公路施工路面测设定位简化的应用技术分析

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100022）

1 公路施工路面测设定位概述

公路工程施工具有工作量庞大、专业性强、施工条件复杂难度大的特点。在路面测设时，准确计算竖直线、斜直线和平曲线等位置及高程位置，为后续公路施工奠定良好基础。测设定位是公路施工中重要的基础技术，通过测量放线、计算定位后才可开展公路施工。由于公路路面施工要求连续、平整，须确保测设定位的准确。放样定点在公路里程线上应每隔至少20 m定出中线和标高位置，再确定路面边缘、路肩边缘位置，在平面上下均为直线段时，精确计算以确定点的位置。在设置缓和线的弯道路段时，应确定中线位置，计算左右两边路面的边缘、路肩边缘和路中线高差，并确定具体位置，计算纵立面、横剖面和平面交叉位置定点。为了准确确定某一个点的位置，需要使用竖曲线、平曲线、加宽等计算公式，各个路段的计算应按照实际情况确定合适的计算公式和方法，每一个横断面需要计算路中线、走右边线和路肩边缘、标高的位置数据。

2 工程概述

路面位置定位计算的数据，可用于路面施工前具体位置的准确定点放样，如挡土墙施工、涵洞底部施工、顶部位置施工时，准确定位、做好路面定点计算对各项工程的顺利实施具有较大意义。

在实际工程应用中，需要编写一套适合路面定位计算的计算机程序，该程序应满足操作方便、易学易懂的要求，满足管理人员、工程技术人员和施工现场班组长在施工和管理中的需要。

以某段二级公路路面工程施工为例，该工程计算里程桩号在30 126～30 249之间，每隔10 m设立桩号。计算横纵剖面各个测点的坐标值、路中线和左右两侧路面边缘、路肩边缘的坐标值和高差值。在里程桩号之间，各个测点相对于起点的左侧路肩底部为0点的高差值，输入已知数据和各个测点的里程桩号，可以计算得到上述数值。

3 公路施工路面测设定位简化技术应用分析

一个计算机程序需要计算三个不同的内容，需要三个运算程序或进行源程序语句编码的两次修改，以满足不同计算内容的计算要求，因此，在实际施工应用中方便性较差。

根据施工特殊要求编写的程序，应具有以下特点：计算的内容是多元的，但同一个计算机程序，可满足三种不同计算的要求，满足不同工作对象，领导人员、工程技术人员在施工中的实际需要。如输出数据是横断面、纵断面、标高值，管理人员可以利用以上数据，了解工程的实际情况，检查核实施工图纸的内容是否满足工程实际要求。输出的数据是横断面和纵断面的高差值，工程技术人员可以在实际操作中，测量具体路线位置和工作面上挖、土方填筑、整平高差控制的准确尺寸，测设时设定某一个点的位置是零点，即参照点，再计算其他各个测点对应于该零点的高差值。输出的数据是同一个横断面的高差值，现场施工班组长可以用来指挥施工人员沿着路线长度，确定每一个横断面的中路中线、左右路面边缘、左右路肩边缘的位置。计算三种情况时，可以按照实际的需要单独选择一种情况，可以多选或全部使用。将测设的数据整理成文字资料，拿到施工现场以供实际测量定位使用，可以在野外作业时，在工地上操作计算，即同时进行计算和测量，均比较方便，减少了后期工作量。计算时按照路线的长度每隔10 m设定一里程桩号的计算数据，可以选择路线长度内的任何一个桩号，均可以得到准确的定位数据。

上述程序语句适合用在各种型号计算器的计算中，具有编程方便、易学、易掌握、实用方便的优点。在编写路面定位计算程序时，使计算内容得到了简化，同时使各专业计算公式串联，以完成计算程序的编写，使纵立面、横剖面和平面交叉的空间位置，实现准确的定点计算，使复杂难度高、计算工作量繁多的计算内容得到了简化，提高了测设定位的效率和质量，准确的定位结果能够为后期工程奠定良好基础。该技术方法常应用在高等级公路、高速公路和铁路工程建设的测设定位中，提高了工程测设定位的效率，使工程计算变得简便。

4 提高公路路面施工测设定位和计算结果精度的控制措施

随着科学技术的发展，公路施工测设定位新技术得到了广泛应用，为精确计算、简化计算内容提供了技术保障，定位的准确可确保计算结果的准确。目前，常见的公路路面测试技术有数字化测图、GPS测设和一体化测设技术。

