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1、第八章 道路CAD,本章主要介绍道路CAD的基本理论。学习道路CAD的系统组成和运用.,第一节 概 述,1. CAD（Computer Aided Design）：是计算机辅助设计的简称 。 2.道路CAD技术 ：将CAD技术的基本原理与道路设计的基本理论、方法和操作程序相结合进行计算机辅助道路设计的技术。,一.CAD技术简介,二.道路路线CAD组成系统,1.道路CAD系统总体结构如图8-1所示。,2.数据采集,第二节 数字地面模型,一概述,二DTM类型,DTM按数据结构形式分为：面状（格网、三角网、空间多边形）；线状（等高线、断裂线）；点状（散点）。 DTM按几何形状分：规则数模（方格、矩形
2、、正三角形网）；半规则数模（等高线、地形断面）；不规则数模（散点、三角网TIN）。,数字地面模型（DTM， Digital Terrain Model）最初由美国麻省理工学院Miller教授为了高速道路的自动设计于1956年提出。此后，它被广泛用于各种线路（铁路、道路、输电线）的设计及各种工程的面积、体积、坡度的计算，任意两点间的可视性判断及绘制任意断面图。,1、方格网,图8-3方格网数模,2、带状格网三角网,图8-4鱼骨式三角网数模,图8-5随意鱼骨式三角网数模,3、区域三角网,区域三角网（TIN， Triangulation Irregular Networks ）可包含路线走廊的较大区域
3、的三角网，其形状如图8-5一样。区域三角网的优点是能较好地反映地形，插值算法简单，支持路线多方案比选。其缺点是构网较复杂，数据处理量大，耗时较长。,三数字地面模型及在道路设计中的应用,利用计算机进行道路设计，就要让计算机识别地形图和处理地形资料，为此必须用数字的方式来表示地形。数字地面模型（DTM）就是将地形按照某种数字模型对已知平面坐标的地形点进行高程计算，是一个表示地形特征的、空间分布的、有许许多多有规则或无规则的数字阵列，也就是将地形表面用密集的三维地形点坐标（X，Y，Z）组成。 对于呈带状的道路来说，需要道路两侧一定范围内的地形资料，它所对应的数字地面模型，则为带状数字模型。有了数字地
4、面模型，就可以采用一种数学内插方法，把这种地形信息拟合成一个表面，以便在道路设计时根据已知点的坐标计算出它的高程来，利用航测像片形成的不同比例的数字地面模型可分别进行道路的方案比选、初步设计和技术设计。,一平面设计与绘图,路线方案确定以后，设计者根据实际地形条件在实地或纸上确定路线平面线形，将平面设计资料输入计算机进行处理。路线平面设计流程如图8-6所示。 （1）输入数据：交点坐标（或交点桩号及转角）；平曲线半径；平曲线类型；缓和曲线长度。 （2）计算内容：路线里程；平曲线要素；曲线上各特征点的桩号；逐桩坐标。,第三节 计算机辅助路线平纵横设计,图8-6 路线平面设计流程,（1）纵断面地面高程
5、的获取方法有：实地进行路中线水准测量；纸上定线时在地形图上人工读取中桩高程；利用建立的带状数模，利用计算机进行数模内插，得到道路中线上任一点的高程值，从而获得纵断面地面线。 （2）纵断面设计线的确定：计算机自动产生道路的最优纵断面；设计者进行手工拉坡。 路线纵断面设计流程如图8-7所示。,二纵断面设计与绘图,图8-7 路线纵断面设计流程,（1）设计者根据路线所经地区的地形、地质、水文、气候等条件，归纳可能出现的横断面形式和处理方式，确定各段的标准设计横断面型式及构造物布置型式。 （2）计算机自动套用标准横断面逐桩进行横断面设计，并可根据需要显示在屏幕上。设计者可在屏幕上修改不合理的设计断面。
6、（3）计算机自动提取已存入修改后的数据，计算土石方工程数量，并进行土石方调配。 （4）输出横断面设计图和有关图表。 路线横断面设计流程如图8-8所示。,三横断面设计与绘图,图8-8 路线横断面设计流程,第四节 常用道路设计软件简介,一CARD/1软件 二纬地HintCAD软件 三EICAD软件 四DICAD软件,小结,道路CAD技术是计算机辅助道路设计，将CAD技术的基本原理与道路设计的基本理论、方法和操作程序相结合，是现代数字采集技术、空间信息管理技术（GIS）、多目标优化技术及计算机图形技术等的集成。其基本构成：数据采集系统、线路优化设计系统、图表绘制系统。 数字地面模型是将地形按照某种数字模型对已知平面坐标的地形点进行高程计算，将地形表面用密集的三维地形点坐标描述出来，为道路设计服务。 常用的道路CAD软件有：CARD软件、纬地HintCAD软件、EICAD软件、DICAD软件等。,
