kA道路勘测设计

道路勘测设计道路勘测设计（第第六章六章 定线）定线）甘肃建筑职业技术学院甘肃建筑职业技术学院道桥教研室道桥教研室 侯小强侯小强 本章主要介绍道路常用定线方法；公路纸上定线和直接定线的方法、步骤；实地放线的方法和操作步骤等内容。城市道路定线受规划道路网控制，两控制点之间一般以直线相连，对起伏较大的城市道路定线可参照公路定线方法进行。本章摘要 定线：定线：在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过在选线布局的基础上具体定出道路中线位置的作业过程。程。定线的任务：定线的任务：在选线布局阶段选定的在选线布局阶段选定的“路线带路线带”（或叫定（或叫定线走廊）的范围内，按已定的技术标准，结合细部地形、地质线走廊）的范围内，按已定的技术标准，结合细部地形、地质等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路等自然条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，定出道路中线的确切位置。中线的确切位置。公路定线一般采用公路定线一般采用纸上定线纸上定线和和直接定线直接定线的方法。的方法。纸上定线纸上定线适用于技术标准高或地形、地物复杂的路线。定适用于技术标准高或地形、地物复杂的路线。定线过程是先在大比例尺地形图上室内定线，然后把纸上路线敷线过程是先在大比例尺地形图上室内定线，然后把纸上路线敷设到地面上；设到地面上；直接定线直接定线适用于标准低或地形、地物简单的路线，是在现适用于标准低或地形、地物简单的路线，是在现场直接定出路线中线的位置。场直接定出路线中线的位置。一、纸上定线的工作步骤一、纸上定线的工作步骤 纸上定线纸上定线是在是在11000110001200012000大比例尺地形图上确定道大比例尺地形图上确定道路中线位置的方法。路中线位置的方法。l平原、微丘区地形平易，路线一般不受高程限制，定线平原、微丘区地形平易，路线一般不受高程限制，定线中主要是正确绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短中主要是正确绕避平面上的障碍，力争控制点间路线短捷顺直；捷顺直；l山岭、重丘区地形复杂，横坡陡峻，定线时要利用有利山岭、重丘区地形复杂，横坡陡峻，定线时要利用有利地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物等，都涉及地形，避让艰巨工程、不良地质地段或地物等，都涉及调整纵坡问题，且山区纵坡又限制较严，因此山岭、重调整纵坡问题，且山区纵坡又限制较严，因此山岭、重丘区安排好纵坡就成为关键问题。丘区安排好纵坡就成为关键问题。第一节第一节 纸上定线纸上定线 1 1定导向点定导向点 在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设在选线布局确定的控制点之间，根据平原、微丘区路线布设要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活要点，通过分析比较，确定可穿越、应趋就和该绕避的点和活动范围，建立一些中间导向点。动范围，建立一些中间导向点。2 2试定路线导线试定路线导线 参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的参照导向点，试穿出一系列直线、交汇出交点，作为初定的路线导线。路线导线。3 3初定平曲线初定平曲线 读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线读取交点坐标计算或直接量测转角和交点间距，初定圆曲线半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。