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

新技術(shù)、新方法在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

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

隨著我國(guó)交通體系的建設(shè)水平逐漸提升，在公路設(shè)計(jì)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(shí)際應(yīng)用進(jìn)一步的提升了社會(huì)公共工程的建設(shè)步伐，同時(shí)應(yīng)用新技術(shù)、新方法的公路設(shè)計(jì)，既能夠滿足社會(huì)發(fā)展需求，也充分的利用了科技成果，保障公路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、數(shù)字化。基于此，在本文中針對(duì)公路設(shè)計(jì)中新技術(shù)、新方法的應(yīng)用進(jìn)行研究。

新技術(shù)；新方法；公路設(shè)計(jì)；應(yīng)用；探討

前言

在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，公路設(shè)計(jì)被提出較高的要求，傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)方法難以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。新時(shí)期，更多的公路設(shè)計(jì)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(jì)，其設(shè)計(jì)效果更加的直觀，并且提升了設(shè)計(jì)效率，并且能夠與社會(huì)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(jì)中的應(yīng)用研究，對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)而言，具有較為積極的意義。

1 新時(shí)期公路設(shè)計(jì)原則

如今社會(huì)發(fā)展中，能源的利用高度緊張，并且環(huán)境污染嚴(yán)重。新時(shí)期，城市建設(shè)、鄉(xiāng)村發(fā)展的都需要進(jìn)行公路建設(shè)，在這樣的背景下進(jìn)行公路設(shè)計(jì)，需要考慮到生態(tài)環(huán)境、資源等多方面因素。既要實(shí)現(xiàn)對(duì)于自然環(huán)境的保護(hù)，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(hù)原則

伴隨著我國(guó)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(jì)忽視了對(duì)于農(nóng)民耕地的保護(hù)，很多公路設(shè)計(jì)橫穿農(nóng)民土地，導(dǎo)致了農(nóng)民經(jīng)濟(jì)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(jì)環(huán)節(jié)中，需要遵循地表自然環(huán)境的保護(hù)原則。

1.2 對(duì)于人文環(huán)境的保護(hù)原則

人文環(huán)境是指在社會(huì)發(fā)展中所展現(xiàn)出來的文化現(xiàn)象，在公路設(shè)計(jì)中具體的體現(xiàn)在物化環(huán)境建設(shè)中。在新時(shí)期的公路設(shè)計(jì)中需要將避免對(duì)于人文環(huán)境的影響，與環(huán)境保護(hù)部門、行政管理部門、水文地理部門等實(shí)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(jì)中，還需要綜合考慮到水土資源的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)區(qū)域之中的水文條件、地質(zhì)條件等進(jìn)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(jì)中的應(yīng)用

2.1 定位攝影測(cè)量技術(shù)

在公路設(shè)計(jì)中，為了提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量，需要借助先進(jìn)的通信技術(shù)設(shè)備，對(duì)待開發(fā)的公路路段進(jìn)行數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)，為公路設(shè)計(jì)提供有力的數(shù)據(jù)信息支持。水文條件、地籍信息等對(duì)于公路建設(shè)的影響較大，為了提升公路設(shè)計(jì)的安全性，在公路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，借助定位攝影測(cè)量技術(shù)，對(duì)待開發(fā)的公路地段進(jìn)行信息探測(cè)與地籍信息測(cè)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(cè)量系統(tǒng)。這些技術(shù)設(shè)備都是我國(guó)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(duì)于公路數(shù)據(jù)信息傳輸環(huán)節(jié)中，能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)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(cè)報(bào)系統(tǒng)的無縫銜接。

基于GPS RTK技術(shù)的地籍測(cè)量主要分為以下幾種方法：①地籍控制網(wǎng)加密測(cè)量：需要通過細(xì)部測(cè)量的方式，將測(cè)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(shí)現(xiàn)細(xì)部測(cè)量，因此，在細(xì)部測(cè)量中，采取地籍控制網(wǎng)加密的測(cè)量方式。②地籍控制測(cè)量：根據(jù)公路界址點(diǎn)和地籍圖的精度需求，將地籍測(cè)量的大小、范圍都控制在能夠測(cè)量的范圍內(nèi)，按照實(shí)際測(cè)量的基本原則，開展相應(yīng)的公路現(xiàn)場(chǎng)地籍測(cè)量工作。③地籍碎部測(cè)量：在公路地籍測(cè)量中，采用離散點(diǎn)進(jìn)行空間坐標(biāo)描述，確定物體屬性，最后將所有的離散點(diǎn)進(jìn)行連接。

