[发明专利]一种路基工程中原始三维地形面清表整平的修正方法

权利要求书

1.一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定初步清表整平边界范围；

步骤二，初步计算清表整平后场地纵断面地面线；

步骤三，计算最终清表整平边界点并生成清表整平地面；

步骤四，生成清表整平地面与原始地形面间的接坡面。

2.根据权利要求1所述的一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，步骤一包括：

①将路面中心线平曲线划分成n段并求解划分段落的n+1个分段路面中心点的坐标；

②根据分段路面中心点坐标、路面宽度和坡度、路肩宽度和坡度，求解n+1个分段路面中心点所在横断面内两侧路肩与路堤(路堑)边坡交点的坐标；

③根据分段路面中心点所在横断面内两侧路肩与路堤(路堑)边坡交点的坐标、路堤(路堑)坡度以及清表整平加宽求解两侧路堤(路堑)边坡与原始地形交点以及清表整平边界点；

④由n+1个分段路面中心点所在横断面内两侧清表整平边界点所确定的范围即为初步清表整平的范围。

3.根据权利要求2所述的一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，在路肩与路堤(路堑)边坡交点和不同水平偏移值增量的基础上，通过偏移算法和竖向投影算法在原始地形面上直接求得路堤(路堑)边坡与原始地形交点或位于路堤(路堑)边坡与原始地形交点两侧的两个地面点，若为后者则再在这两个地面点水平偏移值增量的基础上依据二分法原理求解路堤(路堑)边坡与原始地形交点。

4.根据权利要求3所述的一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，偏移算法的实现包含以下步骤：

偏移算法步骤一，在水平面内计算每个分段路面中心点处路面中心线平曲线的切线和法线方程；

偏移算法步骤二，由路线方向信息和每个分段路面中心点处的切线方程确定该分段路面中心点处切向量，切向量指向与路线方向一致且与切线方程平行；

偏移算法步骤三，由每个分段路面中心点处的切向量与法线方程确定单位法向量，单位法向量位于切向量水平面内顺时针旋转90°的方向且与法线方程平行；

偏移算法步骤四，由分段路面中心点、分段路面中心点处的单位法向量和水平偏移值计算偏移点的水平坐标，偏移点的水平坐标为单位法向量乘以水平偏移值加上分段路面中心点水平坐标。

5.根据权利要求1所述的一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，步骤二包括：

①在n+1个分段路面中心点所在横断面内，由两侧清表整平边界点确定的范围内计算原始地形横断面平均高程；

②由n+1个分段路面中心点与起点间路面中心线平曲线的长度作为横坐标，对应横断面的原始地形横断面平均高程减去清表厚度作为纵坐标，形成n+1个纵断面散点；

③采用分段多项式曲线对纵断面散点进行拟合，得到清表整平后纵断面地面线，并计算n+1个纵断面散点横坐标对应分段多项式曲线的纵坐标值，记为对应横断面清表整平后的横断面平均高程。

6.根据权利要求5所述的一种路基工程中原始三维地形面的清表整平的修正方法，其特征在于，原始地形横断面平均高程通过在对应横断面的清表整平范围内取k个横断面等分点并计算它们在原始地形面上的竖向投影高程，同时联合该横断面的2个清表整平边界点在原始地形面上的竖向投影高程计算平均值获得；k个横断面等分点与2个清表整平边界点中所有相邻两点间的水平间距相等。