半径和缓和曲线长度，计算曲线要素。4 4定线定线 检查各技术指标是否满足检查各技术指标是否满足标准标准要求，以及平曲曲线位是要求，以及平曲曲线位是否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长否合适，不满足时应调整交点位置或圆曲线半径或缓和曲线长度，直至满足为止。度，直至满足为止。（一）平原、微丘区定线步骤（一）平原、微丘区定线步骤 1 1定导向线定导向线 （1 1）分析地形，找出各种可能的走法。）分析地形，找出各种可能的走法。在地形图上仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质在地形图上仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选择有利地形如平缓顺直的山坡、开阔的侧沟、利于回头的地点等情况，选择有利地形如平缓顺直的山坡、开阔的侧沟、利于回头的地点等，拟定路线各种可能的走法。，拟定路线各种可能的走法。（2 2）求平距）求平距a a，并定匀坡线，并定匀坡线 求平距：设等高距为求平距：设等高距为h h，平均坡度为，平均坡度为i ip p，则等高线平距为，则等高线平距为a ah h/i ip p。定匀坡线：定匀坡线也称放坡，放坡是使用分规进行的，分规的张定匀坡线：定匀坡线也称放坡，放坡是使用分规进行的，分规的张开度等于平距开度等于平距a a值，值，a a值的比例尺应与地形图的比例尺相同。值的比例尺应与地形图的比例尺相同。（二）山岭、重丘区定线步骤（二）山岭、重丘区定线步骤 匀坡线匀坡线：最后连接最后连接A A、a a、b b、D D各点，所构成的折线。各点，所构成的折线。匀坡线特点匀坡线特点：这条匀坡线是具有平均坡度的折线，其作用一是放通了路：这条匀坡线是具有平均坡度的折线，其作用一是放通了路线，证明方案是成立的，二是放坡可发现中间控制点，为下步工作提供依线，证明方案是成立的，二是放坡可发现中间控制点，为下步工作提供依据。据。（3 3）确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线）确定中间控制点，分段调整纵坡，定导向线 首先，分析匀坡线利用地形、避让不良地质的情况，找出中间控制点。首先，分析匀坡线利用地形、避让不良地质的情况，找出中间控制点。导向线导向线：经利用有利地形、避让不良地质的调整后的匀坡线组成的折经利用有利地形、避让不良地质的调整后的匀坡线组成的折线线A AaabbD D。特点特点：这条导向线是具有理想坡度的折线，利用了有利地形，避开了这条导向线是具有理想坡度的折线，利用了有利地形，避开了不利地形，可作为试定平面线形的参考。不利地形，可作为试定平面线形的参考。（1 1）试定平面线形，点绘纵断面图，设计理想纵坡试定平面线形，点绘纵断面图，设计理想纵坡 （2 2）定修正导向线）定修正导向线 目的：目的：用纵断面修改平面，避免纵向大填大挖用纵断面修改平面，避免纵向大填大挖 在平面试线各桩的横断方向上点出与概略设计标高相应的点子，这些在平面试线各桩的横断方向上点出与概略设计标高相应的点子，这些点的连线（折线）就称为点的连线（折线）就称为修正导向线修正导向线。（在纵断面图上读出每个桩的填、。（在纵断面图上读出每个桩的填、挖高度，点回到平面试线各桩的横断面方向上，连接这些点的折线称为修挖高度，点回到平面试线各桩的横断面方向上，连接这些点的折线称为修正导向线。）正导向线。）特点特点：具有理想纵坡，中线上不填不挖的折线，这一步实际上是在平具有理想纵坡，中线上不填不挖的折线，这一步实际上是在平面上找出与理想纵坡相对应的导向线。面上找出与理想纵坡相对应的导向线。