摘 要：在道路設(shè)計(jì)中，邊坡分多種形式，常見的邊坡尺寸都是固定的，在設(shè)計(jì)時(shí)只需在最后一段設(shè)置好坡度與地面線相交即可。但也有一些比較復(fù)雜的情況，例如邊坡上接排水邊溝、公路上的分級(jí)邊坡、多種邊坡形式組合的情況等等，對(duì)于這種邊坡的每個(gè)板塊都要進(jìn)行單獨(dú)的判斷和計(jì)算。若每個(gè)樁號(hào)由人工去計(jì)算要花費(fèi)大量時(shí)間和人力，利用CAD技術(shù)繪制橫斷面邊坡，結(jié)合程序來計(jì)算則可快速精確的出圖。

關(guān)鍵詞：橫斷面 CAD 邊坡 方案設(shè)置

中圖分類號(hào)：P25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0070-01

市政道路和公路設(shè)計(jì)中，邊坡主要起到保證路基穩(wěn)定，對(duì)道路路面的雨水進(jìn)行排放的作用，有的邊坡表面也會(huì)種植一些植被，對(duì)邊坡的基層進(jìn)行加固。在設(shè)計(jì)圖中，邊坡主要在橫斷面圖中體現(xiàn)，每個(gè)橫斷面的末端都是以邊坡與現(xiàn)狀地面相接結(jié)束，向上為挖方邊坡，向下為填方邊坡。在常見的道路中，最常用的是簡(jiǎn)單邊坡，只有一段拉坡，向上坡比為1∶1，向下坡比為1∶1.5，此外也有一些臺(tái)階邊坡、路塹邊坡等等，如圖1所示。

但若是地形條件較為復(fù)雜，例如山區(qū)公路等，邊坡類型就要復(fù)雜的多，除了以上常見的邊坡類型，還有需要分情況設(shè)置的分級(jí)邊坡、需要多個(gè)方案邊坡進(jìn)行組合設(shè)置的組合型邊坡、需要提前交地設(shè)置排水邊溝的帶邊溝邊坡、邊坡的某一段高程需要根據(jù)豎曲線變化來設(shè)置的變化型邊坡等等。

這種情況下的邊坡設(shè)置往往需要結(jié)合相關(guān)地形勘察數(shù)據(jù)來進(jìn)行，而且橫斷面?zhèn)€數(shù)較多，一般為20 m樁一個(gè)，若是較長(zhǎng)的幾公里的路段，就有幾百個(gè)斷面。這種工作由設(shè)計(jì)人員來進(jìn)行操作就相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而批量處理也是軟件程序的長(zhǎng)處，結(jié)合CAD技術(shù)進(jìn)行圖形和數(shù)據(jù)的計(jì)算，可在繪制橫斷面的過程中同步計(jì)算邊坡，并繪制到圖形中，快捷方便。以下內(nèi)容針對(duì)邊坡的幾種較復(fù)雜的情況，結(jié)合CAD技術(shù)來進(jìn)行分析和講解。

1 邊坡方案組合

在地形變化較大的地段設(shè)計(jì)邊坡時(shí)，出于對(duì)土方數(shù)量的控制及排水需要，要進(jìn)行單個(gè)及多個(gè)邊坡的方案組合。

單個(gè)組合常見于分級(jí)邊坡中，例如一個(gè)有多層臺(tái)階的邊坡，在不同的斷面所需要的臺(tái)階級(jí)數(shù)不同，例如較平緩的地段一級(jí)臺(tái)階就足夠，高差較大需要兩級(jí)甚至更多。判斷臺(tái)階數(shù)取舍的關(guān)鍵就是比較高差，臺(tái)階的組成是為一段平坡加一段斜坡的累加，當(dāng)前一段平坡結(jié)束時(shí)，通過程序計(jì)算從終點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)下一段斜坡的坡率拉坡，其與地面線的交點(diǎn)與該終點(diǎn)的高差若大于某個(gè)設(shè)定值，則需再增加一級(jí)邊坡。也有的情況是計(jì)算交點(diǎn)與邊坡起點(diǎn)的高差或者橫斷面的縱斷線位高差，可讓設(shè)計(jì)人員自行在每一處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。在畫圖時(shí)，就會(huì)依次從第一級(jí)臺(tái)階開始計(jì)算至最后一段，若符合高差條件就直接與地面相接，后面的不再判斷。

