對道路工程測量曲線問題的分析

韋幫

（廣西建工集團聯合建設有限公司　廣西南寧　530000）

對道路工程測量曲線問題的分析

韋幫

（廣西建工集團聯合建設有限公司廣西南寧530000）

隨著我國社會經濟發展越來越快，我國道路建設也迅速發展，而在道路質量的控制中，道路工程測量是非常重要的環節，其中的測量方法也引起了相關人員的重視，在路工程測量當中，圓曲線以及緩和曲線是最常用的計算方法之一，而本文將重點對圓曲線、緩和曲線、AutoCAD軟件以及GPS系統的應用來進行分析。

道路；工程測量；曲線；分析

在道路的設計當中，所包含的主要內容是平面線性以及縱向坡度，一般來說這些是依照道路中線與邊線來劃分的，所以道路的設計又可分為特殊線段設計、道路橫斷面與邊坡的設計。依照道路設計的平面線性以及縱橫斷面設計來開展實地測量工作，可被稱為是道路工程的測量，在平面線性以及縱橫斷面設計多指依照實地測量的地形以及地址等方面進行相關圖紙與文件的設計，所以其道路設計的結果就可以稱作是設計數據。

1　緩和曲線

交通車輛在圓曲線道路上行使時，因為受地心引力、車載重量以及運行數度等的影響。其車輛會形成一定程度的離心力，其圓曲線曲率與離心力成正比，所以離心力太大則車輛會因此出現側翻，在道路設置中為了使離心力有效的消除，一般會把道路的外側適當加高。而道路也漸漸由直線段轉向曲線道路，其外側高度也相對增高，這一種由直線向曲線過渡的線可將其定義成緩和曲線，其緩和曲線多屬數學平面曲線，在我國的規定當中，緩和曲線一定要選用輻射螺旋線，而在道路中線上一般會應用圓曲線。

要使緩和曲線及圓曲線當中的過渡線能做到平緩過渡，而緩和曲線在進行放線時必須要滿足以下的三個要求：①緩和曲線的曲率半徑在ZH點應該要為∞；②在緩和曲線中任意選擇一點，而曲線弧長應該要與曲率半徑成反比，而其比例系數一定要是常數；③緩和曲線的曲率半徑以及圓曲線半徑中的R在HY點中的數學公式為：

式中：ls是代表的緩和曲線中的長度，而經過公式（1）與公式（2），在其中我們了解到C的取值必須要為正；而從公式（1）以及公式（3）中，其C=Rls，因此得出了：

2　圓曲線β

一般來說，圓曲線多指道路平面在改變坡度以及走向時，為了使設計的圓弧線曲線滿足平緩過渡的要求，在圓弧線曲線兩端中有兩條直線段進行連接。而過渡線是一條圓曲線的時候，我們將之稱作是單曲線；如果圓曲線的個數在兩個以上，那么就會之為復曲線。其圓曲線其實本身就有一定的半徑存在，與此同時在進行路線轉彎時它也是作為經常用到的曲線。而對圓曲線進行測設的元素中包括了切曲差、外距、切線長以及曲線長等，以下則是測試元素的各個公式：

在以上公式當中R是代表的圓曲線中的半徑，而a是代表的交點中的轉角。

3　應用AutoCAD進行曲線計算的輔助

上文分析了圓曲線以及緩和曲線的概念以及計算公式，下面我們來具體了解一下關于AutoCAD的應用，是如果為道路工程測量中的曲線計算起到一定輔助效果的。

3.1關于Visual LISP程序

雖然AutoCAD的繪圖功能特別強大，但是它本身卻僅是一個有通用功能的繪圖平臺，而它的通用性一般是在建筑設計與機械設計中進行制圖。而針對其他專業可以應用它的通用性，以此使相關設計能夠完成。AutoCAD的軟件結構有一定的可開發性以及開放性，而后在其中加入了最新的開發工具-Visual LISP。其中LISP作為表處理語言，能與AutoCAD進行很好的結合，還可以因此使各學科中的圖形繪制、數據處理以及科學計算得以完成。所以，以專業的需求來進行LISP語言程序的編制，是對AutoCAD來說第二次開發。而Visual LISP作為一個開發工具為其提供了非常完善的集成開發的環境。對含有緩和曲線的圓曲線測設來說，要是運用普通的方式對數據進行測設，那么就需要對其進行復雜的繪圖以及計算。所以因此編制了Visual LISP程序，在AutoCAD 2000中很好的加入進去，因此就能類似AutoCAD中內部函數的調配一樣，可當作是自定義的函數進行執行，與此同時還能使作圖以及計算的任務高效完成。