（3 3）定二次导向线）定二次导向线 目的目的：用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大。用横断面最佳位置修正平面，避免横向填挖过大。对修正导向线各点绘制横断面图，用路基模板找出最佳对修正导向线各点绘制横断面图，用路基模板找出最佳“经济点经济点”横横断面位置，将这些点再点回到平面图上，连接这些点的折线称为断面位置，将这些点再点回到平面图上，连接这些点的折线称为二次修正二次修正导向线。导向线。特点特点：具有理想纵坡、横断面位置最佳的折线。具有理想纵坡、横断面位置最佳的折线。2.修正导向线修正导向线 定线是在二次修正导向线的基础上进行。二次修正导向线是定线是在二次修正导向线的基础上进行。二次修正导向线是一条折线，为满足一条折线，为满足“标准标准”的要求，必须适当取直，并用平曲的要求，必须适当取直，并用平曲线连接。按照二次修正导向线上各特征点的性质和可活动范围线连接。按照二次修正导向线上各特征点的性质和可活动范围，经过反复试线才能定出满足要求的中线。（保证重点，照顾，经过反复试线才能定出满足要求的中线。（保证重点，照顾一般）一般）一般定线方法有下列两种一般定线方法有下列两种：（1 1）直线形定线法直线形定线法（即传统方法）（即传统方法）平面线形以直为主，适用于地形简单的平原微丘区。平面线形以直为主，适用于地形简单的平原微丘区。用用“直尺直尺”先定直线，交汇出交点，在直线转折处用平曲线连先定直线，交汇出交点，在直线转折处用平曲线连接。接。（2 2）曲线形定线法曲线形定线法 平面线形以曲为主，适用于地形、地物复杂的丘陵和山岭平面线形以曲为主，适用于地形、地物复杂的丘陵和山岭区。用直尺和圆曲线弯尺先定直线和圆曲线，然后用缓和曲线区。用直尺和圆曲线弯尺先定直线和圆曲线，然后用缓和曲线将他们连接。将他们连接。3.定线（定平面线形）定线（定平面线形）直线型定线方法直线型定线方法:根据控制点或导向线和相应的技术指标，试穿出一根据控制点或导向线和相应的技术指标，试穿出一系列与地形相适应的直线作为基本线形单元，然后在系列与地形相适应的直线作为基本线形单元，然后在两直线转折处用曲线予以连接的定线方法，即传统的两直线转折处用曲线予以连接的定线方法，即传统的以直线为主的穿线交点定线法。以直线为主的穿线交点定线法。试定直线的依据试定直线的依据：平原、微丘区：平原、微丘区：以路线布局确定的控制点为依据。以路线布局确定的控制点为依据。山岭、重丘区：山岭、重丘区：应参照导向线试定，最终路线要经应参照导向线试定，最终路线要经过多方面分析比较才能确定。过多方面分析比较才能确定。二、直线型定线方法二、直线型定线方法 道路中线确定后，为标定路线需根据选定的圆曲线半径及缓道路中线确定后，为标定路线需根据选定的圆曲线半径及缓和曲线计算平曲线要素、曲线主点桩和加桩里程等。和曲线计算平曲线要素、曲线主点桩和加桩里程等。1 1、无坐标控制时无坐标控制时：按比例量取交点间距，用正切法确定按比例量取交点间距，用正切法确定偏角，设置平曲线，计算曲线要素。偏角，设置平曲线，计算曲线要素。2 2、有坐标控制时有坐标控制时：若需要计算逐桩坐标时，则应采集各若需要计算逐桩坐标时，则应采集各交点的坐标。通常交点坐标的采集方法有两种：交点的坐标。通常交点坐标的采集方法有两种：（1 1）直接采集法：）直接采集法：在绘有格网的地形图上读取各交点的坐在绘有格网的地形图上读取各交点的坐标，一般只能估读到米，适用于交点前后直线方向和位置限制标，一般只能估读到米，适用于交点前后直线方向和位置限制不严的情况。不严的情况。（一）路线标定（一）路线标定 （2 2）定前后直线间接推算法：）定前后直线间接推算法：先固定交点前后的直线，再先固定交点前后的直线，再用相邻直线相交的解析法计算交点坐标，一般适用于交点前后用相邻直线相交的解析法计算交点坐标，一般适用于交点前后直线方向和位置限制较严的情况。