autocad civil 3d 2010城市道路设计 - bimcn.org · 2017-02-13 · 我并不能说civil...

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AutoCAD Civil 3D 2010

城市道路设计应用任耀 [email protected]

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目录

前言 .................................................................................................................................................. 3

设计过程........................................................................................................................................... 4

1. 地形图处理 .......................................................................................................................... 4

2. 道路中心线设计 .................................................................................................................. 7

3. 道路纵断面设计 ................................................................................................................ 10

3.1 生成地面线 ....................................................................................................................... 10

3.2 纵断面拉坡设计 ............................................................................................................... 11

3.3 纵断面分幅 ....................................................................................................................... 12

4. 道路平面设计 .................................................................................................................... 15

4.1 道路偏置线设计 ............................................................................................................... 15

4.2 交叉口转弯半径和渠化设计 ........................................................................................... 16

4.3 道路平面标注 ................................................................................................................... 22

4.4 道路平面分幅 ................................................................................................................... 27

5. 道路横断面设计 ................................................................................................................ 30

5.1 创建标准横断面装配 ....................................................................................................... 31

5.2 创建其他横断面装配 ....................................................................................................... 38

6. 道路建模和施工横断面 .................................................................................................... 40

6.1 道路建模 ........................................................................................................................... 40

6.2 施工横断面出图 ............................................................................................................... 41

7. 道路平面交叉口设计 ........................................................................................................ 46

7.1 交叉口建模（情况一） ................................................................................................... 46

7.2 交叉口建模（情况二） ................................................................................................... 49

7.3 交叉口竖向标注 ............................................................................................................... 51

8. 样板文件定制 .................................................................................................................... 53

8.1 对象样式定制 ................................................................................................................... 53

8.2 标签样式定制 ................................................................................................................... 55

8.3 代码集样式定制 ............................................................................................................... 59

8.4 命令设置 ........................................................................................................................... 60

总结 ................................................................................................................................................ 63

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前言

从 AutoCAD Civil 3D 诞生伊始，它就并非一款专门针对某一特定行业的设计软件。它

带有明显的平台性质，面向的是范围更广的，整个土木工程领域，包括水利、公路、铁路、

市政、规划等等。但这并不影响 Civil 3D 在众多专业设计上的应用。

记得我曾支持一位市政行业的专家客户，利用 Civil 3D 2009 完成了一个城市道路设

计项目，并合作撰写了一篇技术白皮书。客户对于 Civil 3D 有相当多的正面反馈。当然，

有许多专业的问题，在当时解决起来还并不非常顺手。但是，到了 AutoCAD Civil 3D

2010，我发现这些问题都变得简单了。必须承认，AutoCAD Civil 3D 2010 已经是一款相

当专业的城市道路设计软件。

我并不能说 Civil 3D 已经完全解决了城市道路设计中的所有问题，我也无意评价

Civil 3D 与其他城市道路设计软件孰优孰劣。我只想通过下面的实际案例，与广大的

Civil 3D 爱好者分享，我在使用 AutoCAD Civil 3D 2010 进行城市地面道路设计中的一些

经验。希望对读者有所帮助和启发。

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设计过程

本案例为一条直线形状的城市地面道路，红线宽 32m，包含两个平面交叉口，交叉口

为水泥板块划分。设计内容基本涵盖了城市地面道路设计的各个主要环节。

由于每个设计院的出图习惯都有不同，所以，样板文件的定制十分重要。一个好的样

板文件会大大减轻设计师的制图工作量。本文末尾对样板文件定制会有专门论述。在下面

的设计过程描述中，笔者将直接采用定制好的“城市道路.dwt”文件，作为样板。

1. 地形图处理

本例中，勘测单位提供的地形图没有包含任何高程信息。地形图中的高程点的实际高

程为 0，具体高程由高程点旁边的数字反映。如下：

对于这类地形图，我们可以使用 Civil 3D 中文扩展包里面的“转换文本点”或者“地

形点赋值”命令，为高程点添加高程信息。两个命令的不同之处在于，“转换文本点”要求

点与文字的相对位置固定，而“地形点赋值”还可用于点与文字的相对位置变化的情况。

本例中的高程点都位于高程文字的插入点上，所以，以上两个命令均适用。

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按照命令提示完成高程点的赋值工作后，我们在图形中就可以得到包含高程信息的

Civil 点对象。利用这些 Civil 点即可生成三维的原始地形曲面。这是一个基本的 Civil

3D 操作，在此不做详述。

实际设计过程中，笔者选择了另外一种方法，通过文字直接生成三维曲面。具体步骤

如下：

选择任意高程文字—单击右键—选择类似对象—隔离对象

单击“曲面”菜单—实用程序—将文字移动到高程—框选所有高程文字。执行

此命令以后，我们可以在特性里看到高程文字已经有了 Z 坐标，其值即为高程

文字反映的数值。

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新建曲面—在“工具空间”中展开新建曲面的“定义”—右击“图形对象”，

