公路施工路面測設定位簡化的應用技術分析

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100022）

1 公路施工路面測設定位概述

公路工程施工具有工作量龐大、專業性強、施工條件復雜難度大的特點。在路面測設時，準確計算豎直線、斜直線和平曲線等位置及高程位置，為后續公路施工奠定良好基礎。測設定位是公路施工中重要的基礎技術，通過測量放線、計算定位后才可開展公路施工。由于公路路面施工要求連續、平整，須確保測設定位的準確。放樣定點在公路里程線上應每隔至少20 m定出中線和標高位置，再確定路面邊緣、路肩邊緣位置，在平面上下均為直線段時，精確計算以確定點的位置。在設置緩和線的彎道路段時，應確定中線位置，計算左右兩邊路面的邊緣、路肩邊緣和路中線高差，并確定具體位置，計算縱立面、橫剖面和平面交叉位置定點。為了準確確定某一個點的位置，需要使用豎曲線、平曲線、加寬等計算公式，各個路段的計算應按照實際情況確定合適的計算公式和方法，每一個橫斷面需要計算路中線、走右邊線和路肩邊緣、標高的位置數據。

2 工程概述

路面位置定位計算的數據，可用于路面施工前具體位置的準確定點放樣，如擋土墻施工、涵洞底部施工、頂部位置施工時，準確定位、做好路面定點計算對各項工程的順利實施具有較大意義。

在實際工程應用中，需要編寫一套適合路面定位計算的計算機程序，該程序應滿足操作方便、易學易懂的要求，滿足管理人員、工程技術人員和施工現場班組長在施工和管理中的需要。

以某段二級公路路面工程施工為例，該工程計算里程樁號在30 126～30 249之間，每隔10 m設立樁號。計算橫縱剖面各個測點的坐標值、路中線和左右兩側路面邊緣、路肩邊緣的坐標值和高差值。在里程樁號之間，各個測點相對于起點的左側路肩底部為0點的高差值，輸入已知數據和各個測點的里程樁號，可以計算得到上述數值。

3 公路施工路面測設定位簡化技術應用分析

一個計算機程序需要計算三個不同的內容，需要三個運算程序或進行源程序語句編碼的兩次修改，以滿足不同計算內容的計算要求，因此，在實際施工應用中方便性較差。

根據施工特殊要求編寫的程序，應具有以下特點：計算的內容是多元的，但同一個計算機程序，可滿足三種不同計算的要求，滿足不同工作對象，領導人員、工程技術人員在施工中的實際需要。如輸出數據是橫斷面、縱斷面、標高值，管理人員可以利用以上數據，了解工程的實際情況，檢查核實施工圖紙的內容是否滿足工程實際要求。輸出的數據是橫斷面和縱斷面的高差值，工程技術人員可以在實際操作中，測量具體路線位置和工作面上挖、土方填筑、整平高差控制的準確尺寸，測設時設定某一個點的位置是零點，即參照點，再計算其他各個測點對應于該零點的高差值。輸出的數據是同一個橫斷面的高差值，現場施工班組長可以用來指揮施工人員沿著路線長度，確定每一個橫斷面的中路中線、左右路面邊緣、左右路肩邊緣的位置。計算三種情況時，可以按照實際的需要單獨選擇一種情況，可以多選或全部使用。將測設的數據整理成文字資料，拿到施工現場以供實際測量定位使用，可以在野外作業時，在工地上操作計算，即同時進行計算和測量，均比較方便，減少了后期工作量。計算時按照路線的長度每隔10 m設定一里程樁號的計算數據，可以選擇路線長度內的任何一個樁號，均可以得到準確的定位數據。

上述程序語句適合用在各種型號計算器的計算中，具有編程方便、易學、易掌握、實用方便的優點。在編寫路面定位計算程序時，使計算內容得到了簡化，同時使各專業計算公式串聯，以完成計算程序的編寫，使縱立面、橫剖面和平面交叉的空間位置，實現準確的定點計算，使復雜難度高、計算工作量繁多的計算內容得到了簡化，提高了測設定位的效率和質量，準確的定位結果能夠為后期工程奠定良好基礎。該技術方法常應用在高等級公路、高速公路和鐵路工程建設的測設定位中，提高了工程測設定位的效率，使工程計算變得簡便。

4 提高公路路面施工測設定位和計算結果精度的控制措施

隨著科學技術的發展，公路施工測設定位新技術得到了廣泛應用，為精確計算、簡化計算內容提供了技術保障，定位的準確可確保計算結果的準確。目前，常見的公路路面測試技術有數字化測圖、GPS測設和一體化測設技術。

