道，沿该引导隧道掉头、机动车转向180°，从所述引导隧道另一端的出口汇入同一地面路的反向慢车道，继续直行，完成机动车掉头；
其中：所述引导隧道在设有所述局部地下隧道的地面路上出口为一慢车道右面的辅道，到达局部地下隧道的下沉段后向左汇入目标方向的慢车道；所述引导隧道在另一个地面路上的出口为上坡，从地下的引导隧道行驶出到达目标方向的慢车道。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明的交叉道路结构在无信号灯控制的情况下，在四个方向实现了无障碍、自由、无需停车等待的直行、左转弯、右转弯和掉头。
2.本发明极大地方便了城市内机动车辆的行驶，提高行车速度、昂贵的城市道路资源的利用率，提高办事效率，对推动经济发展有重要意义。
3.本发明节约了因信号灯控制停车造成的的能源浪费，道路磨损，车辆磨损，磨损粉尘污染。
4.本发明结构紧凑占用城市土地面积和空间资源少，可推广到城市内的任何交叉路口。
5.本发明便于无信号灯交叉路口道路结构的标准化，可进一步加快建设速度，降低建设成本。
附图说明
图1为本发明道路立体交叉结构的立体结构示意图；
图2为本发明道路立体交叉结构中右转车辆行驶路线示意图；
图3为本发明道路立体交叉结构中左转车辆行驶路线示意图；
图4为本发明道路立体交叉结构中掉头车辆行驶路线示意图；
图5为本发明道路立体交叉结构的俯视图；
其中：1为地面路，2为局部地下隧道，3为引导隧道，4为非机动车道和人行道，5为第一换向车道转出口，6为第二换向车道转出口，7为第一直行车道，8为第二直行车道，9为换向行驶车道，10为人行地下通道口，11为非机动车和人行地下通道，12为辅道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～5所示，本发明的道路立体交叉结构包括相互交叉的两个地面路1，每个地面路1的中间均设有双向中央分隔线，每个地面路1上均设有双向机动车道及双向非机动车道和人行道4，每个方向机动车道的最外侧为辅道12，非机动车道和人行道4位于该铺道12的外侧(即行驶方向的右侧)，与辅道12内侧(即行驶方向的左侧)相邻的为至少一条慢车道，慢车道与中央分隔线之间为至少一条快车道。地面路1上设有现有技术的排水系统。
两个地面路1中，其中一个地面路1上设有一段位于另一个地面路1下方的局部地下隧道2，局部地下隧道2的两端为坡路段，中间为下沉段(即道路平坦部分)，该下沉段的长度大于或等于上方地面路1的宽度。每个地面路1的两端下方均设有引导隧道3，设有局部地下隧道2的地面路1两端下方的引导隧道3的一端与开设在此地面路1上的隧道口相连通，另一端通向局部地下隧道2，设有局部地下隧道2的地面路1两端下方引导隧道3连通的隧道口位于此地面路1上行驶方向的两侧、且位于此地面路1的两端。另一个地面路1两端下方的引导隧道3的两端分别与开设在此地面路1上两侧的隧道口相连通，每个引导隧道3两端连通的隧道口位于此地面路1行驶方向的两侧，此地面路1的每端各有两个隧道口。引导隧道3的隧道口开设在辅道12上，由地面路1的中间向端部向下倾斜；即，引导隧道3的隧道口为坡路，坡度控制在8°～10°，优选为10°。各隧道口均在辅道12路面的地下，优选深度5.5米。在两个地面路1的每个交叉口处均设有换向车道转出口。
设有局部地下隧道2的地面路1上的两个隧道口为入口。另一个地面路1上的四个隧道口中的两个也为入口，这两个入口位于行驶方向的两侧、且位于此地面路子的两端。作为入口的隧道口位于机动车行驶方向慢车道通过交叉路口后的至少一个车身的长度，位于慢车道的右侧，入口处除了与道路衔接的一边外，其余三边均设有围拦。另一个地面路1上的另外两个隧道口为出口，位于同向慢车道的右侧，靠近进入交叉路口的位置，出口处除了与道路衔接的一边外，其余三边均设有围拦。
本发明的引导隧道3为回头型结构，即设有局部地下隧道2的地面路1两端下方的引导隧道3为“j”型，该“j”型的短边与开设在此地面路1上的作为入口的隧道口相连通，长边作为出口在局部地下隧道2的道路内，从右侧与局部地下隧道2的主路慢车道汇接。另一个地面路1两端下方的引导隧道3为“u”型，该“u”型的两端分别与开设在此地面路1上同一端行驶方向两侧的隧道口相连通，这侧的隧道口分别为入口、出口。
本发明每个行驶方向的最外侧均为非机动车和人行地下通道11，在交叉路口的交叉处分别向右转弯后。在相互交叉的两个地面路1的四个交叉点处均设有人行地下通道口10，相邻的人行地下通道口10之间通过非机动车和人行地下通道11连接，该非机动车和人行地下通道11位于局部地下隧道2与上方的地面路1之间。或者，相互交叉的两个地面路1的四个交叉点处均设有人行地下通道口10，任意一个地面路1两侧相对的人行地下通道口10之间通过非机动车和人行地下通道11连接，该非机动车和人行地下通道11位于局部地下隧道2与上方的地面路1之间，另一个地面路1两端的每侧均设置人行地下通道口10，位于地面路端部的两个人行地下通道口10之间通过非机动车和人行地下通道11连接，且位于该端引导隧道3的外侧。
