總圖專業(yè)涉及的道路設(shè)計(jì) 主要有兩種類型，一種是廠外道路，類似于公路設(shè)計(jì)，特點(diǎn)是一般只有一條主線，縱坡大，道路交叉較少；另一種是廠內(nèi)道路，以冶煉廠或民用項(xiàng)目為代表，特點(diǎn)是縱橫交錯(cuò)，縱坡小，平面交叉多。本項(xiàng)目屬于前者，僅以此為基礎(chǔ)進(jìn)行描述，按習(xí)慣稱之為公路設(shè)計(jì)。今天主要和大家談?wù)劦缆饭吩O(shè)計(jì)軟件CIVIL 3D，如何利用CIVIL 3D軟件來(lái)設(shè)計(jì)公路？

一、公路設(shè)計(jì)流程

公路設(shè)計(jì)的主流程為平面設(shè)計(jì)→縱斷面設(shè)計(jì)→橫斷面設(shè)計(jì)，其相互關(guān)系如下：

從上圖可以看出，平、縱、橫之間是一個(gè)相互依賴，相互制約的關(guān)系，公路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一是調(diào)整優(yōu)化的工作量比較大。

二、傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)軟件特點(diǎn)

國(guó)內(nèi)的公路設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，尤其在公路設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)很普及，符合現(xiàn)有公路設(shè)計(jì)的模式，完全按照行業(yè)規(guī)定生成圖紙，可控性強(qiáng)，運(yùn)行速度快。一般外掛于AutoCAD平臺(tái)，有自己專用的數(shù)據(jù)文件格式，根據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)文件，在CAD中生成圖紙，表格可直接輸出至WORD、EXCEL。上一階段的操作無(wú)法直接反映至下一階段，如調(diào)整平面，縱斷面地面線不會(huì)自動(dòng)根據(jù)調(diào)整后的平面進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整縱斷面，橫斷面不會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新，均需要按照軟件流程進(jìn)行手工操作更新，此過(guò)程比較繁瑣。

三、CIVIL 3D公路設(shè)計(jì)特點(diǎn)

CIVIL 3D公路設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)軟件最大的區(qū)別在于其動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)性，平面、縱斷面地面線、橫斷面、道路模型均相互關(guān)聯(lián)，修改其中任何一部分，與之相關(guān)聯(lián)的部分均會(huì)自動(dòng)更新，調(diào)整十分方便、直觀。

生成道路模型之后，可以方便查詢與道路相關(guān)的各種數(shù)據(jù)。

但CIVIL 3D軟件對(duì)計(jì)算機(jī)硬件要求較高，運(yùn)行速度相對(duì)較慢；本地化尚不完善，還不能完全按照國(guó)內(nèi)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)直接出圖；可由用戶自定義或控制的內(nèi)容相對(duì)較少。

四、工程實(shí)例

本項(xiàng)目的公路線路貫穿于選廠，連接已有上部公路與下部公路，回頭彎三處，縱坡較大。原始地面坡度較大，可供展線的區(qū)域有限。

線路等級(jí)采用廠外道路四級(jí)，山嶺重丘。路基寬度4.5m，路面寬度3.5m。挖方坡率1:0.75，填方坡率1:1.5，挖方邊坡坡腳設(shè)0.4×0.4m矩形邊溝。填方無(wú)法放坡或場(chǎng)地有需要時(shí)采用路肩擋土墻。

1、平面設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)場(chǎng)地的分析，結(jié)合各種控制條件，確定該線路需要設(shè)三處回頭彎，回頭彎半徑均采用15m，在三處回頭彎的大概位置畫三個(gè)半徑為15m的圓做參考。

采用“路面布局工具”，圓曲面半徑設(shè)為15m，使用“切線－切線（帶有曲線）”，大概布置出線路的走向，注意在回頭彎處要參照已經(jīng)畫好的圓布線，留有一定余地，否則曲線會(huì)丟失，利用“子圖元編輯器”修改非回頭彎處的轉(zhuǎn)彎半徑。

提示：如果對(duì)線路進(jìn)行LandXML導(dǎo)出/導(dǎo)入操作，前后線元對(duì)自由曲線的約束關(guān)系會(huì)丟失，即切線會(huì)丟失，對(duì)導(dǎo)入后的修改帶來(lái)不便，所以對(duì)未定線的路線，不宜進(jìn)行此操作。

2、縱斷面設(shè)計(jì)

使用“從曲面創(chuàng)建縱斷面”，得到線路的縱斷面原地面線，使用“從布局創(chuàng)建縱斷面”，按照坡長(zhǎng)、坡度、控制高程等條件，創(chuàng)建縱斷面設(shè)計(jì)線。

按照系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，對(duì)于彎道轉(zhuǎn)多的低等級(jí)道路，會(huì)出現(xiàn)較多的數(shù)字重疊現(xiàn)象，影響閱讀，也不滿足出圖要求。調(diào)整縱斷面數(shù)據(jù)標(biāo)注欄樣式，將重合的數(shù)據(jù)分別設(shè)置于標(biāo)注欄的上下側(cè)，即可解決此問(wèn)題。

