如何提高道路工程的勘测设计水平

【摘 要】随着我国经济的繁荣和社会的进步,公路建设的发展也日新月异,道路工程的勘测与设计近年来成为了实实在在的热门行业,本文将从线形设计和高新技术应用两大方面浅析如何提高道路工程的勘测与设计水平.

【关键字】道路工程；勘测设计；线形设计；高新技术应用

1我国道路工程勘测设计水平的现状

改革开放以来,我国道路交通基础设施建设取得了长足的进步,获得了突飞猛进的发展,但对于整个国民经济发展的需要来说,交通运输行业还处于相对停止落后的状态.经济的进一步发展、改革开放的进一步深化,对公路交通建设提出了更高、更新的要求.

全国各地各等级公路数量不断增多,为了适应建设的需要,必须着力于提高铁路和公路勘察设计的效率、质量和水平,公路勘测设计的任务也日益繁重.

公路测设分为勘测和设计两大环节,这在传统的道路测量模式下是分开进行的.传统的道路测量内外业的分开,道路实地勘测与设计调整与路线调查的分开,大大降低了道路建设的工作效率,而且很多勘测设计数据得不到实时准确的实地对照修改,增加了设计的盲目性和不确定性而且需要反复修改.

勘测设计的首要任务是地形数据的获得即勘测,然后进行设计,最后实地放线调整设计.传统的道路测设方法是将勘测工作分成平面、纵断面、横断面三个部分分别测量,这相当于是将一项道路工程人为地划分为三个部分,三部分数据之间缺乏相关联系.之后的设计过程中亦是根据这三部分的数据分别进行设计,再考虑平、纵、横数据的协调问题.而实际工作当中测量工作的进行通常大大滞后于设计,使内外业无法很好的协调作业,设计的调整无法依实际情况做出调整,具有盲目性.

目前,以人工模拟图解的方法测绘大比例尺地形图的方式在国内一些单位中普遍被采用,然后从图上读取或用数字化仪采集地形数据进行初步设计；在施工图阶段,再通过野外实测的方式采集数据加以完善,但是这样设计的修改议程变更却得不到及时有效的处理,从而使得设计费工费时、效率低下、事倍功半.

2山区道路勘测设计的线形设计

目前,我国的东部及部分中部地区的高速公路路网已完成,公路建设正随着西部大开发战略向着中、西部地区延伸.当今公路建设主要集中在中西部的崇山峻岭之间,面临的地形条件恶劣,地质条件复杂,大多数地区基础资料空白,且公路建设要求的技术含量高、周期短、任务重,对土地利用、生态环保提出了更高的要求.公路建设的这些发展和特点,给公路建设的前期工作――公路勘测设计带来了新的巨大挑战.

山区公路的改建困难重重,其中公路路线方案的选择是路线设计中最根本的问题,路线方案确定后,整个工程的布局及造价便已定型,所以,路线应在满足使用性要求的前提下,妥善处理各种相关因素,认真进行方案研究,从多个方案中选出合理的方案.它对一条公路的勘测设计质量起着决定性作用.山区改建公路选线要根据工程量大小、技术指标提高程度、特殊地质环境等因素实行充分利用与积极改造相结合的原则.当工程量增加不大却能显著提高技术指标时,应以改造为主；当改造提高技术指标有限却会显著增加工程量时,应以利用为主；当沿旧路无法达到技术指标要求时或即使达到但指标较低且工程量较大时,应根据实际地形、地物、地质等条件设计新方案.具体采用何种方式依据实际情况和勘测结果而决定.

在改造过程中,不但要防止忽视标准过分迁就现有公路,还要避免片面追求过高标准而导致原有公路大量被废弃,只有综合考虑、合理分析,才能达到经济实用的标准.

公路线形的优化设计主要有三种类型：平面线形设计、纵断面线形优化设计及横断面线形优化设计.这种划分只是分步骤进行设计,便于条块分割,事实上它们是一个不可分割的整体,在设计时要相互照应.要解决好这一问题应在选线阶段就要安排好平、纵、横线形的协调关系.

3道路工程勘测设计的高新技术应用

随着科技的进步,计算机技术和空间技术取得了飞速的发展,数字地面模型的理论和方法日趋成熟,道路工程勘测设计也从繁重、复杂的体力劳动中逐步解脱出来,进而向知识型、技术型转变.

首先是航测、遥感技术的应用.航测的测量区域广,地物、地貌清晰可靠,可以宏观掌握勘测区域的地形地貌,成像更直接、更形象、更具体；遥感技术根据地表不同土壤的颜色差别来判别地质情况,这为公路线形设计提供了可靠的依据和安全保障.

其次,GPS的应用为道路工程勘测设计提供了一种全新的方法,如今GPS全球定位系统已在世界各国勘测领域得到广泛的应用.其独特的不受通视条件和人为主观因素影响,速度更快,效率更高等特点,可以替代测距仪、经纬仪、水准仪等多种常规测量仪器,可用于道路勘测设计全过程,极大地提高平、纵、横线形合理组合的程度.

当然,仅有航测图片、GPS测量数据是不够的.拥有并运用先进的路线辅助设计软件是提高线形设计的关键.这些软件能够利用航测图片、GPS测量数据建立数字地面模型,生成任意等高线间距的地形图,软件根据这些线路自动从数字地面模型上切割出任意桩号间距、任意宽度的纵、横断面地面线供工程师交互式修改平、纵、横线形.这些高新技术的应用极大地提高了线形设计的水平,减轻了劳动度.值得说明的是,航测图片高昂的费用可能成为一些设计单位采用这些技术的障碍.但是,矢量化现有地形图的扫描光栅而转化成的数字地形图具有航测图片一样的作用.

三维地形数据采集技术和手段也获得了极大的发展,RTK、激光测量、摄影测量与遥感等技术在道路勘测中得到越来越广泛的应用,这为数字高程模型(DEM)在公路工程中的应用提供了理论保障和实践基础.在道路勘测设计中必须获得地形的高程信息,数字高程模型由于信息量少、简单易建,可以广泛用于道路辅助设计系统中.

结合高新技术的现代道路勘测设计技术已经有了一定的发展,并且大量应用于道路的勘测实际情况当中,极大地提高了道路的设计工作,但是短时间的普及推广和设备替换还很难.一些发达国家在公路工程三维设计方面起步较早,经过长时间的发展,已经形成了一套基于数字地面模型的三维测设方法.我国大规模公路建设始于近几年来,在公路工程三维测设技术方面和普及程度上还远远落后于发达国家；在基于已知测量数据的内业设计中,技术水平已比较高,但是施工图设计阶段实地的勘测设计还没有达到一体化,这是制约公路建设效率的关键因素.因此,必须加强研究实地测量与设计的结合高效率方式.