添加—从对象类型下拉框中选择“文本”—框选所有高程文字，确认。

生成曲面以后，不要直接在当前图形文件下工作。需要将曲面导出为 LandXML 文件，

使用自定义的“城市道路.dwt”新建空白图形，再导入 LandXML 文件。以此图形开始设计。

提示:

使用带有 Z 坐标的文字生成的三维曲面，曲面三角剖分点位于文字的插入

点。曲面点的高程值等于文字的 Z 坐标。

为缩减文件大小，可只显示原始地形的边界，或者不显示原始地形。

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2. 道路中心线设计

Civil 3D 2010 提供了两种创建道路中心线的方法，“按布局创建路线”和“从对象创

建路线”。从功能上来说，“按布局创建路线”提供了极其丰富的路线创建和编辑命令。对

于复杂的道路平面线型，可以轻松搞定，且十分灵活。而“从对象创建路线”则更加简单

易用。无论采用哪种方法创建路线，都可以调出“路线布局工具”再次编辑。

城市道路一般均由规划单位提供道路的规划线位，不需要设计单位进行道路选线工作，

设计单位只需要对规划的线位进行拟合，调整圆曲线半径、圆曲线长度、缓和曲线长度等

满足相应的设计车速要求即可。所以，大多数情况，都可使用“从对象创建路线”，快速生

成道路中心线。

本例道路规划线位是一条直线。笔者即采用了“从对象创建路线”的命令。

将规划单位提供的道路规划图纸以外部参照的方式插入上一节所述的新建图形

中。

在“常用”选项卡下，点击“路线”—选择“从对象创建路线”

在命令提示行输入“x”，确定—选择外部参照文件中的道路规划中心线—可输

入“R”，反转路线方向，或直接回车确认。

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在弹出的对话框中为路线指定合适的名称、类型、样式和标签集，确认完成。

同样方法，创建与 15 号路相交的 10 号路与 11 号路的道路中心线。

本例中，15 号路起点桩号为 K0-026.400。需按以下步骤进行设置。

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选中 15 号路中心线—右击，选择路线特性。

在弹出的路线特性对话框上单击“桩号控制”选项卡—拾取路线起点为参照点

—在“桩号”中输入“-26.4”，确定。

至此，道路中心线设计完成。

提示:

“从对象创建路线”不仅适用于多段线，也适用于直线和圆弧。

可以连续单击多个对象（多段线、直线、圆弧），使之首尾相连，成为一条

Civil 路线。

使用“从对象创建路线”命令，把圆弧转换为路线后，圆弧将成为路线中的

固定约束对象。当某一圆弧为固定约束对象时，它和与之相关的其他图元没

有始终保持的相切关系。

Civil 路线有三种图元约束类型，固定、自由和浮动。如果，规划道路中心

线含有曲线，且有可能需要调整时，建议使用“按照布局创建路线”命令。

确保曲线成为自由或者浮动约束图元，以便于编辑。

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3. 道路纵断面设计

3.1生成地面线

Civil 3D 采用三维地形做为设计的基本资料，地面线可通过“从曲面创建纵断面”命

令生成。且道路中心线修改之后，地面线会自动更新。 “纵断面”菜单及“常用”选项卡

的“创建设计”面板里均能找到该命令。

具体操作步骤如下：

点击“创建曲面纵断面”命令—在弹出的对话框中，选择路线为“15 号路”

