道路平面交叉平面設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　道路平面交叉平面設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)</p><p>　　[摘要]道路與道路交叉通常可分為立體交叉和平面交叉兩大類。隨著交通建設(shè)的飛速發(fā)展，高速公路等全封閉式道路的建設(shè)逐漸趨于緩和，非全封閉式道路建設(shè)逐漸成為當(dāng)前道路建設(shè)的主要任務(wù)。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(shè)不可避免的呈上升趨勢(shì)。平面交叉平面設(shè)計(jì)各構(gòu)件關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，相互影響制約，修改時(shí)常常牽一發(fā)而動(dòng)全身，傳統(tǒng)設(shè)

2、計(jì)難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)調(diào)整，耗時(shí)長(zhǎng)，重復(fù)利用率低，嚴(yán)重浪費(fèi)社會(huì)資源。因此，研究一套可實(shí)時(shí)交互設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、繪制且可移植等功能的設(shè)計(jì)軟件是迫切的，是有實(shí)用、商業(yè)及社會(huì)價(jià)值的。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]道路平面交叉 平面設(shè)計(jì) 軟件實(shí)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(hào)：U4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　一、平交設(shè)計(jì)階段及內(nèi)容： </p><p>　　平交口設(shè)計(jì)大致可分為以下三個(gè)階段： </p><p&g

6、t;<b>　　資料準(zhǔn)備階段 </b></p><p>　　主要需要收集基礎(chǔ)資料，包括規(guī)劃、交通量、相鄰交叉參考資料等，然后進(jìn)行初步分析； </p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解控制因素； </p><p>　　如果是改擴(kuò)建還應(yīng)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(shè)計(jì)階段 </b></p><p>　　根據(jù)道路等級(jí)及交通量等資料判斷設(shè)置平交是否合理，是否應(yīng)設(shè)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(gòu)造的參數(shù)； </p><p>　　進(jìn)行通行能力驗(yàn)算； </p>

8、<p>　　進(jìn)行其它方案設(shè)計(jì)，對(duì)比找出最優(yōu)方案。 </p><p><b>　　詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 </b></p><p>　　根據(jù)各資料細(xì)化各構(gòu)造參數(shù)； </p><p>　　進(jìn)行相關(guān)工程詳細(xì)設(shè)計(jì)； </p><p>　　檢驗(yàn)通行能力、行車視距等是否符合要求，否則修改設(shè)計(jì)。 </p><p&

9、gt;<b>　　二、本文研究范圍 </b></p><p>　　由于平交設(shè)計(jì)涉及的范圍較廣，不能一一細(xì)化，本文僅討論詳細(xì)設(shè)計(jì)階段中有關(guān)平交平面設(shè)計(jì)的某一部分內(nèi)容，本部分在《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程(CJJ 152-2O10)》及《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD20-2O06)》中相關(guān)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(duì)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(shè)計(jì)幾個(gè)關(guān)鍵的構(gòu)件包括中線分隔島、右轉(zhuǎn)外緣線、右轉(zhuǎn)導(dǎo)流島，這正是本文要研究的對(duì)象。這幾個(gè)主要構(gòu)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(gòu)件分析與模型建立 </p><p>　　本文主要對(duì)十字平面交叉的中線分隔島、右轉(zhuǎn)外緣線、右轉(zhuǎn)導(dǎo)流島三個(gè)平面關(guān)鍵構(gòu)

11、件進(jìn)行研究，其它類型交叉類推。 </p><p><b>　　中線分隔島設(shè)計(jì) </b></p><p>　　中線分隔島主要起分隔對(duì)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(biāo)線、隔離護(hù)欄、實(shí)體島等。 </p><p>　　中線分隔島樣式復(fù)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(zhuǎn)彎車道式幾種樣式來分析建立計(jì)算機(jī)模型。鑒于篇幅所限，本文僅以增辟轉(zhuǎn)彎車道式來進(jìn)行說明。 </p><p>　　如果進(jìn)入平面交叉口的左轉(zhuǎn)彎交通量較大，其轉(zhuǎn)彎嚴(yán)重影響直行車輛的運(yùn)行時(shí)，此時(shí)將考慮增設(shè)左轉(zhuǎn)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(jìn)行左轉(zhuǎn)彎，否則，應(yīng)增辟左

