道路平面交叉平面設計與軟件實現(xiàn)

1、<p>　　道路平面交叉平面設計與軟件實現(xiàn)</p><p>　　[摘要]道路與道路交叉通?？煞譃榱Ⅲw交叉和平面交叉兩大類。隨著交通建設的飛速發(fā)展，高速公路等全封閉式道路的建設逐漸趨于緩和，非全封閉式道路建設逐漸成為當前道路建設的主要任務。由于非全封閉式道路間的交叉大多可采用平面交叉，因此，平面交叉的建設不可避免的呈上升趨勢。平面交叉平面設計各構件關聯(lián)性較強，相互影響制約，修改時常常牽一發(fā)而動全身，傳統(tǒng)設

2、計難以實現(xiàn)實時聯(lián)動調整，耗時長，重復利用率低，嚴重浪費社會資源。因此，研究一套可實時交互設計、檢驗、繪制且可移植等功能的設計軟件是迫切的，是有實用、商業(yè)及社會價值的。 </p><p>　　[關鍵詞]道路平面交叉 平面設計 軟件實現(xiàn) </p><p>　　[abstract] road and road intersection usually can be divided into tw

3、o categories, interchange and plane cross. With the rapid development of traffic construction, fully enclosed road construction such as highway gradually easing, not fully enclosed road construction gradually becomes the

4、 main task of the current road construction. Due to the fully enclosed road intersection between mostly can adopt plane cross, therefore, planar cross construction inevitably is on the rise. Plane intersection pl</p&g

5、t;<p>　　[key words] road level crossing plane design software implementation. </p><p>　　中圖分類號：U4文獻標識碼：A </p><p>　　一、平交設計階段及內容： </p><p>　　平交口設計大致可分為以下三個階段： </p><p&g

6、t;<b>　　資料準備階段 </b></p><p>　　主要需要收集基礎資料，包括規(guī)劃、交通量、相鄰交叉參考資料等，然后進行初步分析； </p><p>　　現(xiàn)場踏勘，了解控制因素； </p><p>　　如果是改擴建還應了解現(xiàn)狀平交存在的問題； </p><p>　　綜合整理、提取有效資料備用。 </p>

7、;<p><b>　　方案設計階段 </b></p><p>　　根據(jù)道路等級及交通量等資料判斷設置平交是否合理，是否應設置立交等； </p><p>　　根據(jù)各資料確定基本樣式及交通管理方式； </p><p>　　擬定主要幾何構造的參數(shù)； </p><p>　　進行通行能力驗算； </p>

8、<p>　　進行其它方案設計，對比找出最優(yōu)方案。 </p><p><b>　　詳細設計階段 </b></p><p>　　根據(jù)各資料細化各構造參數(shù)； </p><p>　　進行相關工程詳細設計； </p><p>　　檢驗通行能力、行車視距等是否符合要求，否則修改設計。 </p><p&

9、gt;<b>　　二、本文研究范圍 </b></p><p>　　由于平交設計涉及的范圍較廣，不能一一細化，本文僅討論詳細設計階段中有關平交平面設計的某一部分內容，本部分在《城市道路交叉口設計規(guī)程(CJJ 152-2O10)》及《公路路線設計規(guī)范(JTGD20-2O06)》中相關章節(jié)均有較為明確的規(guī)定。 </p><p>　　為了更好的說明本文的研究對象，僅以公路典型

10、十字交叉為例來說明，其它類推即可。通常所說的狹義的平交平面設計幾個關鍵的構件包括中線分隔島、右轉外緣線、右轉導流島，這正是本文要研究的對象。這幾個主要構件通常如圖一所示。 </p><p>　　圖一 公路典型十字交叉平面示意圖 </p><p>　　三、構件分析與模型建立 </p><p>　　本文主要對十字平面交叉的中線分隔島、右轉外緣線、右轉導流島三個平面關鍵構

11、件進行研究，其它類型交叉類推。 </p><p><b>　　中線分隔島設計 </b></p><p>　　中線分隔島主要起分隔對向車流，防止車輛正面沖突，提高道路交通安全性，改善交通秩序的作用。 </p><p>　　依據(jù)其寬度變化其形式通常表現(xiàn)為分隔標線、隔離護欄、實體島等。 </p><p>　　中線分隔島樣式復雜

12、多變，難以用單一模型來描述。綜合分析公路與城市道路中線分隔島，本文將其分為次要道路水滴式、主要道路水滴式、借用直行車道式、增辟轉彎車道式幾種樣式來分析建立計算機模型。鑒于篇幅所限，本文僅以增辟轉彎車道式來進行說明。 </p><p>　　如果進入平面交叉口的左轉彎交通量較大，其轉彎嚴重影響直行車輛的運行時，此時將考慮增設左轉彎專用車道。如果直行車道數(shù)多且交通量不飽和，那么可以借用直行車道進行左轉彎，否則，應增辟左

