道路平面交叉口边线竖向365JT设计新探 
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365JT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*i1  hf+T*i2   h=∣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365JT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/4进行控制。落点取在QZ点时。一般竖向曲线以L/4进行控制为宜。同向曲线。反向曲线应尽量相接。
5、确定交叉口设计范围;绘制交叉口等高线。
6、调整等高线,若需对等高线进行调整,仅对HO的标高和所设竖曲线进行调整。
7、计算施工标高。