新技術(shù)、新方法在公路設(shè)計中的應(yīng)用探討

劉智堃，彭 濤（萍鄉(xiāng)公路勘察設(shè)計院，江西萍鄉(xiāng)337000）

新技術(shù)、新方法在公路設(shè)計中的應(yīng)用探討

劉智堃，彭 濤（萍鄉(xiāng)公路勘察設(shè)計院，江西萍鄉(xiāng)337000）

隨著我國交通體系的建設(shè)水平逐漸提升，在公路設(shè)計中應(yīng)用了更多的新技術(shù)和新方法。這些技術(shù)與方法的實際應(yīng)用進一步的提升了社會公共工程的建設(shè)步伐，同時應(yīng)用新技術(shù)、新方法的公路設(shè)計，既能夠滿足社會發(fā)展需求，也充分的利用了科技成果，保障公路設(shè)計實現(xiàn)現(xiàn)代化、數(shù)字化?；诖耍诒疚闹嗅槍吩O(shè)計中新技術(shù)、新方法的應(yīng)用進行研究。

新技術(shù)；新方法；公路設(shè)計；應(yīng)用；探討

前言

在經(jīng)濟建設(shè)中，公路設(shè)計被提出較高的要求，傳統(tǒng)的公路設(shè)計方法難以滿足社會發(fā)展的需求。新時期，更多的公路設(shè)計新技術(shù)與新方法被研發(fā)，在應(yīng)用了新技術(shù)、新方法的公路設(shè)計，其設(shè)計效果更加的直觀，并且提升了設(shè)計效率，并且能夠與社會發(fā)展形式相互結(jié)合。因此，關(guān)于將新技術(shù)、新方法在公路設(shè)計中的應(yīng)用研究，對于經(jīng)濟建設(shè)而言，具有較為積極的意義。

1 新時期公路設(shè)計原則

如今社會發(fā)展中，能源的利用高度緊張，并且環(huán)境污染嚴重。新時期，城市建設(shè)、鄉(xiāng)村發(fā)展的都需要進行公路建設(shè)，在這樣的背景下進行公路設(shè)計，需要考慮到生態(tài)環(huán)境、資源等多方面因素。既要實現(xiàn)對于自然環(huán)境的保護，還要踐行可持續(xù)發(fā)展觀念。

1.1 地表自然環(huán)境的保護原則

伴隨著我國土壤問題逐漸凸顯，在公路建設(shè)中能夠發(fā)現(xiàn)，公路設(shè)計忽視了對于農(nóng)民耕地的保護，很多公路設(shè)計橫穿農(nóng)民土地，導(dǎo)致了農(nóng)民經(jīng)濟收入降低，零食產(chǎn)量減少。那么在可持續(xù)發(fā)展理念引導(dǎo)下，公路設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要遵循地表自然環(huán)境的保護原則。

1.2 對于人文環(huán)境的保護原則

人文環(huán)境是指在社會發(fā)展中所展現(xiàn)出來的文化現(xiàn)象，在公路設(shè)計中具體的體現(xiàn)在物化環(huán)境建設(shè)中。在新時期的公路設(shè)計中需要將避免對于人文環(huán)境的影響，與環(huán)境保護部門、行政管理部門、水文地理部門等實現(xiàn)高度的配合。

1.3 水土資源的可持續(xù)發(fā)展原則

在公路設(shè)計中，還需要綜合考慮到水土資源的問題，在實際設(shè)計中，應(yīng)對區(qū)域之中的水文條件、地質(zhì)條件等進行全面化的調(diào)查，避免土質(zhì)疏松的地段，避免公路建設(shè)環(huán)節(jié)中現(xiàn)滑坡、泥石流等問題。

2 新技術(shù)在公路設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 定位攝影測量技術(shù)