本实施例的两个地面路1呈“十”字交叉，设有局部地下隧道2的地面路1设为第一地面路，另一个直通的地面路1设为第二地面路。第一地面路与第二地面路各设有双向四条机动车道，机动车道中的最外侧为辅道12，辅道12的左侧为一条慢车道，慢车道与中央分隔线之间为两条快车道。第一地面路的两端各开设一个引导隧道3的隧道口，这两个隧道口均为入口，位于第一地面路行驶方向的两侧，分别开设在各自行驶方向的辅道12上。第一地面路两端的引导隧道3均呈“j”型，“j”型的短边与地面路1上作为入口的隧道口相连通，长边作为出口在局部地下隧道2的道路内，从右侧与局部地下隧道2的主路慢车道汇接。第二地面路的两端各开设两个引导隧道3的隧道口，第二地面路每个行驶方向同侧的两个隧道口沿行驶方向先是出口、后是入口。第二地面路两端的引导隧道3均呈“u”型，“u”型的两端分别与开设在第二地面路上同一端行驶方向两侧的隧道口相连通，两侧的隧道口分别为入口、出口。本实施例是在第一、二地面路的四个交叉点处均设有人行地下通道口10，第二地面路两侧分别相对的人行地下通道口10之间通过非机动车和人行地下通道11连接，该非机动车和人行地下通道11位于局部地下隧道2与上方的地面路1之间。第二地面路两端的每侧均设置人行地下通道口10，位于第二地面路端部的两个人行地下通道口10之间通过非机动车和人行地下通道11连接，且位于该端引导隧道3的外侧。
本实施例中，第二地面路上每个行驶方向，与第一地面路的第一个交叉口处设有第一换向车道转出口5，与第一地面路的第二个交叉口处设有第二换向车道转出口6。
本发明无交通信号灯的道路立体交叉结构的行驶方法为：
每个机动车行驶方向均包括直行、右转弯、左转弯及掉头，直行的机动车必须在靠近中央分隔线的快车道上行驶，在道路立体交叉结构准备改变行驶方向的机动车，无论是右转弯、左转弯还是掉头，在进入交叉路口前都必须行驶在慢车道上。其中
直行：设有局部地下隧道2的地面路1(第一地面路)上的双向行驶的机动车在地面路1(第一地面路)、局部地下隧道2上的快车道直行通过；另一个地面路1(第二地面路)上的双向行驶的机动车均在地面路1(第二地面路)上的快车道直行通过，如图1所示。
右转弯：任意一个地面路1进行右转弯的机动车，在原行驶方向的慢车道上进入第一换向车道转出口5后从换向车道转出口右转，行驶到右侧相邻的地面路1的辅道12上，沿辅道12前行，然后再由辅道12向左汇入该方向的慢车道上，完成机动车右转弯。以第二地面路右转弯的机动车为例，如图2所示，根据图2中的箭头线路指引，第二地面路右侧想要进行右转弯的机动车驶入第二地面路右侧行驶方向的慢车道，在慢车道第一换向车道转出口5右转弯驶出，转弯后进入第一地面路右侧行驶方向的辅道12，然后沿辅道12前行，再由辅道12汇入第一地面路右侧行驶方向的慢车道，完成机动车右转弯的行驶目的。
左转弯：任意一个地面路1进行左转弯的机动车，在原行驶方向的慢车道上进入第一换向车道转出口5后从换向车道转出口右转，行驶到右侧相邻的地面路1的辅道12上，沿辅道12前行，由该辅道12上设置的隧道口直行下坡进入引导隧道3，通过右侧相邻的地面路1该端的引导隧道3转向掉头，从该引导隧道3的出口向左汇入转向后的慢车道，继续直行，完成机动车左转弯。以第二地面路左转弯的机动车为例，如图3所示，图中删去了上面的遮挡部分，根据图3中的箭头线路指引，第二地面路右侧想要进行左转弯的机动车驶入第二地面路右侧行驶方向的慢车道，在慢车道第一换向车道转出口5右转弯驶出，转弯后进入第一地面路右侧行驶方向的辅道12，沿辅道12前行，由该辅道12上设置的隧道口直行下坡进入“j”型的引导隧道3，通过“j”型的引导隧道3转向掉头，从该“j”型的引导隧道3的出口向左汇入转向后的局部地下隧道2的慢车道，继续直行，完成机动车由第二地面路向第一地面路的左转弯。
掉头：任意一个地面路1进行掉头的机动车，在原行驶方向的慢车道上直行通过交叉路口的第一换向车道转出口5的后，到达第二换向车道转出口6时，向右进入该行驶方向慢车道右侧辅道12上的隧道口，由隧道口下坡进入引导隧道3，沿该引导隧道3掉头、机动车转向180°，从引导隧道3另一端的出口汇入同一地面路1的反向慢车道，继续直行，完成机动车掉头。以第二地面路机动车掉头为例，如图4所示，图中删去了上面遮挡的部分，根据图4中的箭头线路指引，第二地面路右侧想要进行掉头的机动车驶入第二地面路右侧行驶方向的慢车道，在慢车道直行通过第一换向车道转出口5后，到达同方向的第二换向车道转出口6，然后向右汇入右侧辅道12，由辅道12上设置的隧道口下坡进入“u”型的引导隧道3，沿“u”型引导隧道掉头，机动车转向180°，从引导隧道的出口汇入第二地面路反向的慢车道，完成机动车掉头的目的。
本实施例的引导隧道3在“十”字交叉的第二地面路上的出口为一个10°的上坡，从地下的引导隧道行驶出到达目标方向的慢车道。本实施例引导隧道3在第一地面路上的出口为一慢车道右面的辅道，到达局部地下隧道2的下沉段后向左汇入目标方向的慢车道。
本发明在没有信号灯控制的情况下，在路口的四个行驶方向提供无障碍、自由、不需停车等待的直行、左转弯、右转弯及掉头通过交叉路口的功能。