基于现代勘测技术的旧路改造工程的应用分析

李冉++范黎林++张洪涛

摘要：截至2015年，河南省新乡市公路网已初具规模，其密度达到了160.49公里/百平方公里，对当地经济的发展做出了巨大的贡献。但在车流量快速递增的今天，加之有些车辆超载、超速严重，一些道路已经出现拥堵，被破坏等一系列问题，严重制约着当地的经济发展，因此旧路改造已成为公路发展的一个重点内容。本文主要论述了旧路改造的意义，以及在旧路改造中的一些问题，并对具体的改造实例进行了分析。

关键词：改造原则；勘测技术；GPS-RTK

中图分类号：U412

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.008

0 引言

近20年来，我市公路建设已经实现了跨越式发展，基本构建了公路运输网络，它具有直达运输，不需中转；灵活性高，能迅速集中和分散客流，货流；适应性强、服务面广等特点。但随着我市交通量的逐年增加以及有些公路投入使用时间过久出现了毁坏现象，这时有必要对公路进行改造。

1 旧路改造原则及应注意的问题

1.1 改造原则

从经济角度考虑，我们首先想到的是在旧路的基础上进行改造，但是一般旧路的标准水平较低，无法满足新路对其要求的标准，所以，在满足技术标准的基础上，考虑利用旧路进行改造，从而实现改造成本最小化，经济利益最大化。

为了充分发挥改造的效益，我们可以进行分期改造，在改造过程中可以引导旧路上的车辆在新路上行驶，在这个过程中要注意做好充分的准备，安排工作人员进行维护与引导，从而保证行车安全。

从长远角度出发应做到全面规划，为以后道路建设做好基础准备，尽量做到一次改造多次利用，比如在经济条件等各方面不成熟的地区，没有能力建设立交网，可先做好平面交叉；如果无法利用旧路进行改造，需另新建道路，在工程结束后，应退耕还林坚持可持续发展战略。

1.2 注意问题

旧路改造仍是以观测、计算、调查和绘图为手段，对路线经过地区的社会、地理、人文、经济发展等进行勘探、测量等一系列工作从而获得建设所需要的空间、信息数据等。在初期要建立可行性分析研究，主要是对项目所影响的地区进行充分调查研究、评价预测以及必要的勘测工作，对项目建设的必要性、经济合理性、技术可行性、实施可能性进行综合性的研究论证，从而得出最佳的建设方案，为建设项目的决策和审批提供科学依据。

如果项目所涉及的范围内与多条高速公路，铁路等复杂路段衔接时，为保证顺利实施，不仅要与项目建设单位积极组织、周密计划，严格控制施T质量，而且需要沿线各级政府以及相关单位的大力支持和积极配合。

路线应顺应地形、地物的要求，结合老路现有平、纵技术指标，在工程数量增加不大的情况下，尽量争取较高的平、纵面线形指标。尽量避免软土等不良地质路段，最大限度的减少特殊路基处理工程数量，以降低造价。

2 公路勘测的主要技术

2.1 外业测量

“3S”技术是指遥感技术（Remote Senescing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）。它们各有各的特点，遥感，监测范围广、瞬时成像、实时传输、快速处理，但对一些属性不能全面感知，遥感在旧路勘测中的应用主要是在项目的可行性研究阶段，它主要是利用卫星影像对公路带状范围内工程地质做出客观的评价，从而帮助选线。GIS，可以对空间数据进行管理和操作，是区别其他信息系统的根本标志，在旧路改造中使用的较少，因为GIS的所要解决的问题是如何将GIS技术的理论与方法应用到对公路交通量预测、出行行为等要素间的空间关系。GPS具有全天候，不受天气影响；全球覆盖；三维定点、高精度等特点，在旧路改造中，我们主要使用的测量技术还是基于GPS测量，它主要应用于以下几个方面：

1.路线的控制测量

传统的控制测量主要是在路线走廊带内采用三角测量等技术来完成，由于其勘测的效率低下，传统的控制测量方法已经不能满足现代的旧路改造工程。随着GPS的出现，旧路改造工程的控制测量出现了不可比拟的巨大优势，为旧路改造奠定了坚实的基础。