直线方向和位置限制较严的情况。先建立一个贯穿全线统一的坐标系，一般采先建立一个贯穿全线统一的坐标系，一般采用国家坐标系统。根据路线地理位置和几何关系用国家坐标系统。根据路线地理位置和几何关系计算出道路中线上各桩点的统一坐标。编制逐桩计算出道路中线上各桩点的统一坐标。编制逐桩坐标表。然后根据逐桩坐标实地放线。坐标表。然后根据逐桩坐标实地放线。（二）坐标计算（二）坐标计算 曲线型定线方法曲线型定线方法：是根据导向线和地形条件及相是根据导向线和地形条件及相应技术指标，先试定出合适的圆曲线单元，然后将这应技术指标，先试定出合适的圆曲线单元，然后将这些圆曲线用适当的直线和缓和曲线连接的定线方法，些圆曲线用适当的直线和缓和曲线连接的定线方法，即与传统的先定直线后定曲线相反的以曲线为主的定即与传统的先定直线后定曲线相反的以曲线为主的定线法。当相邻圆曲线之间相距较远时，可插设适当的线法。当相邻圆曲线之间相距较远时，可插设适当的直线段。一般宜用于地形复杂的山岭重丘地区。直线段。一般宜用于地形复杂的山岭重丘地区。三、曲线型定线方法三、曲线型定线方法（一）定线步骤（一）定线步骤 （1 1）参照导向线或控制点，待手画出线形顺适、平缓并与）参照导向线或控制点，待手画出线形顺适、平缓并与地形相适应的概略线位。地形相适应的概略线位。（2 2）用直尺或不同半径的圆曲线弯尺拟合徒手线位，形成）用直尺或不同半径的圆曲线弯尺拟合徒手线位，形成一条由圆弧和直线组成的具有错位（即设缓和曲线后圆曲线的一条由圆弧和直线组成的具有错位（即设缓和曲线后圆曲线的内移值）的间断线形。内移值）的间断线形。（3 3）在圆弧和直线上各采集两点坐标固定位置，通过试定）在圆弧和直线上各采集两点坐标固定位置，通过试定或试算，用合适的缓和曲线将它们顺滑连接，形成连续的平面或试算，用合适的缓和曲线将它们顺滑连接，形成连续的平面线形。线形。（二）确定回旋线参数（二）确定回旋线参数 确定回旋线参数确定回旋线参数A值是采用曲线型定线法的关键。值是采用曲线型定线法的关键。过去多采用回旋曲线尺或表法，即用不同整数的回过去多采用回旋曲线尺或表法，即用不同整数的回旋线参数旋线参数A值制作回旋线长度与曲率半径对应关系的值制作回旋线长度与曲率半径对应关系的尺或表，供使用时查对。尺或表，供使用时查对。随着计算工具的发展，目前常用计算的方法确定随着计算工具的发展，目前常用计算的方法确定A值。值。1近似计算法近似计算法 2解析计算法解析计算法直线型和曲线型两种定线方法的比较：直线型和曲线型两种定线方法的比较：两种定线方法，在本质上并无区别，定线成果都是直、缓、圆组成的两种定线方法，在本质上并无区别，定线成果都是直、缓、圆组成的中线。中线。在定线手法上二者正好相反；另外，直线型定线法可用于纸上定线也在定线手法上二者正好相反；另外，直线型定线法可用于纸上定线也可用于现场直接定线，而曲线型只能用于纸上定线。可用于现场直接定线，而曲线型只能用于纸上定线。一、工作步骤一、工作步骤 直接定线直接定线：是设计人员在实地现场确定道路中线位置的是设计人员在实地现场确定道路中线位置的方法。方法。平原、微丘区直接定线平原、微丘区直接定线工作步骤与其纸上定线相同，不工作步骤与其纸上定线相同，不同之处是交点坐标或转角及交点间距应经实测获得。同之处是交点坐标或转角及交点间距应经实测获得。山岭、重丘区直接定线山岭、重丘区直接定线的指导原则与纸上定线相同，但定的指导原则与纸上定线相同，但定线条件不同，工作步骤有所改变。山岭、重丘区直接定线是采线条件不同，工作步骤有所改变。山岭、重丘区直接定线是采用带角手水准进行的，而纸上定线采用分规放坡。用带角手水准进行的，而纸上定线采用分规放坡。