公路設(shè)計(jì)中新技術(shù)及新方法研究

張 楠

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 公路設(shè)計(jì)需要注意的問題

在公路設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，要盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，對(duì)工程建設(shè)加強(qiáng)控制，需要在源頭對(duì)其進(jìn)行處理，當(dāng)前公路設(shè)計(jì)工作涉及的方面較多，在線路的設(shè)計(jì)上會(huì)穿過草原以及生態(tài)保護(hù)區(qū)，一定程度上會(huì)對(duì)其造成影響，為此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中要對(duì)公路的線路進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，盡量避免穿過生態(tài)保護(hù)區(qū)。還要堅(jiān)持節(jié)約資源的原則，提升土地資源的利用率，減少對(duì)土地造成破壞，根據(jù)施工面積的實(shí)際情況合理配置土地資源，有助于減少資源的消耗，降低后續(xù)施工成本。在設(shè)計(jì)公路時(shí)，要提升舊公路的利用率，不能出現(xiàn)將舊公路遺棄的現(xiàn)象，在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可以充分挖局舊公路的優(yōu)勢(shì)，將其二者進(jìn)行有效的結(jié)合，有助于提升公路設(shè)計(jì)效果，提升土地資源以及材料的利用率。

2 公路設(shè)計(jì)中新技術(shù)的術(shù)應(yīng)用

2.1 定位攝影測(cè)量技術(shù)

定位攝影測(cè)量技術(shù)有助于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，依托技術(shù)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)對(duì)公路的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的收集，實(shí)時(shí)對(duì)公路附近的水文條件以及土壤信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效減少外界因素的干擾，保證后續(xù)施工的安全性。例如：在監(jiān)測(cè)公路周圍環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)時(shí)借助北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，可以將公路數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的傳輸，其應(yīng)用效果較為明顯。在對(duì)地籍信息進(jìn)行采集時(shí)，通常借助GPS RTK設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量的精確性較高，主要包括地籍控制網(wǎng)加密測(cè)量、地籍控制測(cè)量以及地籍碎部測(cè)量等幾種方式，其中地籍控制網(wǎng)加密測(cè)量的精確度較高，地籍控制測(cè)量的測(cè)量范圍較廣，能夠在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。地籍碎部測(cè)量需要根據(jù)物體的屬性對(duì)空間坐標(biāo)進(jìn)行描述。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行有效的連接，一定程度上是對(duì)公路設(shè)計(jì)工作的創(chuàng)新，是將公路設(shè)計(jì)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，注重對(duì)公路設(shè)計(jì)管理模式的優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)改善了等級(jí)化制度結(jié)構(gòu)的局限性，可以對(duì)技術(shù)進(jìn)行集中管理，在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，減少人力資源的消耗，可以有效的避免人為操作的誤差，保證設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。例如：秦嶺南山公路隧道公路設(shè)計(jì)的過程中，突出隧道公路景觀藝術(shù)特征，借助現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將公路設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)要素準(zhǔn)確的輸入到計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)中，并對(duì)信息參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，在公路設(shè)計(jì)的過程中嚴(yán)格按照系統(tǒng)中給出的參數(shù)進(jìn)行操作。

2.3 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍較廣，在實(shí)際的設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備階段，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的路段進(jìn)行全方位的勘察，借助遙感技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境進(jìn)行分析，收集數(shù)據(jù)信息，提升公路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。借助3 d空間建模技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行還原，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)公路信息進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理。通常使用RS遙感技術(shù)進(jìn)行勘測(cè)，將公路現(xiàn)場(chǎng)情況繪制成圖像的形式，實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛娼K端系統(tǒng)中，與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)相連接，明確公路設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)。例如：天津城市互通立交橋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，針對(duì)復(fù)雜的交通以及地形的實(shí)際情況借助遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)時(shí)對(duì)道路性質(zhì)、布局以及地形特征進(jìn)行全方位的分析，充分結(jié)合城市外環(huán)線以及周邊主干道的通行能力的實(shí)際情況開展設(shè)計(jì)工作。