4.1 数字化测图时的控制措施

在公路测设中，除了控制测量需要绘制地形图和工点图，绘图工具常用的是AutoCAD设计软件，该软件绘制的地形图是电子矢量图，为数专测设提供了条件。数字化测设时以计算机技术为核心，在输入输出硬件设备的支持下，实现对地形空间数据的采集、输入、绘图成图和输出管理。在野外施测时，采用全站仪实地测量，将野外采集的数据自动化传输给电子手簿、磁卡和便携机等载体记录，在室内完成数据自动传输和人机交互编辑，以此生成数字地图。该测设技术具有精确度高、效率高、应用广泛的特点，利用全站仪测量完成自动化传输、记录、存储、处理和成图，在整个过程中，可确保原始数据的完整和精度，获得准确的测量结果，为后期计算提供可靠依据。

主要误差来源数据采集时测设点精度、碎部点测距误差和测角误差，但这些点的误差均较小。在野外作业时自动完成数据采集和传输、记录等，提升了野外作业时数据采集的速度，减少工作内容。数字化成图形成的电子图，地理信息丰富，可形成三维数字地面模型满足施工设计和计算的要求，在野外数字测设中得到了广泛应用。

4.2 一体化测设技术在放线定位中应用时的控制措施

公路路面中线的测量放线是公路测设的重要内容，中线点位施测的结果影响着计算数据的准确性。为了充分发挥全站仪的作用，提高测设的效率，开发了新的计算机程序，该程序为综合性程序，包括中线与各个桩号里程的测放、挡墙施工项目的测放、桥涵工程的测放和横断面工程的测放。由实践证明，该新的计算机程序的应用减少了人力资源，提高了施测的效率和放线定位的准确度。

4.2.1 中线和桩号里程的测放

将公路的各个曲线元素与控制点的成果传输到电子手簿中，再进行外业测放。基本流程为设置测站点，输入已知点名称，可自动化提取出测站点与后视点三维坐标。如果已知点的名称输入错误，会自动报错提示重新输入，并自动化完成测站点的记录和后视点的复核，达到要求后，才能开展中线施放。再输入中线里程，程序自动化计算中线的坐标并反算出施测的方位与距离，并自动化完成测量和差值计算。通过反复的测量，促使精确度满足原始数据和高程存盘、实际测放坐标要求，通过复测使多次测量的差值满足精确度要求。在整个测放过程中每一个测站点只需一个人便可完成工作，节省了人力成本，提高了工作效率。

4.2.2 挡墙工程的测放

挡墙工程的测放坐标与里程数值由设计人员提供，首先，将坐标和里程数值输入计算机程序中，自动完成测站点记录和后视点检测。计算机程序自动化计算挡墙坐标，自动化完成测量与差值驾驶员工作。通过多次复测使差值满足精度要求，使测量到的数值满足设计要求。

4.2.3 桥涵的测放

桥涵位置需要在实地勘察后，才能得到准确的位置坐标，没有现成设计理论坐标。为快速求得准确的桥涵位置和在中线上的坐标，采用全站仪测量出指定点坐标，再在计算机程序中输入指定点概略里程，采用渐进法求得中线上距离指定点最靠近的一个点的坐标，该点的坐标值是桥涵在中线上的坐标。测量出设计人员指定点的坐标，将该坐标输入公路设计图微机中，将指定点向公路平曲线做垂线，垂足点的坐标是该桥涵在中线上的坐标。得到桥涵坐标后桥涵的施测便与挡墙工程的施测流程一致。

4.2.4 横断面的测放

测放中线上某一个点的横断面，再将测量设备放在该点位上，后视点的前一点为零点方向，旋转到该点的法线夹角便可进行横断面测设。将数据输入计算机程序中可自动化计算，得到各个点到中线的距离与高差，存储记录。如果在中线上不能完成横断面的测设，需要转点测量，重新设站后利用前方交会，求得转点到横断面线上距离，再施测横断面并求得离中线的距离和高差。待外业测设完成后，直接传输到计算机上，可得到横断面的数据和图形。在完成中线测放后应对测设的结果进行检查，在内业处理时采用相关统计技术调入测设的数据，并编写程序求得施测坐标和理论坐标之间的差值并完成精度统计，检查是否满足规范要求。在公路路面工程内业处理时需要使用大量计算机软件，可完成数据计算和统计工作，节约了计算时间，提高了工作效率。

5 结语

综上所述，在公路路面测设定位工作中，外业施测和内业计算统计处理均需要使用到大量硬软件设备及其技术，新设备和技术的应用，提高了工作效率，使复杂的测试定位工作得以简化，降低了劳动强度。先进技术的应用使测设和计算的结果精确度更高，得到的数据成为后续工程施工设计可靠的参考依据。