第二节第二节 直接定线直接定线 （一）分段安排路线（一）分段安排路线 就是在路线布局阶段确定的主要控制点之间，沿拟定方向就是在路线布局阶段确定的主要控制点之间，沿拟定方向采用试坡的方法，逐段粗略定出沿线应穿或应避的一系列中间采用试坡的方法，逐段粗略定出沿线应穿或应避的一系列中间控制点，使路线方案更加明确，也就是拟定路线轮廓方案。控制点，使路线方案更加明确，也就是拟定路线轮廓方案。（二）放坡、定导向线（二）放坡、定导向线 这一步的主要任务就是解决控制点之间纵坡的合理安排问这一步的主要任务就是解决控制点之间纵坡的合理安排问题，也就是现场进行纵坡设计。题，也就是现场进行纵坡设计。要求：要求：1.1.满足满足“标准标准”要求。控制点间坡度均匀，不出现反坡。要求。控制点间坡度均匀，不出现反坡。2.2.结合地形选用纵坡。以接近两控制点之间平均坡度为结合地形选用纵坡。以接近两控制点之间平均坡度为宜宜。方法：方法：1.1.按垭口挖深定按垭口挖深定A0A0点，从上向下放坡；其好处在于视野宽点，从上向下放坡；其好处在于视野宽，便于选择有利地形通过，而且放到山脚，路线的活动余地较，便于选择有利地形通过，而且放到山脚，路线的活动余地较大。大。2.2.先在起点插好坡度旗，两人各持手水准，前者带上旗杆先在起点插好坡度旗，两人各持手水准，前者带上旗杆，并隔开互能通视的一定距离，面对面，后者立于起点处，指，并隔开互能通视的一定距离，面对面，后者立于起点处，指挥前者沿山坡移动，直到手水准的横丝对准前者相应高度位置挥前者沿山坡移动，直到手水准的横丝对准前者相应高度位置，并即在前者站立地点插上标志。前者以同样角度看后者，复，并即在前者站立地点插上标志。前者以同样角度看后者，复核无误后继续前进。核无误后继续前进。3.3.前人找点要求：在山咀、山坳等地形变化处，相邻两点前人找点要求：在山咀、山坳等地形变化处，相邻两点要通视。找点人要有一定经验，能大概估计平曲线的位置和半要通视。找点人要有一定经验，能大概估计平曲线的位置和半径，对路线因标准限制不可能自然绕过的窄沟或山咀，应跳过径，对路线因标准限制不可能自然绕过的窄沟或山咀，应跳过去。如下图：去。如下图：4.4.坡度点的连线就称为导向线（相当于纸上定线的修正导向坡度点的连线就称为导向线（相当于纸上定线的修正导向线）。线）。（三）修正导向线（三）修正导向线 是在每个坡度点的横断面方向上，找出最佳横断面的中心位是在每个坡度点的横断面方向上，找出最佳横断面的中心位置。这些点的连线仍然为折线，称为修正导向线。（相当于纸置。这些点的连线仍然为折线，称为修正导向线。（相当于纸上定线的二次修正导向线），为具有理想纵坡、横断面位置最上定线的二次修正导向线），为具有理想纵坡、横断面位置最佳的折线。佳的折线。（四）穿线交点（四）穿线交点 以修正导向线为基础，试穿出直线，交汇出交点。以修正导向线为基础，试穿出直线，交汇出交点。（五）曲线插设（五）曲线插设 定圆曲线半径、缓和曲线长、计算曲线要素等。定圆曲线半径、缓和曲线长、计算曲线要素等。直接定线的纵坡设计，一般都是在对平面线形做了某种程度直接定线的纵坡设计，一般都是在对平面线形做了某种程度的肯定之后进行的。要求设计纵坡不仅满足工程经济和技术标的肯定之后进行的。要求设计纵坡不仅满足工程经济和技术标准的规定，还应考虑平、纵面线形配合的问题。因此必须反复准的规定，还应考虑平、纵面线形配合的问题。因此必须反复试验修改，才能做出满意的结果。检查修改时应注意以下几点试验修改，才能做出满意的结果。检查修改时应注意以下几点：（1 1）只须调整纵坡即能满足要求时，按需要调整纵坡线形。）只须调整纵坡即能满足要求时，按需要调整纵坡线形。（2 2）靠调整纵坡的方法无法满足需要时，应综合考虑决定调）靠调整纵坡的方法无法满足需要时，应综合考虑决定调整方案，平面线形可采用纸上移线办法解决。整方案，平面线形可采用纸上移线办法解决。（3 3）工程经济与平、纵配合矛盾很大时，应结合路线等级、）工程经济与平、纵配合矛盾很大时，应结合路线等级、工程量大小等因素具体分析，确定调整方案。