2.GPS放样测量

采用GPS-RTK进行三维放样测量，方法是基准站接收机借助电台连接将其接收到的坐标信息，发送给流动站，流动站一方面接收来自基站的数据另一方面也在采集GPS数据，在系统内进行差分处理，得到其三维坐标（x，y，z），然后将其与设计坐标进行比对，用以确定方差，再逐步趋近直到满足测量要求的精度为止。

2.2 内业测绘

在外业测量结束后，要进行数据整理的内业工作，传统的方法是把数据都画在图纸上，该过程周期长，会消耗大量的人力、物力并且精确度不高易出错。随着计算机技术的发展，数字化绘图应运而生，新乡市公路勘察设计院所使用的就是南方测绘仪器公司所开发的CASS软件，它支持AutoCAD的所有版本，充分继承了AutoCAD强大方便的绘图、编图及打印等功能；它的强大功能还展现在可以自动生成等高线、三维坐标点等元素还可以对矢量数据进行分析计算，大大提高了工作效率。

3 旧路改造工程的实例分析

我们在某条公路改造工程中，通过勘察发现该路段情况较为复杂，居民区分布较广泛，地势起伏较大，部分区域和方向有遮挡，当采用常规测量方法时，地面通视困难，另外很难达到规范对附合导线长度、闭合导线长度及结点导线间长度等的严格规定，因此我们利用GPS系统进行测量，来解决上述问题。

1.我们采用之字形布设来确定导线控制点，然后用三个南方NGS-200按照网形进行滚动观测，采用边传递方法，将各种独立的同步闭合环有机地连成一个整体。利用后处理软件进行平差处理，该网中最弱点位中误差为4mm，平均点位中误差为3mm，最弱边相对中误差1：106114，平均边长相对中误差1：321843。整个路线控制点24个，耗时两天多便可完成，其效率较常规测量手段提高很多，而且避免了用常规仪器测量时所出现的问题。

2.我们利用动态GPS进行线形初步控制测量，将基准站架设在已知的控制点上，然后对该路段规定范围内一些重要构造物和特殊地形地貌点进行测量，每次测量周期为5-10秒，在进行内业时，将这些点的坐标用CASS成图软件显示在CAD图形中，根据这些已测点的位置再进行定线，确定路线导线控制点。

3.将路线直曲要素和中桩坐标用软件计算出来，然后把数据传送到GPS采集器上，可以选择输入桩号，或让GPS按一定数值自动增加桩号放样，到现场后架设完基准站后即可放样。一般选择按桩号放样。当输入一个桩号后，你当前的位置和坐标信息GPSRTK会马上显示出来，桩号位置是用小圆圈所显示，当前位置用十字表示，会随着操作人员手持GPS手簿的移动而移动，屏幕上的数字表示在X、Y方向上分别距桩号的位置。当十字进入小网圈时，放样成功，即可钉桩。当十字进入圆圈后，或数字显示的距离在《公路勘测规范》允许范围内时，即可测该桩号的高程，测3个-4个历元，然后输入桩位说明，存储，一个点就测放完毕。

4.误差来源及削弱的措施：GPS RTK技术在测放路线中桩时，其误差来源是多方面的，如卫星星历误差，卫星钟误差等，这里就作业时需引起注意的某方面作一阐述。

多路径效应的影响对使用RTK来讲是很大的，尽管硬件和软件能降低这种影响，但是由于观测时间短和在一些敏感地段测放中桩，这种影响还是不可忽视的，所以适当延长观测时间还是有必要的。

为了验证GPS RTK的放桩精度，需在路线上选取了一些具有代表性的点，如路边、渠边，用全站仪进行了检测，其结果满足“相关规范”要求。

4 总结

纵观我国公路发展的趋势，旧路改造工程已成为公路建设方面的重头戏，如何在科技高速发展的今天让现代技术与改造工程紧密联系起来，已经得到了越来越多学者的关注，与此同时，测量人员应努力提升自身能力把各项技术运用于旧路改造工程中，从而保障工程的有效性。