[发明专利]一种高速环道曲面构建及土方估算方法

权利要求书

1.一种高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、确定高速环道的直线段(1)和曲线段(2)，其中曲线段(2)包括缓和曲线(4)和圆曲线(3)；

S2、根据缓和曲线计算公式以及设计的高速环道的横断面形式，计算曲线段(2)上的三维坐标点；

S3、将曲线段(2)的三维坐标点展点至civil3d中，构建曲线段道路曲面(5)，根据地形图建立地形曲面并对曲线段道路曲面(5)进行内外侧放坡，形成曲线段边坡曲面(6)，曲线段道路曲面(5)和曲线段边坡曲面(6)组成曲线段曲面(10)；

S4、建立直线段(1)道路模型，并构建直线段曲面(9)；

S5、合并直线段曲面(9)与曲线段曲面(10)形成高速环道曲面；

S6、根据地形图建立地形曲面，利用civil3d三角网体积曲面功能计算高速环道曲面与地形曲面的差异，得到土方量。

2.根据权利要求1所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S2包括：根据设计的高速环道的横断面形式，利用切线支距法计算出曲线段(2)任意点的偏斜角，利用任意点的偏斜角和麦克康纳尔曲线缓和曲线计算公式，计算曲线段(2)各步长处的二维坐标点，根据高速环道各步长处的设计高程结合横断面形式计算得到曲线段(2)各步长处对应的横断面的若干三维坐标点。

3.根据权利要求1所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S3包括：构建曲线段道路曲面(5)后对曲线段道路曲面(5)进行调整，使得曲线段道路曲面(5)的边界与路面边界线重合。

4.根据权利要求3所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：对曲线段道路曲面(5)进行调整包括：根据曲线段(2)的三维坐标点绘制曲线段(2)的路面边界线，将曲线段道路曲面(5)的样式调整为三角网模式，以路面边界线为基准，删除曲线段道路曲面(5)超出路面边界线的区域，增加曲线段道路曲面(5)的缺角区域。

5.根据权利要求1所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S3包括：对曲线段边坡曲面(6)进行调整，使得曲线段边坡曲面(6)与道路模型的边坡边界线重合。

6.根据权利要求5所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：根据曲线段道路曲面(5)、地形曲面生成道路模型，道路模型包括边坡边界线，将曲线段边坡曲面(6)的样式调整为三角网模式，以边坡边界线为基准，删除曲线段边坡曲面(6)超出边坡边界线的区域，增加曲线段边坡曲面(6)的缺角区域。

7.根据权利要求1至6任一项所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S5包括：形成高速环道曲面后，将高速环道曲面沿竖向向下平移高度h，h为道路上面层(11)顶部至道路结构层底面(12)之间的距离。

8.根据权利要求1至6任一项所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S6中，根据地形图建立地形曲面包括：将地形曲面的样式调整为三角网模式，通过设置地形曲面的最大高程、最小高程以及地形曲面的三角网的最大边长对地形曲面中的奇异点进行处理。

9.根据权利要求1至6任一项所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S6中，利用civil3d三角网体积曲面功能计算高速环道曲面与地形曲面的差异包括：将基准曲面设置为地形曲面，将对照曲面设置为高速环道曲面，设置松散系数和压实系数，查看对照曲面的特性，得到高速环道曲面的填方体积和挖方体积。

10.根据权利要求1至6任一项所述的高速环道曲面构建及土方估算方法，其特征在于：所述步骤S4包括：根据道路的平面、纵断面、横断面以及地形曲面生成直线段(1)的道路模型，由直线段(1)的道路模型提取直线段曲面(9)。