工程量大小等因素具体分析，确定调整方案。（六）纵断面设计（六）纵断面设计 二、直接定线与纸上定线的比较二、直接定线与纸上定线的比较 比较内容比较内容直接定线直接定线纸上定线纸上定线视野视野研究利用地形研究利用地形平纵线形配合平纵线形配合修改方便程度修改方便程度外业工作量外业工作量利用集体智慧利用集体智慧受限受限不彻底不彻底解决不彻底解决不彻底困难困难大大个别人决定个别人决定开阔开阔全面彻底全面彻底尽善尽美尽善尽美可反复修改可反复修改小小可集体协商决定可集体协商决定 实地放线：实地放线：将纸上定线和纸上移线定好的路线敷设到地面上将纸上定线和纸上移线定好的路线敷设到地面上，供详细测量和施工之用的作业过程。，供详细测量和施工之用的作业过程。一、方法一、方法 1.1.穿线交点法穿线交点法：是根据纸上定好的路线与控制导线的关系是根据纸上定好的路线与控制导线的关系，把纸上路线的每条边独立放到地面上，相邻直线延伸交出交，把纸上路线的每条边独立放到地面上，相邻直线延伸交出交点，然后按传统方法放出曲线桩。点，然后按传统方法放出曲线桩。2.2.拨角法拨角法：根据纸上路线与控制导线的关系，用坐标计算根据纸上路线与控制导线的关系，用坐标计算拟放点线的距离和方向，计算每条变的转向角和控制桩里程，拟放点线的距离和方向，计算每条变的转向角和控制桩里程，然后直接拨角、量距放线。然后直接拨角、量距放线。3.3.直接定交点法直接定交点法：在地形平坦、视线开阔、路线受限不十在地形平坦、视线开阔、路线受限不十分严（即可有变化），路线位置能根据地面目标明显决定的地分严（即可有变化），路线位置能根据地面目标明显决定的地区，可依纸上路线和地貌地物的关系，现场直接将交点定出。区，可依纸上路线和地貌地物的关系，现场直接将交点定出。第三节第三节 实地放线实地放线 4.4.坐标法：坐标法：先建立一个贯穿全线统一的坐标系，根据路线先建立一个贯穿全线统一的坐标系，根据路线地理位置和几何关系计算出中线上各桩的坐标，制成逐桩坐地理位置和几何关系计算出中线上各桩的坐标，制成逐桩坐标表，然后由坐标实地放线。标表，然后由坐标实地放线。（1 1）极坐标放线法）极坐标放线法 极坐标放线的基本原理是以控制导线为根据，以角度和极坐标放线的基本原理是以控制导线为根据，以角度和距离定点。距离定点。（2 2）坐标放线）坐标放线 此法的基本原理与极坐标法相同，它是利用现代此法的基本原理与极坐标法相同，它是利用现代自动测量仪的坐标计算功能，只需输入有关点的坐标自动测量仪的坐标计算功能，只需输入有关点的坐标值即可，现场不需做任何手工计算，而是由仪器内电值即可，现场不需做任何手工计算，而是由仪器内电脑自动完成有关数据计算。脑自动完成有关数据计算。穿线交点法、拨角法、直接定交点法：穿线交点法、拨角法、直接定交点法：传统的方法，这三种方法都要在地形图上量取有关数据，传统的方法，这三种方法都要在地形图上量取有关数据，如坐标、距离等，并与测图控制导线建立关系，这样，都存在如坐标、距离等，并与测图控制导线建立关系，这样，都存在精度不高，费工费时或有累积误差，并且只能用于路线导线的精度不高，费工费时或有累积误差，并且只能用于路线导线的标定，路线的曲线还要靠传统的曲线辐射方法（如支距法、偏标定，路线的曲线还要靠传统的曲线辐射方法（如支距法、偏角法等）。只适用于直线形定线法。角法等）。只适用于直线形定线法。坐标法：坐标法：计算理论严密，无累积误差，精度高，是一种比较理想的计算理论严密，无累积误差，精度高，是一种比较理想的方法，但此法坐标计算复杂，必须用计算机编制计算。另外还方法，但此法坐标计算复杂，必须用计算机编制计算。另外还要先进的全站仪设备。适用于直线形和曲线型定线方法。要先进的全站仪设备。适用于直线形和曲线型定线方法。二二.特特 点点