在公路設(shè)計中，為了提升設(shè)計的質(zhì)量，需要借助先進的通信技術(shù)設(shè)備，對待開發(fā)的公路路段進行數(shù)據(jù)信息監(jiān)測，為公路設(shè)計提供有力的數(shù)據(jù)信息支持。水文條件、地籍信息等對于公路建設(shè)的影響較大，為了提升公路設(shè)計的安全性，在公路設(shè)計環(huán)節(jié)中，借助定位攝影測量技術(shù)，對待開發(fā)的公路地段進行信息探測與地籍信息測量。其中比較典型的技術(shù)有北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)、GPS RTK地籍測量系統(tǒng)。這些技術(shù)設(shè)備都是我國自主研發(fā)，因此在通信數(shù)據(jù)信息的安全性方面毋庸置疑，其中北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)在而對于公路數(shù)據(jù)信息傳輸環(huán)節(jié)中，能夠體現(xiàn)出較強的抗雨水能力，設(shè)備本身低功耗。在不同制式下都能夠?qū)崿F(xiàn)地區(qū)水情測報系統(tǒng)的無縫銜接。

基于GPS RTK技術(shù)的地籍測量主要分為以下幾種方法：①地籍控制網(wǎng)加密測量：需要通過細部測量的方式，將測量的最小單位精確到的毫米。如果不通過網(wǎng)格加密的方式不能實現(xiàn)細部測量，因此，在細部測量中，采取地籍控制網(wǎng)加密的測量方式。②地籍控制測量：根據(jù)公路界址點和地籍圖的精度需求，將地籍測量的大小、范圍都控制在能夠測量的范圍內(nèi)，按照實際測量的基本原則，開展相應(yīng)的公路現(xiàn)場地籍測量工作。③地籍碎部測量：在公路地籍測量中，采用離散點進行空間坐標描述，確定物體屬性，最后將所有的離散點進行連接。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計管理系統(tǒng)的應(yīng)用

公路設(shè)計在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的影響下，其設(shè)計系統(tǒng)不再是傳統(tǒng)意義形式下的模式，新時期，網(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計管理系統(tǒng)應(yīng)運而生。為了有效的解決掉公路設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新問題，很多公路設(shè)計院對自身的管理體制進行了改變?；诰W(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計管理體制的建立，融合了現(xiàn)代化的公路設(shè)計技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得公路設(shè)計管理模式更加的完善，推動了很多自動化技術(shù)在公路設(shè)計中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的公路設(shè)計管理系統(tǒng)中，采取的是等級化的制度結(jié)構(gòu)，該種制度結(jié)構(gòu)不利于公路設(shè)計技術(shù)管理與應(yīng)用?；诰W(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計管理系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的分工式組織形式，借助人力資源高效分配，通過客戶端對公路設(shè)計項目任務(wù)進行安排與管理，能有有效的避免錯誤的出現(xiàn)。

2.3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

在對于公路設(shè)計環(huán)節(jié)中，設(shè)計團隊在工程現(xiàn)場可以借助遙感技術(shù)設(shè)備對現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集，并且在實際設(shè)計中能夠在3D空間建模技術(shù)的支持下，還原施工現(xiàn)場情況，使得設(shè)計更加的直觀。該種應(yīng)用遙感技術(shù)將野外現(xiàn)場工作搬到室內(nèi)的設(shè)計模式，能夠通過遠距離測量設(shè)計數(shù)據(jù)。RS遙感技術(shù)是遙感技術(shù)設(shè)備中的核心技術(shù)之一，能夠應(yīng)用于公路勘察設(shè)計環(huán)節(jié)中，與該設(shè)備能夠?qū)娇照掌畔⑦M行分析，利用計算機對這些照片進行處理，識別出公路設(shè)計中的重點。

2.4 公路設(shè)計軟件的應(yīng)用

公路設(shè)計逐漸從人工圖紙設(shè)計的境遇中走出來，在計算機軟件技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互融合的設(shè)計背景下，在公路設(shè)計中應(yīng)用了很多專業(yè)化的軟件技術(shù)。如今，公路設(shè)計軟件主要是指計算機輔助設(shè)計軟件系統(tǒng)——CAD，在實際的設(shè)計環(huán)節(jié)中，根據(jù)具體的情況，將設(shè)計軟件分為兩大類，其一，國際上主流道路輔助設(shè)計軟件有：CARD/1、Bent1ey、Civi13D；其二，在國內(nèi)主流道路輔助設(shè)計軟件有：HintCAD、路線大師、EICAD等。其中CARD/1的實際應(yīng)用取得了較多用戶人口，該項技術(shù)涵蓋了鐵道部直屬全部5家的鐵路勘察設(shè)計院、絕大部分交通不直屬設(shè)計院、公路省級設(shè)計院等。HintCAD系統(tǒng)是路線與互通式立交設(shè)計的大型專業(yè)軟件，系統(tǒng)應(yīng)用包含了公路線路設(shè)計、三維數(shù)字地面模型應(yīng)用等。

