1、-_CASS7.0 软件在道路选线设计中的应用摘要道路选线是公路勘测设计中很重要的一环，传统的选线方法是在纸上定线的基上，选线人员到实地勘测，经过反复比较确定一个较为经济、合理的路线方案。它很大程度上取决于选线人员的实际经验和技术水平，而且费时费力，对工期相对较紧、要求不是太高的工程来说已不适用。因此，已不能满足现代公路建设的需要。为此，计算机辅助设计（Computer Aided Design, 简称CAD）从原来的电子领域逐步扩展到机械和土木工程等领域，日益成为现代设计的重要手段之一，采用CAD技术进行道路选线设计，可以完成路线平、纵、横设计计算、土石方计算和调配，纵、横断面图绘制等任务。
2、本文通过对研究区的概况分析, CASS 7.0 工程应用模块的分析，道路选线设计基本知识的学习，土石方计算方法对比分析。在分析CASS 软件在道路工程设计中的特点的基础上，以资阳市安岳县大埝乡土地整理项目为例，对CASS7.0软件在道路工程设计中的应用进行了探讨,结合案例在电子地形图上，对项目区道路进行平面、纵断面、横断面进行了局部设计，并进行了道路土石方计算。从CASS7.0的功能及特点来看，应用CASS7.0 进行道路选线在技术上是可行的，对实际的公路选线工程及其他路线选线工程均具有实际参考价值。关键词：CASS7.0: ；道路选线；土石方计算；道路工程-_AbstractRoad lin
3、e selection is an important part of highway reconnaissance design, the traditional line selection method is on line on the paper, on the basis of line selection personnel to the site investigation, after repeated comparison to determine a more economic and reasonable route scheme. It depends largely
4、 on the concept of practical experience and technical level, and laborious, the period is relatively tight, not too high requirements for engineering are not applicable. So, already cant satisfy the need of modern highway construction. Therefore, Computer Aided Design (Computer Aided Design, CAD) fr
5、om the original electronics field gradually extended to the mechanical and civil engineering and other fields, has increasingly become one of the important means of modern Design, CAD technology is adopted to improve the road line selection Design, can complete route flat, vertical, horizontal Desig
6、n calculation, earthwork calculation, cross-sectional and longitudinal tasks such as drawing.In this paper, by analyzing the general situation of the research region, CASS 7.0 analysis of the engineering application module, road line selection design basic knowledge of learning, conditions calculati
7、on method for comparative analysis. In analyzing the characteristics of the CASS software in the road engineering design, on the basis of in ziyang AnYueXian big Nian township land consolidation project as an example, the CASS7.0 software application in road engineering design are discussed in this
