公路設計中新技術及新方法研究

張 楠

(黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 公路設計需要注意的問題

在公路設計的環(huán)節(jié)中，要盡量減少對生態(tài)環(huán)境的污染，對工程建設加強控制，需要在源頭對其進行處理，當前公路設計工作涉及的方面較多，在線路的設計上會穿過草原以及生態(tài)保護區(qū)，一定程度上會對其造成影響，為此，在實際的設計環(huán)節(jié)中要對公路的線路進行準確的把握，盡量避免穿過生態(tài)保護區(qū)。還要堅持節(jié)約資源的原則，提升土地資源的利用率，減少對土地造成破壞，根據(jù)施工面積的實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。在設計公路時，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，在實際的設計環(huán)節(jié)中，可以充分挖局舊公路的優(yōu)勢，將其二者進行有效的結合，有助于提升公路設計效果，提升土地資源以及材料的利用率。

2 公路設計中新技術的術應用

2.1 定位攝影測量技術

定位攝影測量技術有助于提升設計質量，依托技術設備的優(yōu)勢對公路的數(shù)據(jù)信息進行有效的收集，實時對公路附近的水文條件以及土壤信息進行監(jiān)測，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)測公路周圍環(huán)境因素數(shù)據(jù)時借助北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行全方位的監(jiān)測，可以將公路數(shù)據(jù)信息進行準確的傳輸，其應用效果較為明顯。在對地籍信息進行采集時，通常借助GPS RTK設備進行測量，其測量的精確性較高，主要包括地籍控制網(wǎng)加密測量、地籍控制測量以及地籍碎部測量等幾種方式，其中地籍控制網(wǎng)加密測量的精確度較高，地籍控制測量的測量范圍較廣，能夠在規(guī)定的范圍內進行準確的測量。地籍碎部測量需要根據(jù)物體的屬性對空間坐標進行描述。

2.2 網(wǎng)絡化公路設計管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡化公路設計管理系統(tǒng)與計算機信息系統(tǒng)進行有效的連接，一定程度上是對公路設計工作的創(chuàng)新，是將公路設計技術與計算機技術進行有效的結合，注重對公路設計管理模式的優(yōu)化。網(wǎng)絡化公路設計管理系統(tǒng)改善了等級化制度結構的局限性，可以對技術進行集中管理，在實際的設計環(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，保證設計工作的順利進行。例如：秦嶺南山公路隧道公路設計的過程中，突出隧道公路景觀藝術特征，借助現(xiàn)代化科學信息技術的優(yōu)勢實現(xiàn)對公路設計管理系統(tǒng)進行優(yōu)化，將公路設計過程中的各個要素準確的輸入到計算機信息系統(tǒng)中，并對信息參數(shù)進行科學的計算，在公路設計的過程中嚴格按照系統(tǒng)中給出的參數(shù)進行操作。

2.3 遙感技術

遙感技術在公路設計中的應用范圍較廣，在實際的設計前期準備階段，需要對施工現(xiàn)場的路段進行全方位的勘察，借助遙感技術對現(xiàn)場的施工環(huán)境進行分析，收集數(shù)據(jù)信息，提升公路設計的準確性。借助3 d空間建模技術的優(yōu)勢將施工現(xiàn)場進行還原，設計人員可以對公路信息進行遠程操控，對數(shù)據(jù)進行綜合管理。通常使用RS遙感技術進行勘測，將公路現(xiàn)場情況繪制成圖像的形式，實時傳輸?shù)降孛娼K端系統(tǒng)中，與計算機信息系統(tǒng)相連接，明確公路設計的重難點。例如：天津城市互通立交橋設計環(huán)節(jié)中，針對復雜的交通以及地形的實際情況借助遙感技術的優(yōu)勢，設計人員可以實時對道路性質、布局以及地形特征進行全方位的分析，充分結合城市外環(huán)線以及周邊主干道的通行能力的實際情況開展設計工作。

2.4 公路設計軟件

公路設計軟件的應用根據(jù)施工圖紙的實際情況與計算機信息處理系統(tǒng)進行連接，借助計算機輔助設計軟件系統(tǒng)CAD，將需要施工的公路段的數(shù)據(jù)信息準確的輸入到CAD軟件當中。在公路線路設計的環(huán)節(jié)中，需要切實掌握好公路的走向，設計人員可以在CAD軟件中科學的掌握公路的走向，盡量減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。通過構建數(shù)字地形模型的方式對公路情況進行全方位的展示，借助CAD模型，設計人員可以根據(jù)施工圖紙的實際情況對設計方案進行調整，糾正其在設計環(huán)節(jié)中存在的問題，有助于提升公路設計質量。CAD技術在工程設計中的應用價值較高，有助于提升公路設計效率，減少人為操作的誤差。

3 公路設計中新方法的應用

3.1 曲線法定線

曲線法定線設計方法較為新穎，其實踐價值較高，其中曲線法定線具有一定的規(guī)律。在應用前期階段，需要對公路控制因素進行優(yōu)化，準確對圓曲線的位置進行定位，切實掌握好圓弧與圓弧之間的位置關系，保證連接線與過度線之間連接方式的合理性。借助曲線法定線對將要施工的公路地形進行分析，根據(jù)現(xiàn)場周圍的實際情況將導線與交點之間的距離控制在最佳區(qū)間。同時，要對曲線主點切線的方向進行準確的確認，要保證切線方向之間處于相反的狀態(tài)，運用此定位的方式一定程度上可以提升設計的靈活性。在確定圓弧位置的環(huán)節(jié)中，利用數(shù)學原理對其具體位置進行計算，找出公路線路設計的控制點，為后續(xù)設計工作的順利進行奠定基礎。曲線法定線中的圓弧通常選用直線，可以提升控制標準的準確性。

3.2 橫截面設計法

橫截面設計法主要是以點為基礎，在實際的設計環(huán)節(jié)中，借助計算機輔助系統(tǒng)進行設計，主要以模板法為基礎，此種設計方式較為簡單，設計人員可以充分根據(jù)公路路段的實際情況對其進行有針對性的設計，應用方式簡單，對設計人員的專業(yè)知識要求不高，與對點進行有機的結合，并將公論設計理念融入其中。橫截面設計法改善了傳統(tǒng)設計方式的局限性，可以減少人力、物力、財力資源的消耗。例如：在橫截面絕對坐標建立的環(huán)節(jié)中，對橫向以及豎向增量進行科學的分析，以點為中心，并對其進行控制，在建點的環(huán)節(jié)中，需要充分結合坡率放坡以及橫截面線交融的實際情況出發(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計難度，在相對簡單的路幅中發(fā)揮優(yōu)勢。

3.3 路線平縱面線形以及路拱橫坡設計法

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

4 結 論

注重公路設計新技術以及新方法的應用，將曲線法定線、橫截面設計法、路線平縱面線形以及路拱橫坡設計法有機的結合在一起，需要設計人員具備一定的專業(yè)知識儲備，將具體的理論知識應用在實際設計環(huán)節(jié)中，有助于提升公路建設項目施工質量，保證后續(xù)施工的順利進行。