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

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

15、>　　2、右轉(zhuǎn)外緣線設(shè)計(jì) </p><p>　　中線分隔島設(shè)計(jì)完成后，可以確定內(nèi)側(cè)行車道邊界，將此邊界向外側(cè)依次偏置左轉(zhuǎn)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(zhuǎn)外緣線的初始化邊界，因此右轉(zhuǎn)外緣線的設(shè)計(jì)必須在中線分隔島設(shè)計(jì)完成以后才能進(jìn)行。 </p><p>　　右轉(zhuǎn)彎模型較為簡(jiǎn)單，在對(duì)公路、城市道路右轉(zhuǎn)外緣線分析后，將其分解為

16、減速段落、轉(zhuǎn)彎段落及加速段落來建立計(jì)算機(jī)模型。 </p><p>　　加、減速段：公路設(shè)計(jì)中根據(jù)道路等級(jí)、轉(zhuǎn)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(gè)段落稱為展寬段，通常設(shè)置成平行式的； </p><p>　　轉(zhuǎn)彎段：公路右轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)中為更好的適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)彎輪跡，規(guī)范中推薦使用三心復(fù)曲線來模擬輪跡，但是人工計(jì)算繪制三心復(fù)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(zhuǎn)彎車速

17、度較低，轉(zhuǎn)彎外緣線通常采用單圓曲線即可。 </p><p>　　右轉(zhuǎn)外緣線常規(guī)模型及相關(guān)規(guī)范取值如圖三。 </p><p>　　圖三 右轉(zhuǎn)外緣線常規(guī)模型及相關(guān)規(guī)范取值 </p><p>　　軟件中通過交互輸入?yún)?shù)，結(jié)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(yīng)為連續(xù)多段線）即可計(jì)算確定其幾何形狀，并實(shí)時(shí)顯示預(yù)覽。 </p>&

18、lt;p><b>　　右轉(zhuǎn)導(dǎo)流島設(shè)計(jì) </b></p><p>　　右轉(zhuǎn)外緣線設(shè)計(jì)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(zhuǎn)專用車道內(nèi)緣線間圍成一三角區(qū)域，當(dāng)這一區(qū)域長(zhǎng)度、面積達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為規(guī)范、引導(dǎo)車流，需要將其隔離出來做成隱形或者實(shí)體島。 </p><p>　　轉(zhuǎn)角導(dǎo)流島的設(shè)計(jì)通常要考慮右轉(zhuǎn)彎專用車道的加寬設(shè)計(jì)，規(guī)范中也有不同轉(zhuǎn)彎半徑及

19、車道寬度取值。通常轉(zhuǎn)彎車道進(jìn)口較寬，出口較窄，同時(shí)還需要考慮誤入折返設(shè)計(jì)等。 </p><p>　　右轉(zhuǎn)導(dǎo)流島常規(guī)模型及相關(guān)規(guī)范取值如圖四。 </p><p>　　圖四 右轉(zhuǎn)導(dǎo)流島常規(guī)模型及相關(guān)規(guī)范取值 </p><p>　　軟件中通過交互輸入?yún)?shù)，結(jié)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(zhuǎn)車道外緣線三條，均應(yīng)為連續(xù)多段線）即可計(jì)算確定其幾

20、何形狀，并實(shí)時(shí)顯示預(yù)覽。 </p><p><b>　　四、軟件實(shí)現(xiàn) </b></p><p>　　以上已經(jīng)分析了平交平面的幾個(gè)構(gòu)件，將這些構(gòu)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(yīng)復(fù)雜的組合平交，可將若干個(gè)平交元組合在一起形成一個(gè)平交，再將若干個(gè)平交集合在一起，作為一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理，其基本關(guān)系如圖五。 </p><p>

21、　　圖五 項(xiàng)目構(gòu)成基本關(guān)系圖 </p><p>　　各構(gòu)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(xì)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(jìn)行試算、預(yù)覽，滿意后輸出到AutoCAD出版。 </p><p>　　在以上思路的指導(dǎo)下，結(jié)合工程實(shí)際，我們研發(fā)出了一套專業(yè)的平面交叉平面輔助設(shè)計(jì)軟件如圖六，希望可以為道路工程的建設(shè)作出

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