3.2計算道路邊線的交點位置

如果道路處于直線段，那么計算邊線相交的交點坐標就比較容易。如果是在曲線段，那么因為圓曲線作為二次曲線，如果只運用數學方程計算邊線相交的交點坐標會比較難實現。而在曲線中的交點，大多會應用曲線方程組再與牛頓逼近法相結合，再通過反復的計算最后得出交點坐標。其實如果合理應用程序當中繪圖、量測以及計算，這個難題就能非常成功的解決。特別是在AutoCAD中的Spline曲線中針對緩和曲線點中擬合，與其中的螺旋線差不多完全一致，所以經過計算得出的坐標就有一定的精確性以及科學性。

3.3計算道路用地面積

依照規劃道路當中的紅線能精準的計算出規劃用地中的面積，在道路邊界線以及道路貢獻中均作為道路在進行設計時中線等距線，所以道路中的紅線就可利用原有的內容來進行計算及匯出。而一般在進行面積計算時的難點在緩和曲線的部分當中。而如果應用軟件程序那么就很容易做到測量面積以及生成域得以實現。還能相當快速及精準的獲取到將圓曲線以及緩和曲線作為邊界的道路用地規劃面積的計算。

3.4計算道路設計的中線測設

在設計道路中線時一般都由地形圖上所得出的數據進行確定，而它是作為由轉點及交點的樁號加上打底坐標的設計所形成的測量體系，而在設計交點的時候一般是應用圓曲線半徑以及緩和曲線的長度來進行確定的。依照所應用的電子全站儀以經過極坐標法的方式對測設放樣進行規定，不單單只對道路曲線的大地坐標進行計算，還需要同時計算在圓曲線上20m處所布置的緩和曲線以及曲線樁的大地坐標。此后在程序中將進行道路工程線路的設計數據進行輸入，還要包含在轉點前后的樁號以及圓曲線半徑以及緩和曲線長度，將這些數據進行輸入后，就能以此將樁圖當中的所有數據計算出來，還能把在狀圖中很多獨立層所表達的方法在帶狀的地形圖上進行合理的布置。再經過以上的準備工作之后，就能精準且高效率的做好在道路中樁進行測設前所有需要的計算準備工作，并且還能對野外測設有非常直觀且準確的判斷。

3.5計算測設邊樁

依照設計道路寬度的輸入，其程序可以根據已經計算出來的中線設計位置來對邊樁坐標進行自行推算，而極坐標法作為測設放樣的點位依據，依照等距線中數學的原理來進行邊線的繪制，還會與帶狀地形圖進行匹配，在一定程度上能在邊線測設工作當中加入對地形的參考，以此計算出精準的道路測設邊樁中大地的坐標，并且繪制出道路邊線。

4　測設中應用GPS系統

GPS系統作為全球知名的定位系統，其中包括了一定的實時性、連續性以及全球性的特點，可以為客戶精準迅速的提供三維坐標，而在道路工程測量弧度與坡度當中，GPS技術能很好的展現其優勢。工作人員只需要在電子手簿中將施測圓曲線的半徑、圓心坐標、起始點里程及坐標進行輸入，就可以將曲線準確的坐標計算出來。GPS方法對比普通方法來說，優勢在于對通視環境以及曲線長短沒有任何閑置，還有非常迅速的施測速度，其修復路面以及放養精度等方面也極有優勢，可以降低危險概率。不過相對而言GPS技術也有一定確定，比如信號易中斷、山林地區定位慢以及儀器造價非常高等，所以最好將它與普通儀器進行配合使用，效果更佳。

5　結束語

綜上所述，因為我國社會經濟的快速發展，因此我國對道路工程的施工以及現代化要求也就越來越高，而為了能使其能得到有效的提高，所以將測量技術相應的進行了改善，相關人員在道路工程的測量中一定要重視其中所存在的問題，要學會應用高新科技，比如AutoCAD或者是GPS之類的高科技，合理應用來進行各個坐標的計算，還要能保證精準度，只有這樣，我國的道路建設穩定發展，并且發展越來越快。

[1]祁芳.道路工程測量中的曲線問題探究[J].黑龍江交通科技，2011，05：12～13.

[2]諸葛曄.對道路工程測量曲線問題的分析[J].民營科技，2010，01：164.

[3]姜雅琪，蔣靈翰.道路工程設計應注意問題的分析與探討[J].科技創新導報，2010，25：95.

U412.24

A

1673-0038（2015）38-0288-02

2015-8-10