公路勘測設計技術應用現狀與發展展望

卓 飛

(平塘縣交通局)

1 道路勘測的工作概述

1.1 道路初測

在這一階段主要是根據批準的《工程項目可行性研究報告》及其審查意見所確定的修建原則和路線基本走向方案，實施勘測與調查，包括導線、高程、地形、地質、橋涵、路線交叉、概算資料的測量調查工作，并進行紙上定線，選定路線線位，確定工程構造物布設方案。

1.2 道路定測

道路定測即定線測量，是指施工圖設計階段的外業勘測和調查工作。具體任務是根據上級批準的初步計劃(或技術設計)，具體核實路線方案，實際標定路線或放線，并進行路線中線、高程、橫斷面、橋涵、隧道、路線交叉、沿線設施、環境保護等測量和資料調查，為施工圖設計提供資料。定線測量，常用方法有穿線交點法、撥角法、解析法、坐標法、直接定交點法等，前四種方法需要有實測導線點，其中坐標法精度最高，解析法次之。

1.3 道路施工測量

道路施工測量的主要任務是曲線測設，包括恢復中線測量，施工控制樁、邊樁和豎曲線的測設。恢復中線測量后就要進行路基的放樣工作;施工控制樁的測設;路基邊樁的測設;路基邊坡的放樣;路面放樣和路拱放樣。其中最重要的是測定橫斷面方向，圓曲線橫斷面方向的測設、緩和曲線橫斷面方向的測設，豎曲線的測設。

2 公路的平面設計

2.1 選線的方法

本設計為汽車專用二級公路，選線方法采用紙上選線，根據1∶2 000的地形圖并結合當地地質、水文資料，初步擬訂線路。

2.1.1 路線帶選擇

本路段坐落在地勢相對平緩的丘陵地帶，中間穿過農田，地形情況相對簡單。經過農田軟土地基處需進行加固處理。總之，應以少占用農田為原則進行設計。

2.1.2 具體定線

基本確定道路的走向后確定施工方案時，在滿足技術規范的前提下應盡量壓縮工程量、減少路線的長度、降低施工難度。在遇到農田時應盡量避免，但在第一個交點處還是占用了一部分農田。在接下來的路線設計中進行平、縱、橫綜合設計，最后定出了道路中線。

2.2 平曲線要素計算

2.2.1 對JD1進行平面要素設計計算

圖1 平曲線計算圖示

2.2.2 對JD2進行平面要素設計計算

交點3同樣進行平曲線要素設計計算。

2.3 總結方案

在進行道路路線確定時，應本著盡量少占用農田的原則，在地勢稍微平緩的地區應在滿足設計施工規范的要求下壓縮工程量、盡量減少高填深挖，情況允許的話縮短路線長度。

3 公路勘測設計技術的發展趨勢

3.1 公路CAD系統路線優化設計

3.1.1 公路勘測設計各階段的應用

(1)在可行性分析階段，適宜采用在寬帶范圍內路線走向方案的優化。

(2)在初步設計階段適宜采用在平面或空間一定范圍內移線以改善設計方案的優化技術。

(3)在技術設計階段宜采用多個目標函數的公路縱斷面優化程序系統。

(4)對已完成的公路路線技術設計運用連續繪制的透視圖(或動態透視圖)進行評價，如發現有不符合安全行駛和景觀環境要求的路段，進行切實改進，提高設計質量。

3.1.2 優點

在公路路線輔助設計的軟件系統中如能按各個不同設計階段納入如上的優化技術內容，可以使設計方案中的土石方、小橋涵、擋土墻、公路用地等工程費用降低10%左右，并可提高公路線形質量，明顯降低營運費用，達到路線的安全、舒適和良好景觀。

3.2 數字地面模型及在道路設計中的應用

在進行道路設計時加入計算機的輔助設計，借助計算機的圖形識別和處理功能建立道路模型。數字地面模型不同于地形圖、地形立體模型等直觀地表示地形的方法，而是以抽象的數字陣列表示地貌起伏、地表形態的。由于數字地球的介入，在設計道路路線時，設計人員不必再通過條件極差的戶外測量來獲取信息，只要通過數字地球的輔助就能得到精度極高的設計信息，來完成設計工作。

3.2.1 數字地面模型的種類

(1)方格網式數字地面模型

通過把地面劃分成等大小的模塊(一般為矩形或者正方形)，然后按一定順序讀取模塊的高程。

(2)三角網式數字地面模型

這種數字地面模型，由所有三角形頂點的三維坐標組成，并把每個三角形看成是由三頂點高程構成的一個平面，因而劃分三角網時，應盡使三角形的周邊以內所有等高線都呈直線，而且相互平行，間距相等。

3.2.2 數字地面模型數據點的獲取

從現有的地形圖上獲取;利用自動記錄的測距儀(或全站儀)在野外實測，獲取原始數據;攝影測量方法可以利用帶有自動記錄設備的立體測量儀，對立體模型進行斷面掃描或勾繪等高線，將坐標記錄在紙帶或磁帶上。

3.3 公路透視圖

現代公路除要能滿足交通需求外，還要求行車舒適安全、線型和諧優美，與環境相互融合。透視圖技術是評價公路線型質量的主要手段之一，也是當今進行招標、投標時顯現設計效果的重要手段。目前提出了“數字化地球”概念。并通過“3S計劃”來實現，即豐富的全球地理信息系統(CIS)、精確的全球衛星定位系統(GPS)、先進的遙感測設系統(RS)

公路勘測的數字化也是最近幾年才提出來的概念。它包括地理信息系統(Geographic Information System)、全球衛星定位系統(Global Positioning System)、遙感技術(Remote Sensing)3個部分。遙感技術在公路勘測設計中有以下優點。

(1)它能夠幫助設計人員判斷道路沿線物體對路線的大概影響，從而對路線進行必要的優化改進。

(2)通過向設計人員提供詳細的地質信息，幫助設計人員進行設計，減少災害的發生。

(3)通過遙感資料，可以提供道路沿線的植被情況，為后期的綠化工作提供依據。

(4)通過遙感資料，還可以提供道路沿線的建筑物情況，及時了解施工場地的情況，從而制定合理的施工方案。

4 結束語

道路勘測傳統的測量模式中，測繪需要的工作量大、人員多、測繪工作時間長、效率低、精度不高等。同時在網形布設、觀測方法、誤差控制等方面都存在一定的問題，再加上線路狹長，周圍控制點少，受限較多，給測繪工作帶來許多不便。未來的世界將是“數字化的世界”，數字化的概念將滲透到我國的各行各業，新型技術的應用將會給我國公路勘測技術的發展帶來新的生機。

［1］孫家駟，李松青.道路設計資料集3.路基設計［M］.北京:人民交通出版社，2002:98.

［2］交通部第一公路勘察設計院.公路工程設計規范匯編［M］.北京:人民交通出版社，2001:30-37.

［3］鄧學鈞.路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2000:152.