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

公路設(shè)計(jì)在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的影響下，其設(shè)計(jì)系統(tǒng)不再是傳統(tǒng)意義形式下的模式，新時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。為了有效的解決掉公路設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新問題，很多公路設(shè)計(jì)院對(duì)自身的管理體制進(jìn)行了改變?；诰W(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計(jì)管理體制的建立，融合了現(xiàn)代化的公路設(shè)計(jì)技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得公路設(shè)計(jì)管理模式更加的完善，推動(dòng)了很多自動(dòng)化技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)中，采取的是等級(jí)化的制度結(jié)構(gòu)，該種制度結(jié)構(gòu)不利于公路設(shè)計(jì)技術(shù)管理與應(yīng)用?；诰W(wǎng)絡(luò)化的公路設(shè)計(jì)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(duì)公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行安排與管理，能有有效的避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

2.3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)于公路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在工程現(xiàn)場(chǎng)可以借助遙感技術(shù)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并且在實(shí)際設(shè)計(jì)中能夠在3D空間建模技術(shù)的支持下，還原施工現(xiàn)場(chǎng)情況，使得設(shè)計(jì)更加的直觀。該種應(yīng)用遙感技術(shù)將野外現(xiàn)場(chǎng)工作搬到室內(nèi)的設(shè)計(jì)模式，能夠通過遠(yuǎn)距離測(cè)量設(shè)計(jì)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(jì)環(huán)節(jié)中，與該設(shè)備能夠?qū)娇照掌畔⑦M(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些照片進(jìn)行處理，識(shí)別出公路設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。

2.4 公路設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用

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

3 新方法在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 曲線法定線

曲線法定線對(duì)于國(guó)內(nèi)的公路設(shè)計(jì)而言是一種較為新穎的設(shè)計(jì)方法，該種方式由國(guó)外設(shè)計(jì)師所研究，在國(guó)際上很多國(guó)家中都有應(yīng)用，經(jīng)過長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐，該種公路設(shè)計(jì)方法具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)。因此我國(guó)的公路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，也可以引用該種設(shè)計(jì)方法。目前，該種公路設(shè)計(jì)方法得到了很多國(guó)內(nèi)工程師的認(rèn)可，曲線法的定線思路具有較為明顯的規(guī)律，在實(shí)際設(shè)計(jì)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(zhǔn)確位置。具體的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用步驟如下：

（1）公路設(shè)計(jì)在控制因素的引導(dǎo)下，將公路設(shè)計(jì)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(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，采用圓曲線對(duì)主要的地形、地物進(jìn)行控制，不需要分析導(dǎo)線與交點(diǎn)之間的位置關(guān)系。

（3）借助曲線主點(diǎn)的切線方向相互交錯(cuò)，已獲得導(dǎo)線和交點(diǎn)，這樣的線路設(shè)計(jì)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(jì)多個(gè)控制點(diǎn)。

圖1 曲線定線法施工方式

3.2 以點(diǎn)為基礎(chǔ)的橫斷面設(shè)計(jì)方法

橫斷面是公路設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，新時(shí)期，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的崛起大環(huán)境下，公路設(shè)計(jì)中借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行橫斷面的設(shè)計(jì)?！澳０宸ā笔且环N較為常見的橫斷面設(shè)計(jì)方法，該種設(shè)計(jì)方法在具體應(yīng)用中比較簡(jiǎn)單，能夠針對(duì)于不同的路段，提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)模板。該種橫斷面的設(shè)計(jì)中，具體是針對(duì)以點(diǎn)為基本元素的理解，并且在對(duì)點(diǎn)的簡(jiǎn)單運(yùn)用上，與公論設(shè)計(jì)相互結(jié)合。基于這樣的設(shè)計(jì)方式與傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、構(gòu)圖設(shè)計(jì)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(jì)

在公路設(shè)計(jì)中，路線平面的設(shè)計(jì)決定著公路的平穩(wěn)度與路面美觀，在路面平面的設(shè)計(jì)上，需要滿足現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范線性指標(biāo)，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(jì)中，需要在滿足現(xiàn)有的技術(shù)規(guī)范指標(biāo)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(dāng)在路拱橫坡的設(shè)計(jì)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(shí)代中，公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用了很多新技術(shù)、新方法，使得公路設(shè)計(jì)能夠更加的服務(wù)于社會(huì)，促進(jìn)交通發(fā)展。在本文中對(duì)公路設(shè)計(jì)中需要遵循的原則進(jìn)行分析，并且針對(duì)公路設(shè)計(jì)中的新技術(shù)與新方法進(jìn)行研究。在公路設(shè)計(jì)中典型的新技術(shù)有：定位攝影測(cè)量技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化公路設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)、遙感技術(shù)；新方法有：曲線法定線、以點(diǎn)為基礎(chǔ)的橫斷面設(shè)計(jì)方法、路線平縱面線形與路拱橫坡的設(shè)計(jì)。

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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(jì)方面的工作。

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