3、線路平面、縱斷面調(diào)整

在創(chuàng)建縱斷面設(shè)計(jì)線的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)許多地方挖填高度很大，需要對(duì)線路平面進(jìn)行調(diào)整，以使縱斷面原地面線盡量貼近縱斷面設(shè)計(jì)線，以減少挖填工程量。

創(chuàng)建兩個(gè)視口，分別顯示線路平面及縱斷面，這樣在調(diào)整線路平面的同時(shí)可以看到調(diào)整后的縱斷面情況，很方便地可以將線路平面調(diào)整到比較理想的位置，這是最能體現(xiàn)CIVIL 3D優(yōu)勢(shì)的環(huán)節(jié)。 

4、道路裝配

按照路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面創(chuàng)建裝配，創(chuàng)建道路，即可得到道路模型，可以直觀查看道路的挖填情況，道路邊坡與原地面相交的情況。

因?yàn)榈匦纹露却?，有些里程段填方邊坡無(wú)法與原地面相交，需要設(shè)擋土墻，但系統(tǒng)目前尚未提供適合的部件，可新建一道路裝配，將填方坡率設(shè)為1:0.05（1:0.25）來(lái)模擬擋土墻墻面。然后根據(jù)需要，設(shè)置兩種不同類型裝配適用的里程段。

提示：“基本邊坡挖方溝渠”部件對(duì)于挖填的判斷無(wú)容差功能，在某些地段會(huì)出現(xiàn)；

5、線路平面、縱斷面再次調(diào)整

生成道路模型之后，可以查看各里程的橫斷面情況，一般會(huì)發(fā)現(xiàn)某些路段還需要對(duì)線路平面及縱斷面進(jìn)行調(diào)整，同樣可利用同時(shí)開兩個(gè)或三個(gè)視口的操作，自如地對(duì)平、縱進(jìn)行調(diào)整。

對(duì)于回頭彎，隨著調(diào)整的不斷進(jìn)行，可將其逐漸向參照?qǐng)A相切，最終使各直線段與圓精確相切。

提示：CIVIL 3D中的回頭彎調(diào)整方向有一定限制，本項(xiàng)目采用兩段相同半徑的曲線首尾相連來(lái)模擬，采用捕捉操作使兩曲線恰好相接，有某些情況下，縱斷面地面線會(huì)在某個(gè)“YY”點(diǎn)（回頭曲線中間點(diǎn)）里程以后無(wú)法生成，只需要將該處拉開一個(gè)極小值（小于0.001m）即可。

6、工程量計(jì)算

CIVIL 3D不僅能通過(guò)斷面法計(jì)算挖填工程量，同時(shí)還可以用斷面法來(lái)計(jì)算斷面各部件，如路面、路基、邊坡鋪裝等的工程量，這在傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)軟件中幾乎沒(méi)有，對(duì)于這部分的工程量，常規(guī)設(shè)計(jì)都是單獨(dú)計(jì)算。

7、圖紙及表格的生成

利用CIVIL 3D提供的施工圖生成工具，可以將公路平、縱、橫按需要進(jìn)行布局，方便出圖。CIVIL 3D還提供了逐樁坐標(biāo)表、豎曲線表等功能，可以方便提到各種表格。對(duì)于礦山道路，必需要有直曲轉(zhuǎn)角表和土石方量計(jì)算表，CIVIL 3D可直接生成。

提示：

如果某表格無(wú)法生成，查詢一下幫助文件，看該表格的生成需要哪些條件，如線路是否在“場(chǎng)地”中等。

提示：

如果某表格無(wú)法生成，查詢一下幫助文件，看該表格的生成需要哪些條件，如線路是否在“場(chǎng)地”中等。

5、CIVIL 3D軟件對(duì)道路設(shè)計(jì)還存在的問(wèn)題

1. 部件中擋土墻類型較少，且與國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)習(xí)慣不符，幾乎不能直接使用；

2. 某些工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)寫入到了程序中，普通用戶無(wú)法根據(jù)需要自行修改，如路面加寬表中的加寬數(shù)據(jù)；

3. “基本邊坡挖方溝渠”部件無(wú)容差處理，容易出現(xiàn)不合理布置；

4. 非連續(xù)部件無(wú)法處理，如間隔布置的護(hù)墩；

5. 線路平面設(shè)計(jì)的“QZ”標(biāo)簽?zāi)J(rèn)沒(méi)有設(shè)置至專用圖層，使得對(duì)其顯示及打印與否控制不方便。

6. “加寬超高的車道”部件中沒(méi)有單車道加寬數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)均為公路設(shè)計(jì)規(guī)范中數(shù)據(jù)，無(wú)廠礦道路等規(guī)范中的數(shù)據(jù)，無(wú)法方便地自定義；

7. 對(duì)低等級(jí)的復(fù)雜路線，文字重疊現(xiàn)象較嚴(yán)重，調(diào)整不方便甚至因?yàn)橥悩?biāo)簽無(wú)法設(shè)置兩種格式而使得某些情況下不可調(diào)。