3 新方法在公路設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 曲線法定線

曲線法定線對于國內(nèi)的公路設(shè)計而言是一種較為新穎的設(shè)計方法，該種方式由國外設(shè)計師所研究，在國際上很多國家中都有應(yīng)用，經(jīng)過長期的設(shè)計與應(yīng)用實踐，該種公路設(shè)計方法具有較強的理論基礎(chǔ)。因此我國的公路設(shè)計環(huán)節(jié)中，也可以引用該種設(shè)計方法。目前，該種公路設(shè)計方法得到了很多國內(nèi)工程師的認可，曲線法的定線思路具有較為明顯的規(guī)律，在實際設(shè)計中，主要是應(yīng)用圓弧在線路上的地位，按照控制因素需求，確定圓曲線的準確位置。具體的設(shè)計方法應(yīng)用步驟如下：

（1）公路設(shè)計在控制因素的引導(dǎo)下，將公路設(shè)計圓曲線的位置確定下來。通過直線的緩和曲線，確定圓弧與圓弧之間、連接線與過渡線之間的位置關(guān)系。

（2）實際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，采用圓曲線對主要的地形、地物進行控制，不需要分析導(dǎo)線與交點之間的位置關(guān)系。

（3）借助曲線主點的切線方向相互交錯，已獲得導(dǎo)線和交點，這樣的線路設(shè)計方式能夠讓圓曲線的定位與建立能夠更加的靈活。

（4）利用數(shù)學(xué)“最小二乘法”，確定圓弧位置，以得出公路線路設(shè)計多個控制點。

圖1 曲線定線法施工方式

3.2 以點為基礎(chǔ)的橫斷面設(shè)計方法

橫斷面是公路設(shè)計中的重點，新時期，在計算機技術(shù)的崛起大環(huán)境下，公路設(shè)計中借助計算機軟件進行橫斷面的設(shè)計?！澳０宸ā笔且环N較為常見的橫斷面設(shè)計方法，該種設(shè)計方法在具體應(yīng)用中比較簡單，能夠針對于不同的路段，提供相應(yīng)的設(shè)計模板。該種橫斷面的設(shè)計中，具體是針對以點為基本元素的理解，并且在對點的簡單運用上，與公論設(shè)計相互結(jié)合?；谶@樣的設(shè)計方式與傳統(tǒng)的現(xiàn)場測繪、構(gòu)圖設(shè)計相比，能夠節(jié)約一定的人力與物力。

3.3 路線平縱面線形與路拱橫坡的設(shè)計

在公路設(shè)計中，路線平面的設(shè)計決定著公路的平穩(wěn)度與路面美觀，在路面平面的設(shè)計上，需要滿足現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范線性指標，將道路現(xiàn)狀維持好，以現(xiàn)狀道路中線為道路中心線，提升道路利用率。在線路縱斷面的設(shè)計中，需要在滿足現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范指標基礎(chǔ)上，需要注重瀝青混凝土面層厚度的設(shè)定，盡量的節(jié)約投資。當在路拱橫坡的設(shè)計中，需要注重減少調(diào)平層的數(shù)量。

4 結(jié)論

綜上所述，在科技信息融合的時代中，公路設(shè)計中應(yīng)用了很多新技術(shù)、新方法，使得公路設(shè)計能夠更加的服務(wù)于社會，促進交通發(fā)展。在本文中對公路設(shè)計中需要遵循的原則進行分析，并且針對公路設(shè)計中的新技術(shù)與新方法進行研究。在公路設(shè)計中典型的新技術(shù)有：定位攝影測量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計管理系統(tǒng)、遙感技術(shù)；新方法有：曲線法定線、以點為基礎(chǔ)的橫斷面設(shè)計方法、路線平縱面線形與路拱橫坡的設(shè)計。

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U412.3

A

2095-2066（2016）34-0211-02

2016-11-23

劉智堃（1980-），男，工程師，碩士，主要從事勘察設(shè)計方面的工作。

彭 濤（1975-），男，工程師，本科，主要從事勘察設(shè)計方面的工作。