8、paper, combined with the case on the electronic topographic map, the project area road on the plane, profile and cross section of the local design, and the road conditions are carried out.From the perspective of the functions and features of CASS7.0, using CASS7.0 road line selection is technically
9、feasible, route selection of practical engineering and other engineering route line selection has practical reference value.Key words: CASS7.0:; Road line selection; Earthwork calculation; Road engineering-_1.绪论1.1 前言CASS成图软件是广州南方测绘仪器有限公司基于CAD平台开发的一套集地形、地籍、空间数据建库、工程应用、土石方算量等功能为一体数字化测绘数据采集系统，广泛应用于地形成
10、图、地籍成图、工程测量应用三大领域。CASS全面面向GIS，彻底打通数字化成图系统与GIS接口，使用骨架线实时编辑、简码用户化、GIS无缝接口等先进技术。传统的道路选线方法是选线人员通过收集和分析线路区域内有关设计资料，在大比例尺地形图上选出几个可能的路线方案，然后在纸上定线的基础上，选线人员到实地勘测，经过反复比较确定一个较为经济、合理的路线方案。这在很大程度上取决于选线人员的实际经验和技术水平，而且费时费力，对工期相对较紧、要求不是太高的工程来说已不适用。随着计算机技术的发展和CASS软件开发的逐渐成熟，为道路工程设计而开发的很多功能和模块得以迅速应用到线性工程的设计上。针对项目的实际情况
11、可以利用CASS7.0软件，从CASS7.0的功能及特点来看，应用CASS7.0进行道路选线在技术上是可行的。1.2 CASS7.0 在道路工程设计中的特点南方公司的CASS 系列数字地籍测量系统是我国开发较早的数字地籍测量软件之一, 在全国许多城市和地区具有广泛的影响。该系统采用AutoCAD 为系统平台, 并不断地升级优化, 其中工程应用模块在道路工程设计中被广泛应用, 它提供了断面法、方格网法、高线法和DTM法等4 种土方量的计算方法 , 能够根据实地情况的不同, 适应各种复杂工程的土方量计算和道路断面的绘制。它具有专业性强，与实际工程结合紧密、符合国人习惯、实用灵活、容易上手等特点，操
12、作界面如图所示。-_2 道路工程设计实例应用2.1 项目区概况资阳市安岳县大埝乡土地整理项目区,具有良好的光、热、水资源和社会经济条件, 交通方便, 种植适宜性较广, 具有较大的整理价值。项目区位于10502041030548E,301227301503N, 图幅号: H-48-67-( 51) 、H-48- 67- ( 52) 、H-48-67-( 59) 、H-48-67- ( 60) , 涉及大埝乡大埝村、朝阳洞村、长庆村、洋禾村4 个行政村。项目区东与红渠村、红门村、新房村相邻, 南与黄金村和自治乡的九沟村相接, 西与河坎村、金鸡村接壤, 北与乐至县双河乡连界。2.2 自然条件2.2.
13、1 气候特征路线位于中温带半干旱大陆性季风气候，日照充足。年日照时数为 28503000 小时，光能总辐射量为 5700-6100 焦耳/平方米；全年平均气温一般为 07，绝大部分地区有效积温在 1800-3000之间；无霜期平均 90140 天，全年正常降水量300500 毫米，蒸发量为 16002200 毫米。降水 70%集中于 6-7 月份，雨热同季；年平均风速为 34.2 米/秒。地区以熔岩太低为主，海拔 10002000 米。2.2.2 地形地貌道路位于赤峰市翁牛特旗灯笼河草原，路段地形总体细高东低，路段区地貌属构造剥蚀丘陵地貌。2.3 设计任务在给定的电子地形图上，确定路线起点和终
14、点，并结合细部地形、地质条件，综合考虑各方面平、纵、横三方面的合理安排，使用南方 CASS7.0 测绘软件进行选线设计，并对该道路进行平、纵、横设计。2.4 设计标准及规范2.4.1 设计标准道路设计标准采用城市道路支路级标准，设计使用年限 10 年，设计车速 20-_时，机动车道数为双向 2 车道，道路宽为 6 米，路拱横坡度为 2，由中间向两侧倾斜，横断面采用单面形式。2.4.2 设计规范(1)公路工程技术标准 （JTGB01-2003）(2)公路路线设计规范 （JTG D20-2006）(3)公路路基设计规范 （JTG D30-2004）2.5 数据准备本项目区利用利用全站仪野外采集数据
