一、道路平面交叉口豎向設計的原則

  相交道路等級、交通量、橫斷面形式及縱坡大小等直接決定著(zhù)道路平面交叉口豎向設計的合理性,為實(shí)現設計最佳效果,交叉口豎向設計,設計單位必須遵循以下原則。

  1、道路具有相同等級時(shí),通常在各自縱坡始終不變的情況下,對其橫坡進(jìn)行適當調整。一般需對較小縱坡道路的橫坡,向較大縱坡道路車(chē)行道邊線(xiàn)逐漸進(jìn)行路拱頂連線(xiàn)的移動(dòng),促使其橫坡路和較大縱坡道路縱坡相同。

  2、當具有不同道路等級時(shí),通過(guò)保持主道縱橫坡度不變,將次干道雙坡橫斷面想主道縱坡進(jìn)行逐漸過(guò)渡,確保其相同,或與單坡斷面一致。

  3、交叉口豎向設計中,最少有一條道路縱坡方向與交叉口方向相反,為路面排水提供便利。

  4、雨水口設置在交叉口范圍內,其中一條道路雨水不能從交叉口人行橫道流過(guò),或向另一條道路流入,避免積水現象出現在交叉口范圍內。

  5、交叉口范圍內應具有較為平緩的橫坡,通常情況下,相比路段橫坡要小一點(diǎn),為行車(chē)安全提供便利,縱坡可控制在2%以下,特殊情況下則控制在3%以下。

  二、道路平面交叉口豎向設計基本方法

  1、方格網(wǎng)法

  方格網(wǎng)法是指在平面交叉口范圍內其坐標基準線(xiàn)為2條相交道路的中心線(xiàn),根據相應的精度進(jìn)行方格網(wǎng)的畫(huà)出,并對方格網(wǎng)上全部節點(diǎn)設計標高一一計算,以此為放樣施工提供便利。這種設計方式具有極為便捷的特點(diǎn),可通過(guò)每個(gè)節點(diǎn)高層進(jìn)行直接放樣。該方法的缺點(diǎn)主要為較差的直觀(guān)性,也就是說(shuō)不能由圖面上對整個(gè)交叉口范圍內的所有道路橫坡過(guò)渡現狀、水流匯集途徑等進(jìn)行直接觀(guān)察,無(wú)法為全局掌控提供有利條件。

  施工中,往往選用攤鋪機與碾壓機械對柔性路面進(jìn)行施工,這種情況下,無(wú)法有效控制路面所有高程,由此可見(jiàn),方格網(wǎng)法在平面交叉口(大型)設計與柔性交叉口設計中不宜選用,在剛性路面(中、小型)交叉口設計中可廣泛應用,其主要原因在于剛性路面能夠對路面分塊角點(diǎn)標高進(jìn)行精確控制。

  2、設計等高線(xiàn)法

  設計等高線(xiàn)法是指路脊線(xiàn)在平面交叉口設計范圍確定,并等分位于交叉口范圍內的路脊,隨后遵循縱斷面標高進(jìn)行路脊線(xiàn)、標高的計算,并對線(xiàn)上各點(diǎn)設計標高進(jìn)行計算。同時(shí)按照以往經(jīng)驗及相關(guān)數據信息,進(jìn)行等高線(xiàn)的直接畫(huà)出,通過(guò)等高線(xiàn)對施工標高各點(diǎn)進(jìn)行準確計算。該設計方法能夠對交叉口豎向設計形狀進(jìn)行直觀(guān)反映,為檢驗、調整設計提供便利。但其缺點(diǎn)為放樣難度大,一般在柔性路面(中小型)交叉口設計應用。

  3、方格網(wǎng)設計等高線(xiàn)法

  方格網(wǎng)法與設計等高線(xiàn)法的結合為方格網(wǎng)設計等高線(xiàn)法,也就是通過(guò)方格網(wǎng)內每個(gè)節點(diǎn)標高的計算,進(jìn)行等高線(xiàn)的畫(huà)出,同時(shí),利用方格網(wǎng)密度控制,對等高線(xiàn)精度進(jìn)行控制。該設計方法的應用,可有效提升標高精度,利用等高線(xiàn)可對交叉口立面形狀進(jìn)行直觀(guān)反映,以此提高工程建設質(zhì)量,并有效縮短施工工期。該設計方法主要應用于復雜的大型道路交叉口等位置。

