Civil3D公路設計施工流程

總圖專業涉及的道路設計 主要有兩種類型，一種是廠外道路，類似于公路設計，特點是一般只有一條主線，縱坡大，道路交叉較少；另一種是廠內道路，以冶煉廠或民用項目為代表，特點是縱橫交錯，縱坡小，平面交叉多。本項目屬于前者，僅以此為基礎進行描述，按習慣稱之為公路設計。今天主要和大家談談道路公路設計軟件CIVIL 3D，如何利用CIVIL 3D軟件來設計公路？

一、公路設計流程

公路設計的主流程為平面設計→縱斷面設計→橫斷面設計，其相互關系如下：

從上圖可以看出，平、縱、橫之間是一個相互依賴，相互制約的關系，公路設計的特點之一是調整優化的工作量比較大。

二、傳統公路設計軟件特點

國內的公路設計軟件已經發展的比較成熟，尤其在公路設計系統已經很普及，符合現有公路設計的模式，完全按照行業規定生成圖紙，可控性強，運行速度快。一般外掛于AutoCAD平臺，有自己專用的數據文件格式，根據項目數據文件，在CAD中生成圖紙，表格可直接輸出至WORD、EXCEL。上一階段的操作無法直接反映至下一階段，如調整平面，縱斷面地面線不會自動根據調整后的平面進行調整，調整縱斷面，橫斷面不會自動進行更新，均需要按照軟件流程進行手工操作更新，此過程比較繁瑣。

三、CIVIL 3D公路設計特點

CIVIL 3D公路設計與傳統公路設計軟件最大的區別在于其動態關聯性，平面、縱斷面地面線、橫斷面、道路模型均相互關聯，修改其中任何一部分，與之相關聯的部分均會自動更新，調整十分方便、直觀。

生成道路模型之后，可以方便查詢與道路相關的各種數據。

但CIVIL 3D軟件對計算機硬件要求較高，運行速度相對較慢；本地化尚不完善，還不能完全按照國內的行業標準直接出圖；可由用戶自定義或控制的內容相對較少。

四、工程實例

本項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，可供展線的區域有限。

線路等級采用廠外道路四級，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0.4×0.4m矩形邊溝。填方無法放坡或場地有需要時采用路肩擋土墻。

1、平面設計

通過對場地的分析，結合各種控制條件，確定該線路需要設三處回頭彎，回頭彎半徑均采用15m，在三處回頭彎的大概位置畫三個半徑為15m的圓做參考。

采用“路面布局工具”，圓曲面半徑設為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畫好的圓布線，留有一定余地，否則曲線會丟失，利用“子圖元編輯器”修改非回頭彎處的轉彎半徑。

提示：如果對線路進行LandXML導出/導入操作，前后線元對自由曲線的約束關系會丟失，即切線會丟失，對導入后的修改帶來不便，所以對未定線的路線，不宜進行此操作。

2、縱斷面設計

使用“從曲面創建縱斷面”，得到線路的縱斷面原地面線，使用“從布局創建縱斷面”，按照坡長、坡度、控制高程等條件，創建縱斷面設計線。

按照系統默認設置，對于彎道轉多的低等級道路，會出現較多的數字重疊現象，影響閱讀，也不滿足出圖要求。調整縱斷面數據標注欄樣式，將重合的數據分別設置于標注欄的上下側，即可解決此問題。

3、線路平面、縱斷面調整

在創建縱斷面設計線的時候，發現許多地方挖填高度很大，需要對線路平面進行調整，以使縱斷面原地面線盡量貼近縱斷面設計線，以減少挖填工程量。

創建兩個視口，分別顯示線路平面及縱斷面，這樣在調整線路平面的同時可以看到調整后的縱斷面情況，很方便地可以將線路平面調整到比較理想的位置，這是最能體現CIVIL 3D優勢的環節。 

4、道路裝配

按照路基標準橫斷面創建裝配，創建道路，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。

因為地形坡度大，有些里程段填方邊坡無法與原地面相交，需要設擋土墻，但系統目前尚未提供適合的部件，可新建一道路裝配，將填方坡率設為1:0.05（1:0.25）來模擬擋土墻墻面。然后根據需要，設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”部件對于挖填的判斷無容差功能，在某些地段會出現；

5、線路平面、縱斷面再次調整

生成道路模型之后，可以查看各里程的橫斷面情況，一般會發現某些路段還需要對線路平面及縱斷面進行調整，同樣可利用同時開兩個或三個視口的操作，自如地對平、縱進行調整。

對于回頭彎，隨著調整的不斷進行，可將其逐漸向參照圓相切，最終使各直線段與圓精確相切。

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

6、工程量計算

CIVIL 3D不僅能通過斷面法計算挖填工程量，同時還可以用斷面法來計算斷面各部件，如路面、路基、邊坡鋪裝等的工程量，這在傳統公路設計軟件中幾乎沒有，對于這部分的工程量，常規設計都是單獨計算。

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、橫按需要進行布局，方便出圖。CIVIL 3D還提供了逐樁坐標表、豎曲線表等功能，可以方便提到各種表格。對于礦山道路，必需要有直曲轉角表和土石方量計算表，CIVIL 3D可直接生成。

提示：

如果某表格無法生成，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“場地”中等。

提示：

如果某表格無法生成，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“場地”中等。

5、CIVIL 3D軟件對道路設計還存在的問題

1. 部件中擋土墻類型較少，且與國內設計習慣不符，幾乎不能直接使用；

2. 某些工程設計數據寫入到了程序中，普通用戶無法根據需要自行修改，如路面加寬表中的加寬數據；

3. “基本邊坡挖方溝渠”部件無容差處理，容易出現不合理布置；

4. 非連續部件無法處理，如間隔布置的護墩；

5. 線路平面設計的“QZ”標簽默認沒有設置至專用圖層，使得對其顯示及打印與否控制不方便。

6. “加寬超高的車道”部件中沒有單車道加寬數據，且數據均為公路設計規范中數據，無廠礦道路等規范中的數據，無法方便地自定義；

7. 對低等級的復雜路線，文字重疊現象較嚴重，調整不方便甚至因為同類標簽無法設置兩種格式而使得某些情況下不可調。