2.4 公路設(shè)計(jì)軟件

公路設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用根據(jù)施工圖紙的實(shí)際情況與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)進(jìn)行連接，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)CAD，將需要施工的公路段的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確的輸入到CAD軟件當(dāng)中。在公路線路設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，需要切實(shí)掌握好公路的走向，設(shè)計(jì)人員可以在CAD軟件中科學(xué)的掌握公路的走向，盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。通過構(gòu)建數(shù)字地形模型的方式對(duì)公路情況進(jìn)行全方位的展示，借助CAD模型，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)施工圖紙的實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，糾正其在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中存在的問題，有助于提升公路設(shè)計(jì)質(zhì)量。CAD技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值較高，有助于提升公路設(shè)計(jì)效率，減少人為操作的誤差。

3 公路設(shè)計(jì)中新方法的應(yīng)用

3.1 曲線法定線

曲線法定線設(shè)計(jì)方法較為新穎，其實(shí)踐價(jià)值較高，其中曲線法定線具有一定的規(guī)律。在應(yīng)用前期階段，需要對(duì)公路控制因素進(jìn)行優(yōu)化，準(zhǔn)確對(duì)圓曲線的位置進(jìn)行定位，切實(shí)掌握好圓弧與圓弧之間的位置關(guān)系，保證連接線與過度線之間連接方式的合理性。借助曲線法定線對(duì)將要施工的公路地形進(jìn)行分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)周圍的實(shí)際情況將導(dǎo)線與交點(diǎn)之間的距離控制在最佳區(qū)間。同時(shí)，要對(duì)曲線主點(diǎn)切線的方向進(jìn)行準(zhǔn)確的確認(rèn)，要保證切線方向之間處于相反的狀態(tài)，運(yùn)用此定位的方式一定程度上可以提升設(shè)計(jì)的靈活性。在確定圓弧位置的環(huán)節(jié)中，利用數(shù)學(xué)原理對(duì)其具體位置進(jìn)行計(jì)算，找出公路線路設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。曲線法定線中的圓弧通常選用直線，可以提升控制標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

3.2 橫截面設(shè)計(jì)法

橫截面設(shè)計(jì)法主要是以點(diǎn)為基礎(chǔ)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，借助計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要以模板法為基礎(chǔ)，此種設(shè)計(jì)方式較為簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)人員可以充分根據(jù)公路路段的實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，應(yīng)用方式簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)要求不高，與對(duì)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并將公論設(shè)計(jì)理念融入其中。橫截面設(shè)計(jì)法改善了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的局限性，可以減少人力、物力、財(cái)力資源的消耗。例如：在橫截面絕對(duì)坐標(biāo)建立的環(huán)節(jié)中，對(duì)橫向以及豎向增量進(jìn)行科學(xué)的分析，以點(diǎn)為中心，并對(duì)其進(jìn)行控制，在建點(diǎn)的環(huán)節(jié)中，需要充分結(jié)合坡率放坡以及橫截面線交融的實(shí)際情況出發(fā)，將開發(fā)程序理念有效的融入其中，一定程度上降低了設(shè)計(jì)難度，在相對(duì)簡(jiǎn)單的路幅中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

3.3 路線平縱面線形以及路拱橫坡設(shè)計(jì)法

路線平縱面線形以及路拱橫坡設(shè)計(jì)法中的路線平縱面線形設(shè)計(jì)可以保證公路的平穩(wěn)性，在實(shí)際的路面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范線性指標(biāo)進(jìn)行操作，并對(duì)道路的現(xiàn)狀進(jìn)行維護(hù)，找準(zhǔn)道路的中心線，有助于提升道路的使用壽命。在縱斷面設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，通過平面分析的方式計(jì)算創(chuàng)建縱斷面設(shè)計(jì)的高程控制點(diǎn)，根據(jù)不同等級(jí)道路的實(shí)際情況適當(dāng)?shù)脑鲈O(shè)分離式立交結(jié)構(gòu)，并將豎曲線半徑以及縱坡、變坡點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)方案，仍然需要與現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，在瀝青混凝土土面厚度的選擇上，要堅(jiān)持適度性原則，盡量減少施工材料的消耗。而在路拱橫坡設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員需要掌握好調(diào)平層，將調(diào)平層的數(shù)量控制在最佳范圍內(nèi)。

4 結(jié) 論

注重公路設(shè)計(jì)新技術(shù)以及新方法的應(yīng)用，將曲線法定線、橫截面設(shè)計(jì)法、路線平縱面線形以及路拱橫坡設(shè)計(jì)法有機(jī)的結(jié)合在一起，需要設(shè)計(jì)人員具備一定的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，將具體的理論知識(shí)應(yīng)用在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，有助于提升公路建設(shè)項(xiàng)目施工質(zhì)量，保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行。