道路平面交叉口邊線豎向365JT設(shè)計新探 
1  總論 
道路交叉口設(shè)計作為道路的重要組成部分,它直接影響道路的使用功能,通行能力和安全程度。一般來說,道路交叉口設(shè)計分為三大部分,即平面設(shè)計、豎向設(shè)計和橫斷設(shè)計。平面設(shè)計一般包括:道路中心線、車行道、人行道、緣石半徑及交叉口設(shè)計計算范圍的確定。豎向設(shè)計:是在平面設(shè)計的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計交叉口的類型、特點選用方格網(wǎng)法和等高線法,大型交叉口選取用方格網(wǎng)等高線法計算交叉口范圍的365JT施工標(biāo)高。橫斷設(shè)計主要是選擇路拱的型式,常用型式有:拋物線型路拱、直線型路拱、折線型路拱。2  常用豎向設(shè)計方法邊線豎向設(shè)計的缺點 在三種豎向設(shè)計方法中,不管采用那種方法都是先計算出E、D、F的標(biāo)高(如圖一),然后根據(jù)有關(guān)的設(shè)計方法和步驟計算出施工標(biāo)高。E、F點在緣石半確定以后根據(jù)中線縱坡、道路寬度及道路橫坡即可計算出標(biāo)高。對于D點標(biāo)高應(yīng)取決于交叉口的交角和相交道路寬度是否相等(或是否同一個等級)。在有關(guān)的教科書和設(shè)計手冊里關(guān)于計算D點的標(biāo)高僅對道路正交和相交道路同寬的情況進行了介紹,即:如圖一:
  
         (圖一) 
    hc=[(he+T*i1)+(hf+T*i2)]/2  (1)式
    hd=ha-(ha-h(huán)c)*AD/AC      (2)式    通過幾何計算,我們不難得出,當(dāng)?shù)缆穼挾认嗟葧r,AD=AC+E。當(dāng)?shù)缆穼挾炔坏葧r,AD≠AC+E,A、C、D三點不在同條直線上,顯然再用(2)式計算D點的標(biāo)高就有可以。
讓我們再來看一看(1)式,C點標(biāo)高取值也是不夠合理的。我們將(1)式改寫如下:hc=(he+hf)/2+T*i1/2+T*i2/2(令:△h1=T*i1/2,△h1=T*i2/2)△h1和△h2兩個增量隨著i1與i2遞增(減)方向相同而大小相差較大時,這時計算出的hd在EDF邊線上,D點將會有一個較大的凸變。比較合理的取法是按i1、i2遞增(減)的大小去計算hd。
    即:h1=he+T*i1  hf+T*i2   h=∣h1-h2∣則:hd=he+h*i1/(∣i1∣+∣i2∣)或hd=hf+h*i2/(∣i1∣+∣i2∣) (2)式
我們不難得出,用(2)式計算的標(biāo)高比(2)式趨于合理,但就整個邊線的線型來講,不是一條順適的線,而是一條折線,雖然可以通過調(diào)整等高線來加以改良,但增加了諸多人為因素,也就是取決全設(shè)計者的經(jīng)驗和水平。
3  平面交叉口邊線豎向設(shè)計 
筆者根據(jù)多年的工程經(jīng)驗,總結(jié)邊結(jié)豎向設(shè)計修正方法,給豎向設(shè)計做公式化量化處理,綜述如下: 首先,我們來分析一下交叉口邊線的類型,其基本類型有以下四種:
 
(凹形)                         (凸形)
 
               (斜坡形)
其中斜坡形的邊線類型根據(jù)i1、i2的相交情況也可歸納為凹形和凸形邊線類型兩種類型。
其次,我們要選擇邊線的設(shè)計線型。在道路中線設(shè)計中,我們依據(jù)的是《公路工程365JT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《公路線型設(shè)計手冊》。在交叉口邊線線型設(shè)計中我們同樣采用和《標(biāo)準(zhǔn)》和《手冊》進行豎向設(shè)計。這樣交叉口邊線就是一條順適直線、曲線或直線和曲線的組合。我們不難得出所組合的面是一個順適的面但必須注意,力求順適,不求高標(biāo)準(zhǔn)。
第三,為施工放樣的方便,在滿足《標(biāo)準(zhǔn)》的情況下,盡量將豎向曲線的首尾選在特殊點上,如交叉口范圍點、ZY點、四分之一L點、QZ點、四分之三L點、YZ點等。
第四,設(shè)計步驟。我們以“凸形”線型為例進行說明(“凹形”線型同)。
平面設(shè)計,并計算出he、hf設(shè)計標(biāo)高;
連接E、F(如圖二),計算相鄰坡度代數(shù)和,即i1和ief和i2與ief,若兩個或其中一個坡度代數(shù)和小于±0.5%,則進行第四步,否則進行第三步。
計算兩坡度i1、i2相交平面落點平面位置LO及HO的確定(如圖三)。
LO=[i2*L+(hf-h(huán)e)]/(i1+i2);
HO——為i3與i4兩坡度的交點標(biāo)高;
LO——為i1與i2兩坡度交點距E點的曲線長;
L——為曲線長; i1、i2——高于交叉口取“+”、低于交叉口取“-”。
  
            (圖二)                                  (圖三)
為了計算的方便我們根據(jù)LO落點位置至HO進行簡化:
1)當(dāng)LO<=L/8時,取落點位置為E點(ZY點),HO=he;
2)當(dāng)L/8<LO<=3L/8時,取落點位置為L/4,HO=he+LO*i1;
3)當(dāng)3L/8<LO<=5L/8時,取落點位置為QZ點,HO=he+LO*i1或HO=hf+(L-LO)/i2;
4)當(dāng)5L/8<LO<=7L/8時,取落點位置為3L/4點,HO=hf+(L-LO)/i2;
5)當(dāng)LO>7L/8時,取落點位置為F點(YZ點),HO=hf。
4、邊線豎向設(shè)計:相鄰坡度計算代數(shù)各,即i1與i3、i3與i4、i4與i12,若其代數(shù)和均小于等于±0.5%,則直接計算各點設(shè)計標(biāo)高。否則對于代數(shù)大于±0.5%的兩坡度相交落點取在ZY或YZ點時,豎向曲線一般以20米進行控制,或L/4進行控制。落點取在QZ點時。一般豎向曲線以L/4進行控制為宜。同向曲線。反向曲線應(yīng)盡量相接。
5、確定交叉口設(shè)計范圍;繪制交叉口等高線。
6、調(diào)整等高線,若需對等高線進行調(diào)整,僅對HO的標(biāo)高和所設(shè)豎曲線進行調(diào)整。
7、計算施工標(biāo)高。