本发明涉及公路改扩建领域，特别涉及一种分层铣刨改扩建路面拼接计算方法。
背景技术：
1、随着我国经济飞速发展，公路改扩建项目越来越多，尽管在老路基础上直接建设新路更为简单，但利用原有路面进行拼接设计更能节约成本和缩短项目工期。但利用原有路面需要进行新老路的拼接设计，其拼接计算难度极高，亟需合理可行的方法解决目前存在的问题。首先，改扩建路面拼接方案的设计所受影响因素诸多，包括平面间距、纵面间距和加铺方案等，且当路线桩号不同时上述三方面影响因素会灵活组合而产生不同的拼接方案，造成不同路段匹配的改扩建路面拼接方案选择灵活性大、复杂性高；其次，目前的设计过程中，并没有对实际路面拼接设计出具体的方案，往往在一段路中仅设计一个横断面作为示例，而实际施工过程中的路面情况与理想设计情况相差较大，示例横断面并不能很好的指导施工，造成路面铣刨设计相对较差，若为了实现每个位置的路面拼接都进行手工设计，工作量极大，客观上无法实现。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，创新性地解决了公路改扩建路面拼宽计算中无法实现在复杂老路情况下新老路精确拼接设计的问题，可实现公路改扩建路面任意桩号位置处新老路结合的铣刨台阶和拼接横断面设计，很好的满足改扩建公路老路利用的设计需求。
2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，包括以下步骤：
3、s1、在jsl-改扩建路面bim设计系统中导入老路路面控制点数据；
4、s2、定义新路判定点位置、加铺方式和加铺方式中每层路面结构的最小铣刨厚度；
5、s3、计算关键桩号位置处的新老路横向偏距；
6、s4、根据关键桩号位置处的新老路横向偏距得到对应的加铺区域，计算每个加铺区域的计算高程，并选择加铺方式；
7、s5、判断内外侧需要加铺层数与选择的加铺方式结构层数是否相同，若相同，则不需要进行铣刨计算；若不相同，则进入步骤s6；
8、s6、根据内外侧加铺层数差，循环计算相差层，依次计算每层的铣刨台阶，直到计算完成所有相差层；
9、s7、组合每层计算结果，输出当前桩号的铣刨面。
10、可选地，所述步骤s1中，具体方法包括：
11、(1)在jsl-改扩建路面bim设计系统中导入路线设计文件，其中包含新路与老路的路线设计信息，包括各个桩号对应的三维坐标、路线标准路幅；
12、(2)导入老路实测地面线数据，地面线数据包含有每个桩号下各个偏距对应的高程。
13、可选地，所述步骤s2中，定义新路的加铺方式的具体方法包括：
14、定义每个加铺方式的适用高度范围，如公式(1)所示；
15、
16、式中：mn为加铺方式；δh为计算高程；hi为加铺方式划分的高程分界，hn-1为mn的最小适用厚度，hn为mn的最大适用厚度；
17、每种加铺方式mn是由若干层路面结构组成的路面结构集合，其数学模型如公式(2)所示：
18、mn＝{l,t,h} 公式(2)
19、式中：l代表路面结构层层级；t代表路面结构类型；h代表路面结构层厚度；
20、定义完加铺方式后，需要定义每种路面结构类型对应的最小铣刨厚度c，如公式(3)所示：
21、c＝f(t) 公式(3)
22、式中：c为该层的最小铣刨厚度；t代表路面结构类型。
23、可选地，所述步骤s3中，新老路横向偏距的计算方法包括：
24、(1)计算新路设计中线在关键桩号位置处的平面坐标点p1；
25、(2)在新路设计线的p1位置处做垂线；
26、(3)找到老路设计线与垂线的平面交点p2；
27、(4)新老路的横向偏距为p1到p2的距离。
28、可选地，所述步骤s4中，计算每个加铺区域的计算高程的方法包括：
29、(1)将老路地面线以新老路横向偏距进行横移；
30、(2)找到当前加铺区域所有的判定点；
31、(3)在每个判定点处做竖线，得到判定点i处竖线与新路地面线和老路地面线的交点ni和oi，判定点i处新老路计算高程等于ni和oi的距离；
32、(4)根据取大或取小的计算规则，选择所有计算值中的最大值或最小值作为该加铺区域的计算高程δh；
