道路交叉口竖向设计.doc

道路平面交叉口边线竖向设计新探
江光兴惠州市仲恺高新技术开发区管委会
徐信孟惠州市公路建设总公司
1总论
道路交叉口设计作为道路的重要组成部分，它直接影响道路的使用功能，通行能力和安全程度。
一般来说，道路交叉口设计分为三大部分，即平面设计、竖向设计和横断设计。
平面设计一般包括：道路中心线、车行道、人行道、缘石半径及交叉口设计计算范围的确定。
竖向设计：是在平面设计的基础上，根据设计交叉口的类型、特点选用方格网法和等高线法，大型交叉口选取用方格网等高线法计算交叉口范围的施工标高。
横断设计主要是选择路拱的型式，常用型式有：抛物线型路拱、直线型路拱、折线型路拱。
2常用竖向设计方法边线竖向设计的缺点在三种竖向设计方法中，不管采用那种方法都是先计算出E、D、F的标高（如图一），然后根据有关的设计方法和步骤计算出施工标高。E、F点在缘石半确定以后根据中线纵坡、道路宽度及道路横坡即可计算出标高。对于D点标高应取决于交叉口的交角和相交道路宽度是否相等（或是否同一个等级）。在有关的教科书和设计手册里关于计算D点的标高仅对道路正交和相交道路同宽的情况进行了介绍，即：如图一：
（图一）
hc＝[（he＋T*i1）＋（hf＋T*i2）]/2（1）式
hd＝ha－（ha－hc）*AD/AC（2）式
通过几何计算，我们不难得出，当道路宽度相等时，AD＝AC＋E。当道路宽度不等时，AD≠AC＋E，A、C、D三点不在同条直线上，显然再用（2）式计算D点的标高就有可以。
让我们再来看一看（1）式，C点标高取值也是不够合理的。我们将（1）式改写如下：hc＝（he＋hf）/2＋T*i1/2＋T*i2/2（令：△h1＝T*i1/2，△h1＝T*i2/2）△h1和△h2两个增量随着i1与i2递增（减）方向相同而大小相差较大时，这时计算出的hd在EDF边线上，D点将会有一个较大的凸变。比较合理的取法是按i1、i2递增（减）的大小去计算hd。
即：h1＝he＋T*i1hf＋T*i2h＝∣h1-h2∣则：hd＝he＋h*i1/（∣i1∣＋∣i2∣）或hd＝hf＋h*i2/（∣i1∣＋∣i2∣）（2）式
我们不难得出，用（2）式计算的标高比（2）式趋于合理，但就整个边线的线型来讲，不是一条顺适的线，而是一条折线，虽然可以通过调整等高线来加以改良，但增加了诸多人为因素，也就是取决全设计者的经验和水平。
3平面交叉口边线竖向设计
笔者根据多年的工程经验，总结边结竖向设计修正方法，给竖向设计做公式化量化处理，综述如下：首先，我们来分析一下交叉口边线的类型，其基本类型有以下四种：
（凹形）（凸形）
（斜坡形）
其中斜坡形的边线类型根据i1、i2的相交情况也可归纳为凹形和凸形边线类型两种类型。
其次，我们要选择边线的设计线型。在道路中线设计中，我们依据的是《公路工程技术标准》和《公路线型设计手册》。在交叉口边线线型设计中我们同样采用和《标准》和《手册》进行竖向设计。这样交叉口边线就是一条顺适直线、曲线或直线和曲线的组合。我们不难得出所组合的面是一个顺适的面但必须注意，力求顺适，不求高标准。
第三，为施工放样的方便，在满足《标准》的情况下，尽量将竖向曲线的首尾选在特殊点上，如交叉口范围点、ZY点、四分之一L点、QZ点、四分之三L点、YZ点等。
第四，设计步骤。我们以“凸形”线型为例进行说明（“凹形”线型同）。
平面设计，并计算出he、hf设计标高；
连接E、F（如图二），计算相邻坡度代数和，即i1和ief和i2与ief，若两个或其中一个坡度代数和小于±0.5%，则进行第四步，否则进行第三步。
计算两坡度i1、i2相交平面落点平面位置LO及HO的确定（如图三）。
LO＝[i2*L＋（hf－he）]/（i1＋i2）；
HO——为i3与i4两坡度的交点标高；
LO——为i1与i2两坡度交点距E点的曲线长；
L——为曲线长；i1、i2——高于交叉口取“＋”、低于交叉口取“－”。
（图二）（图三）
为了计算的方便我们根据LO落点位置至HO进行简化：
1）当LO＜＝L/8时，取落点位置为E点（ZY点），HO＝he；
2）当L/8＜LO＜＝3L/8时，取落点位置为L/4，HO＝he＋LO*i1；
3）当3L/8＜LO＜＝5L/8时，取落点位置为QZ点，HO＝he＋LO*i1或HO＝hf＋（L－LO）/i2；
4）当5L/8＜LO＜＝7L/8时，取落点位置为3L/4点，HO＝hf＋（L－LO）/i2；
5）当LO＞7L/8时，取落点位置为F点（YZ点），HO＝hf。
4、边线竖向设计：相邻坡度计算代数各，即i1与i3、i3与i4、i4与i12，若其代数和均小于等于±0.5%，则直接计算各点设计标高。否则对于代数大于±0.5%的两坡度相交落点取在ZY或YZ点时，竖向曲线一般以20米进行控制，或L/