13、轉彎專用車道。 </p><p>　　圖二為增辟左轉彎式的中線分隔島計算機模型，模型由轉彎段、等候段、變速段及若干漸變段等組成。 </p><p>　　轉彎段:主要根據(jù)轉彎速度設置轉彎半徑等參數(shù)； </p><p>　　等候段:主要根據(jù)信號周期內等候車輛的類型、數(shù)量等設置等候長度等參數(shù)； </p><p>　　變速段:主要根據(jù)車輛運行速度、車

14、輛減速性能等設置減速車道長度等參數(shù)； </p><p>　　漸變段:主要根據(jù)車輛運行速度、左轉彎車道寬度、車輛側移漸變率等設置漸變寬度、長度參數(shù)。 </p><p>　　圖二 增辟左轉彎式的中線分隔島模型 </p><p>　　軟件中通過交互輸入?yún)?shù)，結合初始化邊界（道路中心線，連續(xù)多段線）即可計算確定其幾何形狀，并實時顯示預覽。 </p><p

15、>　　2、右轉外緣線設計 </p><p>　　中線分隔島設計完成后，可以確定內側行車道邊界，將此邊界向外側依次偏置左轉彎車道、若干直行車道后得到直行車道外緣線。直行道路直行車道外緣線、相交道路直行車道外緣線將作為右轉外緣線的初始化邊界，因此右轉外緣線的設計必須在中線分隔島設計完成以后才能進行。 </p><p>　　右轉彎模型較為簡單，在對公路、城市道路右轉外緣線分析后，將其分解為

16、減速段落、轉彎段落及加速段落來建立計算機模型。 </p><p>　　加、減速段：公路設計中根據(jù)道路等級、轉彎交通量等可選用平行式、漸變式加減速車道；城市道路把這個段落稱為展寬段，通常設置成平行式的； </p><p>　　轉彎段：公路右轉彎設計中為更好的適應汽車轉彎輪跡，規(guī)范中推薦使用三心復曲線來模擬輪跡，但是人工計算繪制三心復曲線較為困難，通常需要經(jīng)過試算才能完成；城市道路道路轉彎車速

17、度較低，轉彎外緣線通常采用單圓曲線即可。 </p><p>　　右轉外緣線常規(guī)模型及相關規(guī)范取值如圖三。 </p><p>　　圖三 右轉外緣線常規(guī)模型及相關規(guī)范取值 </p><p>　　軟件中通過交互輸入?yún)?shù)，結合初始化邊界（直行道路直行車道外緣線及相交道路直行車道外緣線兩條，均應為連續(xù)多段線）即可計算確定其幾何形狀，并實時顯示預覽。 </p>&

18、lt;p><b>　　右轉導流島設計 </b></p><p>　　右轉外緣線設計完成后，直行道路直行車道外緣線、相交道路直行車道外緣線、右轉專用車道內緣線間圍成一三角區(qū)域，當這一區(qū)域長度、面積達到一定標準時，為規(guī)范、引導車流，需要將其隔離出來做成隱形或者實體島。 </p><p>　　轉角導流島的設計通常要考慮右轉彎專用車道的加寬設計，規(guī)范中也有不同轉彎半徑及

19、車道寬度取值。通常轉彎車道進口較寬，出口較窄，同時還需要考慮誤入折返設計等。 </p><p>　　右轉導流島常規(guī)模型及相關規(guī)范取值如圖四。 </p><p>　　圖四 右轉導流島常規(guī)模型及相關規(guī)范取值 </p><p>　　軟件中通過交互輸入?yún)?shù)，結合初始化邊界（直行道路直行車道外緣線、相交道路直行車道外緣線及右轉車道外緣線三條，均應為連續(xù)多段線）即可計算確定其幾

20、何形狀，并實時顯示預覽。 </p><p><b>　　四、軟件實現(xiàn) </b></p><p>　　以上已經(jīng)分析了平交平面的幾個構件，將這些構件分類、組合管理，可以形成平交元（組成平交的基本元素）。為適應復雜的組合平交，可將若干個平交元組合在一起形成一個平交，再將若干個平交集合在一起，作為一個項目進行管理，其基本關系如圖五。 </p><p>

21、　　圖五 項目構成基本關系圖 </p><p>　　各構件（如分隔島1）可通過邊界初始化確定其平面約束邊界，由參數(shù)文件控制其樣式及細部尺寸，并可交互修改、保存、入庫、移植等。邊界初始化、參數(shù)修改完成后，可進行試算、預覽，滿意后輸出到AutoCAD出版。 </p><p>　　在以上思路的指導下，結合工程實際，我們研發(fā)出了一套專業(yè)的平面交叉平面輔助設計軟件如圖六，希望可以為道路工程的建設作出

22、一定的貢獻。 </p><p>　　圖六 平面交叉平面輔助設計軟件界面之一 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部．城市道路路線設計規(guī)范.CJJ 193-2012．中國建筑工業(yè)出版社．2012[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部．城市道路交叉口設計規(guī)程CJJ 152-20