4.1 數字化測圖時的控制措施

在公路測設中，除了控制測量需要繪制地形圖和工點圖，繪圖工具常用的是AutoCAD設計軟件，該軟件繪制的地形圖是電子矢量圖，為數專測設提供了條件。數字化測設時以計算機技術為核心，在輸入輸出硬件設備的支持下，實現對地形空間數據的采集、輸入、繪圖成圖和輸出管理。在野外施測時，采用全站儀實地測量，將野外采集的數據自動化傳輸給電子手簿、磁卡和便攜機等載體記錄，在室內完成數據自動傳輸和人機交互編輯，以此生成數字地圖。該測設技術具有精確度高、效率高、應用廣泛的特點，利用全站儀測量完成自動化傳輸、記錄、存儲、處理和成圖，在整個過程中，可確保原始數據的完整和精度，獲得準確的測量結果，為后期計算提供可靠依據。

主要誤差來源數據采集時測設點精度、碎部點測距誤差和測角誤差，但這些點的誤差均較小。在野外作業時自動完成數據采集和傳輸、記錄等，提升了野外作業時數據采集的速度，減少工作內容。數字化成圖形成的電子圖，地理信息豐富，可形成三維數字地面模型滿足施工設計和計算的要求，在野外數字測設中得到了廣泛應用。

4.2 一體化測設技術在放線定位中應用時的控制措施

公路路面中線的測量放線是公路測設的重要內容，中線點位施測的結果影響著計算數據的準確性。為了充分發揮全站儀的作用，提高測設的效率，開發了新的計算機程序，該程序為綜合性程序，包括中線與各個樁號里程的測放、擋墻施工項目的測放、橋涵工程的測放和橫斷面工程的測放。由實踐證明，該新的計算機程序的應用減少了人力資源，提高了施測的效率和放線定位的準確度。

4.2.1 中線和樁號里程的測放

將公路的各個曲線元素與控制點的成果傳輸到電子手簿中，再進行外業測放?；玖鞒虨樵O置測站點，輸入已知點名稱，可自動化提取出測站點與后視點三維坐標。如果已知點的名稱輸入錯誤，會自動報錯提示重新輸入，并自動化完成測站點的記錄和后視點的復核，達到要求后，才能開展中線施放。再輸入中線里程，程序自動化計算中線的坐標并反算出施測的方位與距離，并自動化完成測量和差值計算。通過反復的測量，促使精確度滿足原始數據和高程存盤、實際測放坐標要求，通過復測使多次測量的差值滿足精確度要求。在整個測放過程中每一個測站點只需一個人便可完成工作，節省了人力成本，提高了工作效率。

4.2.2 擋墻工程的測放

擋墻工程的測放坐標與里程數值由設計人員提供，首先，將坐標和里程數值輸入計算機程序中，自動完成測站點記錄和后視點檢測。計算機程序自動化計算擋墻坐標，自動化完成測量與差值駕駛員工作。通過多次復測使差值滿足精度要求，使測量到的數值滿足設計要求。

4.2.3 橋涵的測放

橋涵位置需要在實地勘察后，才能得到準確的位置坐標，沒有現成設計理論坐標。為快速求得準確的橋涵位置和在中線上的坐標，采用全站儀測量出指定點坐標，再在計算機程序中輸入指定點概略里程，采用漸進法求得中線上距離指定點最靠近的一個點的坐標，該點的坐標值是橋涵在中線上的坐標。測量出設計人員指定點的坐標，將該坐標輸入公路設計圖微機中，將指定點向公路平曲線做垂線，垂足點的坐標是該橋涵在中線上的坐標。得到橋涵坐標后橋涵的施測便與擋墻工程的施測流程一致。

4.2.4 橫斷面的測放

測放中線上某一個點的橫斷面，再將測量設備放在該點位上，后視點的前一點為零點方向，旋轉到該點的法線夾角便可進行橫斷面測設。將數據輸入計算機程序中可自動化計算，得到各個點到中線的距離與高差，存儲記錄。如果在中線上不能完成橫斷面的測設，需要轉點測量，重新設站后利用前方交會，求得轉點到橫斷面線上距離，再施測橫斷面并求得離中線的距離和高差。待外業測設完成后，直接傳輸到計算機上，可得到橫斷面的數據和圖形。在完成中線測放后應對測設的結果進行檢查，在內業處理時采用相關統計技術調入測設的數據，并編寫程序求得施測坐標和理論坐標之間的差值并完成精度統計，檢查是否滿足規范要求。在公路路面工程內業處理時需要使用大量計算機軟件，可完成數據計算和統計工作，節約了計算時間，提高了工作效率。

5 結語

綜上所述，在公路路面測設定位工作中，外業施測和內業計算統計處理均需要使用到大量硬軟件設備及其技術，新設備和技術的應用，提高了工作效率，使復雜的測試定位工作得以簡化，降低了勞動強度。先進技術的應用使測設和計算的結果精確度更高，得到的數據成為后續工程施工設計可靠的參考依據。