15、, 对于数据不够的地方, 进行人工内插法加密高程,南方CASS 软件将全站仪高程点数据与地形图等高线结合生成坐标文( * .dat) , 在此基础上结合地形、地类等因素进行道路平面设计, 按照相应标准设计与绘制道路纵横断面，利用断面法计算土石方。一般在数据文件的缺失情况下，针对所缺失及需要的数据可以利用CASS7.0 软件提供的四种数据文件生成方式进行数据文件的生成，这四种数据文件生成方式包括根据指定点生成数据文件、根据高程点生成数据文件、根据控制点生成数据文件以及根据等高线生成数据文件。注意事项：指定点生成数据文件需要手动输入点的地物代码、测量坐标系及点号，不能一次性完成数据文件的生成 ，效
16、率低；高程点生成数据文件实际应用的局限更大, 因为其需要闭合的等高线,而指定计量区域通常不能被闭合等高线覆盖；控制点生成数据文件能实现任意指定区域内的一次性填挖工程量的计算。但是其只能用于闭合区域, 不适合道路等线形地物, 而且在高程数据密集区域, 计算量较大, 对计算机硬件要求较高；等高线生成数据文件实际应用的局限更大, 因为其需要闭合的等高线,而指定计量区域通常不能被闭合等高线覆盖。-_3. 道路平面设计平面设计的主要内容确定出道路的走向、道路中线设计、平曲线及曲线要素设计。设计线控制点引测 1985 年北京坐标系控制点 SX9、SX10 作为道路的设计控制点。根据公路路线设计规范行车车速
17、为 80/h，车道为人、机混合车道，路边设置路灯，路肩宽度为 1m，填挖边坡度为 1：1，道路中间不设中间分隔带。3.1 路线走向在选定道路范围内，收集高级控制点。以 1985 年国家高程基准，等高距为 1 米，确定道路起点范围内 SX10 为第一坐标点：X=3344146.849m，Y=597720.530m, Z=26.163m，确定道路终点范围内 SX9 为第二坐标点：X=3343900.07m，Y=597546.060m， Z=29.406m，设计线走向如图 3-1 所示。图 3.1 路线走向3.2 平面曲线要素道路曲线要素包括：交点编号、转角、曲线半径、切线长度、曲线长度、外矢距。按
18、照道路走向依次对曲线编号，如第一段曲线，编号为 JD1。延长曲线两端直线相交-_于一点，即为交点位置。其中交点到曲线起点（或终点）的距离为切线长度 T，交点到曲线圆心的距离减去曲线半径就是外距 E，成果如图 3.2 所示。 图 3.2 曲线要素在道路生成里程文件时，生成的里程桩号并不能区分开直线段和曲线段，在道路设计过程中，往往需要将道路曲线的里程桩号加密，便于以后测量，提高测量的精确度。具体方法：点击“工程应用”下拉菜单中的“公路曲线设计”中的“单个交点处理” ，进行道路单个曲线的编辑。3.3 平面曲线设计项目区道路全长 923.9m，宽 7m，道路为车辆和行人共用车道，共有 2 个圆曲线，
19、其中最小直线长度为 26.984m、最大直线长度为 231.952m，圆曲线最小半径为R=450m、最大半径为 500m，根据规范设置缓和曲线。二级公路主要经济技术指标 见表 2-3设计车速 80km/h一般最小半径 400m平曲线极限最小半径 250m-_利用 CASS 软件的 “工程应用”菜单下的“公路曲线设计”, 可以对公路曲线参数进行设计，生成采样点坐标文件、曲线图，平曲线要素表及里程坐标表。在 CASS 中土曲线设计方法有 2 种：单个交点处理，该方法适合于进行道路单个曲线的编辑。多个交点处理，该方法适合于多个交点曲线的编辑。3.3.1 单个交点处理用鼠标点取“工程应用公路曲线设计单
20、个交点” 。 选择该项菜单后弹出公路曲线计算对话框，在对话框中可手工录入起始点的坐标，也可通过拾取在图面上直接选取坐标，录入交点或者是起点的已知里程。曲线类型有两种可供用户选择：选取先和缓和曲线。3.3.2 多个交点处理(1)曲线要素文件录入鼠标选取“工程应用公路曲线设计要素文件录入” ，命令行提示：偏角定位坐标一般值 100m缓和曲线长最小值 70m路拱2% 2500m不设超高的最小半径 路拱2% 3350m竖曲线最小坡长 200m最大纵坡 5%一般最小半径 4500m凸曲线极限最小半径 3000m一般最小半径 3000m凹曲线极限最小半径 2000m最大直线长度 1600m同向曲线间的直线
21、最小长度 480m反向曲线间的直线最小长度 160m-_定位选偏角定位则弹出要素输入框，如图3.4 所示。选坐标定位则弹出要素输入框，如图3.5 所示。图 3.5 坐标法曲线要素录入-_分析：偏角定位通过 、和到第一交点的距离可以推算出 。再根据 和可以推算出，再根据 和和可以推出。依次类推，直到终点。坐标定位法由、可以反算出至， 至 的方位角，由这两个方位角可以计算出第一曲线的偏角，由偏角半径和交点坐标则可以计算其他曲线要素。依次类推，直至终点。(2)要素文件处理鼠标选取“工程应用公路曲线设计曲线要素处理”命令，弹出根据要素文件公路曲线计算对话框。在要素文件名栏中输入事先录入的要素文件路径，再输入采样间隔、绘图采样间隔。“输出采样点坐标文件”为可选。点“确定后” ，在屏幕指定平曲线要素表位置后绘出曲线及要素表。本案例曲线交点个数两个，采用多个交点处理对曲线要素进行设计和录入，曲线要素数据文件格式如下图。
