道路横断面CAD中边坡条件控制的研究

摘 要：在道路设计中，边坡分多种形式，常见的边坡尺寸都是固定的，在设计时只需在最后一段设置好坡度与地面线相交即可。但也有一些比较复杂的情况，例如边坡上接排水边沟、公路上的分级边坡、多种边坡形式组合的情况等等，对于这种边坡的每个板块都要进行单独的判断和计算。若每个桩号由人工去计算要花费大量时间和人力，利用CAD技术绘制横断面边坡，结合程序来计算则可快速精确的出图。

关键词：横断面 CAD 边坡 方案设置

中图分类号：P25 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0070-01

市政道路和公路设计中，边坡主要起到保证路基稳定，对道路路面的雨水进行排放的作用，有的边坡表面也会种植一些植被，对边坡的基层进行加固。在设计图中，边坡主要在横断面图中体现，每个横断面的末端都是以边坡与现状地面相接结束，向上为挖方边坡，向下为填方边坡。在常见的道路中，最常用的是简单边坡，只有一段拉坡，向上坡比为1∶1，向下坡比为1∶1.5，此外也有一些台阶边坡、路堑边坡等等，如图1所示。

但若是地形条件较为复杂，例如山区公路等，边坡类型就要复杂的多，除了以上常见的边坡类型，还有需要分情况设置的分级边坡、需要多个方案边坡进行组合设置的组合型边坡、需要提前交地设置排水边沟的带边沟边坡、边坡的某一段高程需要根据竖曲线变化来设置的变化型边坡等等。

这种情况下的边坡设置往往需要结合相关地形勘察数据来进行，而且横断面个数较多，一般为20 m桩一个，若是较长的几公里的路段，就有几百个断面。这种工作由设计人员来进行操作就相当费时费力，而批量处理也是软件程序的长处，结合CAD技术进行图形和数据的计算，可在绘制横断面的过程中同步计算边坡，并绘制到图形中，快捷方便。以下内容针对边坡的几种较复杂的情况，结合CAD技术来进行分析和讲解。

1 边坡方案组合

在地形变化较大的地段设计边坡时，出于对土方数量的控制及排水需要，要进行单个及多个边坡的方案组合。

单个组合常见于分级边坡中，例如一个有多层台阶的边坡，在不同的断面所需要的台阶级数不同，例如较平缓的地段一级台阶就足够，高差较大需要两级甚至更多。判断台阶数取舍的关键就是比较高差，台阶的组成是为一段平坡加一段斜坡的累加，当前一段平坡结束时，通过程序计算从终点出发，根据下一段斜坡的坡率拉坡，其与地面线的交点与该终点的高差若大于某个设定值，则需再增加一级边坡。也有的情况是计算交点与边坡起点的高差或者横断面的纵断线位高差，可让设计人员自行在每一处节点进行设置。在画图时，就会依次从第一级台阶开始计算至最后一段，若符合高差条件就直接与地面相接，后面的不再判断。

多方案组合是单一的边坡样式不满足设计样式的情况，需要多种样式进行组合。例如有些边坡是向上为直接挖方拉坡，向下为排水边沟样式与填方拉坡组合，在程序中我们将这三种组合起来，依次排列按照其顺序进行计算，若边坡末端可与地面线相接则终止不再往下判断，若当前边坡无法交地则跳至下一个边坡样式进行计算，直至结束。

2 边坡提前交地

一般的边坡是在末端才会与地面线接地终止，但在有些情况需要提前与地面线相交。例如要接排水边沟的情况，这时该边坡的尺寸会发生变化，板块长度根据与地面线相交点的位置来实时计算，交地后再在原地面线位置接排水边沟。

在需要提前交地的边坡板块提前进行设置，画图时，判断该板块是否需要进行提前接地，若需要则按照原板块的坡率进行延长，与地面线相交后，记录下实际的板块尺寸保存到该桩号横断面的边坡数据中，在以后再次导出该断面的横断面时就不需要再重复计算判断，然后继续画边坡的下一段直至边坡结束。特别的，若在一段边坡有多级排水边沟存在，可同时在多个板块设置提前交地。

3 末端指定竖曲线

当边坡与渠道相接时，拼接部分的板块高程需要与渠道的设计高程保持一致，这时需要对部分板块的高程进行竖曲线绑定。与提前交地类似，这种情况也需要在前期进行设置，同时还要指定绑定后板块的变化方式，分为坡度不变改变坡长和宽度不变改变坡度两种情况。

画图时，若判断出该板块需要进行竖曲线绑定，首先计算出竖曲线在此横断面对应桩号处的高程值，再计算出板块起点处的实际高程值，结合变化方式计算出板块的实际尺寸，将数据存入到边坡数据中，同时绘制图形。

4 结语与应用

以上就CAD设计中边坡的条件控制进行了一些研究和探讨，其研究成果已在我公司的市政道路与给排水综合协同设计系统中得到了广泛应用，并在大量的工程中得到实践，如武汉长江大道工程、东湖通道工程、宜昌长江大桥接线段工程等等，极大的提升了设计效率，提高了出图速度。

同时，随着城市建设的发展，道路边坡也不仅仅局限于直线形式，出现了抛物线和圆曲线等新的样式，其条件控制的方法也更为复杂，这些问题都有待进一步的深入研究。

参考文献

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