  4、Coons曲面法

  Coons曲面是利用計算機對平面交叉口進(jìn)行處理的一種設計面表達方式,先進(jìn)行計算模型的建立,再設計交叉口立面。選用這種方式的重點(diǎn)在于正確劃分Coons曲面,先進(jìn)行局部坐標系的建立。劃分曲面片后,可通過(guò)鏈表連接各個(gè)Coons曲面片,進(jìn)行曲面模型的建立,并對各格網(wǎng)點(diǎn)高程及特征點(diǎn)高程等以此計算,最終進(jìn)行設計等高線(xiàn)圖的畫(huà)出,以此檢查、修改供圖形態(tài)下的曲面。該設計方法不需要太多高程計算線(xiàn)數量,在各個(gè)Coons曲面內,都具有光滑的曲面,因此設計表面也具有光滑平順性。其缺點(diǎn)與常規方式一致,都是把交叉口進(jìn)行多邊形(較。﹨^域的劃分,可以有效處理多邊形內部的問(wèn)題,但在連接多邊形區域及交叉口邊界線(xiàn)上,還存在諸多問(wèn)題,如不具備連續的高程函數曲線(xiàn)斜率等。

  5、綜合法

  為解決傳統平面交叉口豎向設計中存在的問(wèn)題,可通過(guò)綜合法進(jìn)行施工設計。該設計方法的原理為通過(guò)方格網(wǎng)法進(jìn)行道路交叉口范圍內設計點(diǎn)的布設,初始線(xiàn)以圓心法高程計算線(xiàn)為主,通過(guò)迭代計算得出的等分法高程計算線(xiàn),進(jìn)行路拱曲線(xiàn)的適當設置,利用等高線(xiàn)圖、三維表面效果圖等對網(wǎng)格點(diǎn)設計高程的設計結果進(jìn)行驗證。其設計流程如下:

 。1)網(wǎng)格劃分。通過(guò)網(wǎng)格劃分方法,將網(wǎng)絡(luò )建設于交叉口范圍內,設計高程計算點(diǎn)為全部網(wǎng)格點(diǎn)。為達到便捷施工的目的,應確保網(wǎng)格邊線(xiàn)平行與相交道路的中心線(xiàn)。選用三角形網(wǎng)進(jìn)行路緣石曲線(xiàn)相交位置施工,位于路緣石切點(diǎn)外的網(wǎng)格,要求其邊線(xiàn)垂直路中心線(xiàn)。

 。2)確定高程計算線(xiàn)。按照等分法計算原理,進(jìn)行高程計算線(xiàn)設計高程的確定,確保等分法算法適合所有線(xiàn)形路緣石曲線(xiàn)設置。

 。3)確定路拱線(xiàn)形。應將路拱合理設置在平面交叉口范圍內,確保設計表面的平順,才能提高行車(chē)的安全性與舒適度。

 。4)繪制等高線(xiàn)。等高線(xiàn)曲線(xiàn)的繪制必須嚴格遵循網(wǎng)格、網(wǎng)格點(diǎn)高程數據進(jìn)行確定。

 。5)三維設計表面效果圖。通過(guò)應用軟件,制作四邊形與三角形網(wǎng)格面的透視圖。

  三、結束語(yǔ)

  綜上所述,隨著(zhù)國民經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升,在道路平面交叉口豎向設計中,只有根據相關(guān)設計要求進(jìn)行施工,才能提升道路工程的質(zhì)量。豎向設計作為道路平面交叉口設計的重要內容,只有嚴格按照施工現場(chǎng)具體情況,選擇與之相適應的設計方法,才能提高工程整體質(zhì)量,才能為道路工程經(jīng)濟效益最大化的實(shí)現提供可靠保障。