对道路工程测量曲线问题的分析

韦帮

（广西建工集团联合建设有限公司　广西南宁　530000）

对道路工程测量曲线问题的分析

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随着我国社会经济发展越来越快，我国道路建设也迅速发展，而在道路质量的控制中，道路工程测量是非常重要的环节，其中的测量方法也引起了相关人员的重视，在路工程测量当中，圆曲线以及缓和曲线是最常用的计算方法之一，而本文将重点对圆曲线、缓和曲线、AutoCAD软件以及GPS系统的应用来进行分析。

道路；工程测量；曲线；分析

在道路的设计当中，所包含的主要内容是平面线性以及纵向坡度，一般来说这些是依照道路中线与边线来划分的，所以道路的设计又可分为特殊线段设计、道路横断面与边坡的设计。依照道路设计的平面线性以及纵横断面设计来开展实地测量工作，可被称为是道路工程的测量，在平面线性以及纵横断面设计多指依照实地测量的地形以及地址等方面进行相关图纸与文件的设计，所以其道路设计的结果就可以称作是设计数据。

1　缓和曲线

交通车辆在圆曲线道路上行使时，因为受地心引力、车载重量以及运行数度等的影响。其车辆会形成一定程度的离心力，其圆曲线曲率与离心力成正比，所以离心力太大则车辆会因此出现侧翻，在道路设置中为了使离心力有效的消除，一般会把道路的外侧适当加高。而道路也渐渐由直线段转向曲线道路，其外侧高度也相对增高，这一种由直线向曲线过渡的线可将其定义成缓和曲线，其缓和曲线多属数学平面曲线，在我国的规定当中，缓和曲线一定要选用辐射螺旋线，而在道路中线上一般会应用圆曲线。

要使缓和曲线及圆曲线当中的过渡线能做到平缓过渡，而缓和曲线在进行放线时必须要满足以下的三个要求：①缓和曲线的曲率半径在ZH点应该要为∞；②在缓和曲线中任意选择一点，而曲线弧长应该要与曲率半径成反比，而其比例系数一定要是常数；③缓和曲线的曲率半径以及圆曲线半径中的R在HY点中的数学公式为：

式中：ls是代表的缓和曲线中的长度，而经过公式（1）与公式（2），在其中我们了解到C的取值必须要为正；而从公式（1）以及公式（3）中，其C=Rls，因此得出了：

2　圆曲线β

一般来说，圆曲线多指道路平面在改变坡度以及走向时，为了使设计的圆弧线曲线满足平缓过渡的要求，在圆弧线曲线两端中有两条直线段进行连接。而过渡线是一条圆曲线的时候，我们将之称作是单曲线；如果圆曲线的个数在两个以上，那么就会之为复曲线。其圆曲线其实本身就有一定的半径存在，与此同时在进行路线转弯时它也是作为经常用到的曲线。而对圆曲线进行测设的元素中包括了切曲差、外距、切线长以及曲线长等，以下则是测试元素的各个公式：

在以上公式当中R是代表的圆曲线中的半径，而a是代表的交点中的转角。

3　应用AutoCAD进行曲线计算的辅助

上文分析了圆曲线以及缓和曲线的概念以及计算公式，下面我们来具体了解一下关于AutoCAD的应用，是如果为道路工程测量中的曲线计算起到一定辅助效果的。

3.1关于Visual LISP程序

虽然AutoCAD的绘图功能特别强大，但是它本身却仅是一个有通用功能的绘图平台，而它的通用性一般是在建筑设计与机械设计中进行制图。而针对其他专业可以应用它的通用性，以此使相关设计能够完成。AutoCAD的软件结构有一定的可开发性以及开放性，而后在其中加入了最新的开发工具-Visual LISP。其中LISP作为表处理语言，能与AutoCAD进行很好的结合，还可以因此使各学科中的图形绘制、数据处理以及科学计算得以完成。所以，以专业的需求来进行LISP语言程序的编制，是对AutoCAD来说第二次开发。而Visual LISP作为一个开发工具为其提供了非常完善的集成开发的环境。对含有缓和曲线的圆曲线测设来说，要是运用普通的方式对数据进行测设，那么就需要对其进行复杂的绘图以及计算。所以因此编制了Visual LISP程序，在AutoCAD 2000中很好的加入进去，因此就能类似AutoCAD中内部函数的调配一样，可当作是自定义的函数进行执行，与此同时还能使作图以及计算的任务高效完成。