33、(5)根据公式(1)，计算得到该加铺区域的加铺方式mi＝hp(δh)。
34、可选地，所述步骤s5中，需要计算加铺区域内外侧最小计算高程对应的加铺方式与步骤s4中选择的加铺方式进行对比，判断是否需要进行铣刨，具体方法包括：
35、(1)加铺方式m的路面结构模型根据层级拆分为如下公式(4)：
36、
37、式中：m为加铺方式；tn为路面结构类型；hn为m的第n层的路面结构厚度，δh为计算高程；
38、(2)分别计算加铺区域内侧高程h1和外侧高程h2，利用公式(1)，计算内侧高程h1和外侧高程h2中的最小值对应的加铺方式mj，判断mj与步骤s4中计算得到的mi是否属于相同的路面结构层，如果相同则不需要进行铣刨，如果不同则进入步骤s6。
39、可选地，所述步骤s6中，需要计算出每层的铣刨台阶形状，具体的计算方法包括：
40、(1)设加铺方式mi和mj的加铺层数分别为a和b；
41、(2)第a层的最小铣刨厚度为ca，结构层厚为ha；
42、(3)计算第a层向下平移ca后，a层与内侧边界的交点为k1，与老路的路面线的交点k2；
43、(4)计算第a层向下平移ha后，a层与老路的路面线的交点k3；
44、(5)连接交点k1、k2、k3，形成a层对应的台阶，同时，将k3对应的竖向定为a+1层的内边界；
45、(6)循环计算，直到完成a到b层的计算。
46、可选地，所述步骤s7中，合并每层铣刨台阶与路面结构的重合部分，具体的计算方法包括：
47、(1)计算第a层铣刨台阶与路面结构的交点；
48、(2)剔除原路面结构中，当前铣刨边界与第a层铣刨起始边界中间的部分；
49、(3)计算的每层台阶与原老路合并形成新的路面结构；
50、(4)循环计算，直到完成a到b层的计算。
51、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：现有改扩建工程通常会考虑老路的特性进行新老路搭架设计，对老路进行铣刨。这样的处理方式不仅能提高改扩建工程路的使用性能，延长路面使用寿命，更是可以降低工程成本，但老路的实际情况千变万化，新路与老路的搭接设计往往只能以一种通用情况进行计算，难以适应实际需求。本方法通过在jsl-改扩建路面bim设计系统中导入老路实际路面数据，利用程序创建的新老路三维模型，在定义了新路加铺方式和铣刨厚度后，能够以多层逐级铣刨的计算方法快速计算出任意桩号位置处新老路结合的铣刨台阶和拼接横断面设计，形成当前设计方案下最佳的老路铣刨形式，解决了传统方法无法实现的基于实际老路数据的任意位置改扩建拼接设计，并大幅度提高了计算效率和设计精准度。
1.一种分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s1中，具体方法包括：
3.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s2中，定义新路的加铺方式的具体方法包括：
4.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s3中，新老路横向偏距的计算方法包括：
5.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s4中，计算每个加铺区域的计算高程的方法包括：
6.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s5中，需要计算加铺区域内外侧最小计算高程对应的加铺方式与步骤s4中选择的加铺方式进行对比，判断是否需要进行铣刨，具体方法包括：
7.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s6中，需要计算出每层的铣刨台阶形状，具体的计算方法包括：
8.根据权利要求1所述的分层铣刨改扩建路面拼接计算方法，其特征在于，所述步骤s7中，合并每层铣刨台阶与路面结构的重合部分，具体的计算方法包括：