多方案組合是單一的邊坡樣式不滿足設(shè)計(jì)樣式的情況，需要多種樣式進(jìn)行組合。例如有些邊坡是向上為直接挖方拉坡，向下為排水邊溝樣式與填方拉坡組合，在程序中我們將這三種組合起來，依次排列按照其順序進(jìn)行計(jì)算，若邊坡末端可與地面線相接則終止不再往下判斷，若當(dāng)前邊坡無法交地則跳至下一個(gè)邊坡樣式進(jìn)行計(jì)算，直至結(jié)束。

2 邊坡提前交地

一般的邊坡是在末端才會(huì)與地面線接地終止，但在有些情況需要提前與地面線相交。例如要接排水邊溝的情況，這時(shí)該邊坡的尺寸會(huì)發(fā)生變化，板塊長(zhǎng)度根據(jù)與地面線相交點(diǎn)的位置來實(shí)時(shí)計(jì)算，交地后再在原地面線位置接排水邊溝。

在需要提前交地的邊坡板塊提前進(jìn)行設(shè)置，畫圖時(shí)，判斷該板塊是否需要進(jìn)行提前接地，若需要?jiǎng)t按照原板塊的坡率進(jìn)行延長(zhǎng)，與地面線相交后，記錄下實(shí)際的板塊尺寸保存到該樁號(hào)橫斷面的邊坡數(shù)據(jù)中，在以后再次導(dǎo)出該斷面的橫斷面時(shí)就不需要再重復(fù)計(jì)算判斷，然后繼續(xù)畫邊坡的下一段直至邊坡結(jié)束。特別的，若在一段邊坡有多級(jí)排水邊溝存在，可同時(shí)在多個(gè)板塊設(shè)置提前交地。

3 末端指定豎曲線

當(dāng)邊坡與渠道相接時(shí)，拼接部分的板塊高程需要與渠道的設(shè)計(jì)高程保持一致，這時(shí)需要對(duì)部分板塊的高程進(jìn)行豎曲線綁定。與提前交地類似，這種情況也需要在前期進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)還要指定綁定后板塊的變化方式，分為坡度不變改變坡長(zhǎng)和寬度不變改變坡度兩種情況。

畫圖時(shí)，若判斷出該板塊需要進(jìn)行豎曲線綁定，首先計(jì)算出豎曲線在此橫斷面對(duì)應(yīng)樁號(hào)處的高程值，再計(jì)算出板塊起點(diǎn)處的實(shí)際高程值，結(jié)合變化方式計(jì)算出板塊的實(shí)際尺寸，將數(shù)據(jù)存入到邊坡數(shù)據(jù)中，同時(shí)繪制圖形。

4 結(jié)語與應(yīng)用

以上就CAD設(shè)計(jì)中邊坡的條件控制進(jìn)行了一些研究和探討，其研究成果已在我公司的市政道路與給排水綜合協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，并在大量的工程中得到實(shí)踐，如武漢長(zhǎng)江大道工程、東湖通道工程、宜昌長(zhǎng)江大橋接線段工程等等，極大的提升了設(shè)計(jì)效率，提高了出圖速度。

同時(shí)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，道路邊坡也不僅僅局限于直線形式，出現(xiàn)了拋物線和圓曲線等新的樣式，其條件控制的方法也更為復(fù)雜，這些問題都有待進(jìn)一步的深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]裴大明，王福建.公路路基橫斷面CAD開發(fā)研究[J].重慶交通學(xué)院報(bào)，1999，9，18（3）：21-25.

[2]CJJ37-90.中華人民共和國(guó)建設(shè)部.城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)建設(shè)工業(yè)出版社，1991，10：80-83.

[3]陳楓，馮紫良，胡志平.邊坡工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，3，32（3）：317-321.

[4]張永利，袁宏，劉亞文，等.面向?qū)ο蠹夹g(shù)在邊坡穩(wěn)定CAD中的應(yīng)用[J].華東公路，2001（2）：67-69.

[5]劉文濤，樸忠源，費(fèi)奎，等.山區(qū)公路邊坡設(shè)計(jì)的探討[J].公路，2009，8（8）：290-293.

[6]陳先義，陳志良，肖燕.山區(qū)告訴公路邊坡和諧設(shè)計(jì)的探討[J].中外公路，2009，4，29（2）：14-16.