3.2计算道路边线的交点位置

如果道路处于直线段，那么计算边线相交的交点坐标就比较容易。如果是在曲线段，那么因为圆曲线作为二次曲线，如果只运用数学方程计算边线相交的交点坐标会比较难实现。而在曲线中的交点，大多会应用曲线方程组再与牛顿逼近法相结合，再通过反复的计算最后得出交点坐标。其实如果合理应用程序当中绘图、量测以及计算，这个难题就能非常成功的解决。特别是在AutoCAD中的Spline曲线中针对缓和曲线点中拟合，与其中的螺旋线差不多完全一致，所以经过计算得出的坐标就有一定的精确性以及科学性。

3.3计算道路用地面积

依照规划道路当中的红线能精准的计算出规划用地中的面积，在道路边界线以及道路贡献中均作为道路在进行设计时中线等距线，所以道路中的红线就可利用原有的内容来进行计算及汇出。而一般在进行面积计算时的难点在缓和曲线的部分当中。而如果应用软件程序那么就很容易做到测量面积以及生成域得以实现。还能相当快速及精准的获取到将圆曲线以及缓和曲线作为边界的道路用地规划面积的计算。

3.4计算道路设计的中线测设

在设计道路中线时一般都由地形图上所得出的数据进行确定，而它是作为由转点及交点的桩号加上打底坐标的设计所形成的测量体系，而在设计交点的时候一般是应用圆曲线半径以及缓和曲线的长度来进行确定的。依照所应用的电子全站仪以经过极坐标法的方式对测设放样进行规定，不单单只对道路曲线的大地坐标进行计算，还需要同时计算在圆曲线上20m处所布置的缓和曲线以及曲线桩的大地坐标。此后在程序中将进行道路工程线路的设计数据进行输入，还要包含在转点前后的桩号以及圆曲线半径以及缓和曲线长度，将这些数据进行输入后，就能以此将桩图当中的所有数据计算出来，还能把在状图中很多独立层所表达的方法在带状的地形图上进行合理的布置。再经过以上的准备工作之后，就能精准且高效率的做好在道路中桩进行测设前所有需要的计算准备工作，并且还能对野外测设有非常直观且准确的判断。

3.5计算测设边桩

依照设计道路宽度的输入，其程序可以根据已经计算出来的中线设计位置来对边桩坐标进行自行推算，而极坐标法作为测设放样的点位依据，依照等距线中数学的原理来进行边线的绘制，还会与带状地形图进行匹配，在一定程度上能在边线测设工作当中加入对地形的参考，以此计算出精准的道路测设边桩中大地的坐标，并且绘制出道路边线。

4　测设中应用GPS系统

GPS系统作为全球知名的定位系统，其中包括了一定的实时性、连续性以及全球性的特点，可以为客户精准迅速的提供三维坐标，而在道路工程测量弧度与坡度当中，GPS技术能很好的展现其优势。工作人员只需要在电子手簿中将施测圆曲线的半径、圆心坐标、起始点里程及坐标进行输入，就可以将曲线准确的坐标计算出来。GPS方法对比普通方法来说，优势在于对通视环境以及曲线长短没有任何闲置，还有非常迅速的施测速度，其修复路面以及放养精度等方面也极有优势，可以降低危险概率。不过相对而言GPS技术也有一定确定，比如信号易中断、山林地区定位慢以及仪器造价非常高等，所以最好将它与普通仪器进行配合使用，效果更佳。

5　结束语

综上所述，因为我国社会经济的快速发展，因此我国对道路工程的施工以及现代化要求也就越来越高，而为了能使其能得到有效的提高，所以将测量技术相应的进行了改善，相关人员在道路工程的测量中一定要重视其中所存在的问题，要学会应用高新科技，比如AutoCAD或者是GPS之类的高科技，合理应用来进行各个坐标的计算，还要能保证精准度，只有这样，我国的道路建设稳定发展，并且发展越来越快。

[1]祁芳.道路工程测量中的曲线问题探究[J].黑龙江交通科技，2011，05：12～13.

[2]诸葛晔.对道路工程测量曲线问题的分析[J].民营科技，2010，01：164.

[3]姜雅琪，蒋灵翰.道路工程设计应注意问题的分析与探讨[J].科技创新导报，2010，25：95.

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1673-0038（2015）38-0288-02

2015-8-10