—在选择曲面框下，选择“原始地形”，点击“添加”按钮—单击“在纵断面

图中绘制”。

在弹出的“创建纵断面图”向导中，可根据需要指定纵断面图的名称。其他项

均可采用默认设置—点击“创建纵断面图”按钮—在图形空白处点击鼠标左键，

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完成命令。

3.2 纵断面拉坡设计

在 Civil 3D 中，纵断面拉坡设计是通过“按布局创建纵断面”命令完成的。我们同

样可以在“纵断面”菜单和“常用”选项卡中找到该命令。具体操作如下：

点击“按布局创建纵断面”命令，选择刚刚创建的包含地面线的纵断面图—在

弹出的对话框中为设计纵断面命名，其余设置保持默认状态。确定。

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在纵断面布局工具中，设定圆曲线半径，绘制设计纵断面。

设计纵断面绘制完成后，纵断面标签已经按照默认设置自动添加。点击纵断面

布局工具条最右侧的“纵断面栅格视图”按钮可以查看自动生成的竖曲线要素

和坡度、坡长等指标。

如发现不满足规范的指标，可以直接在“全景”里进行输入修改。如变坡点高

程、变坡点桩号、竖曲线半径、坡度、坡长等等。也可以直接对纵断面进行拖

拽操作。数据会及时更新在全景窗口中，同时，纵断面标签也会同步更新。

至此，纵断面设计基本完成。如需要，请参照后面所述方法，调整纵断面图标注栏。

以正确显示设计数据和避免文字重叠。

3.3纵断面分幅

通常情况下，城市道路都需要纵断面分幅操作，将一张纵断面图分成几张 A3 的图纸。

对于纵断面分幅，Civil 3D 提供了两种不同的方法。我们可以从“纵断面”菜单选择“创

建多个纵断面图”，也可以使用“创建施工图工具”。本例采用的是前一种方法。有关“创

建施工图工具”的使用见本文后面的平面图纸分幅内容。

纵断面分幅的具体步骤如下：

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点击“纵断面”菜单下“创建多个纵断面图”

在“桩号范围”设置中，指定每个视图的长度为 330—在“纵断面显示选项”

设置中，指定设计纵断面的标签为“城市道路”—在“数据标注栏”设置中，

确保“纵断面 1”列所有纵断面均为设计纵断面，“纵断面 2”列所有纵断面均

为地面线—点击“创建纵断面图”

点选刚刚创建的其中一个纵断面图，右击，选择“纵断面图特性”。在“高程”

选项卡下，指定高程范围为“自动高度”—在“标注栏”选项卡的“错开标签”

列下根据需要设定相应的错开类型，避免标注栏文字重叠。

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完成纵断面分幅后的图形如下：

Civil 3D 的纵断面设计有别与一些常见的道路设计软件。Civil 3D 更加灵活，易于

编辑，便于定制，且具有动态更新特性。这样就节省了较多的修改数据文件、调用数据文

件、重新生成纵断面图的时间。

提示:

Civil 3D 也可通过“从文件创建纵断面”命令，导入 TXT 格式的数据文件，

生成设计纵断面。

在 Civil 3D 2010 中，除了上面介绍过的“错开标签”功能，使用者还可以

直接选中纵断面图标注栏的标签，通过拖拽，手动更改其位置。

当需要对纵断面图执行 explode 操作时，需框选纵断面图和所有纵断面。否

则图元会丢失。

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4. 道路平面设计

本文所述的平面设计是指，以标准横断面为基础，结合交通行驶需要和交叉口的布设

要求，进行道路标准段、展宽段、渐变段和转弯半径等平面细部设计的过程。平面设计决

定了城市道路最终平面形态和车道数量划分。以往，这部分工作，设计师几乎完全借助

AutoCAD 的基本功能来进行设计。

现在，我们已经可以使用 Civil 3D 2010 的诸多新增功能，快速完成道路的平面设计。

基本步骤如下：

4.1道路偏置线设计

在“常用”选项卡的“路线”命令集合下，单击“创建偏移路线”命令—选择

15 号路道路中心线，在弹出的对话框中做如下设置：

选择最上面一根偏移路线，右击选择路线特性—在“偏移参数”选项板里，修

改“标称偏移值”为“-16 米”—在“信息”选项板里，选择路线样式为“道

路红线”，修改路线名称为“15 号路红线-左侧”—单击确定。

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修改 15 号路道路中心线左侧，由远至近的其余三条路线的“标称偏移值”依

次为“-13 米”、“-9.5 米”和“-7.5 米”；路线名称依次为“15 号路非机动车道

外边线-左侧”、“15 号路分隔带外边线-左侧”和“15 号路机动车道外边线-左

侧”；路线样式依次为“车道外边线”、“分隔带外边线”和“车道外边线”。

修改 15 号路道路中心线右侧，由远至近的四条路线的“标称偏移值”依次为

“16 米”、“13 米”、“9.5 米”和“7.5 米”；路线名称依次为“15 号路红线-右

侧”、“15 号路非机动车道外边线-右侧”、“15 号路分隔带外边线-右侧”和

“15 号路机动车道外边线-右侧”；路线样式依次为“道路红线”、“车道外边

线”、“分隔带外边线”和“车道外边线”。

4.2交叉口转弯半径和渠化设计

本节设计内容，需要用到 Civil 3D 2010 版的新功能，交叉口设计。

缩放到 15 号路与 10 号路相交的位置。点击“常用”选项卡上的“交点”（中

文翻译欠佳，英文原为 intersection）命令。

在两条路线的交点处点击鼠标左键—拾取 10 号路中心线，作为主要道路路线

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—在弹出的“创建相交道路”向导的“常规”选项板中，做相应设置。

在“几何图形详情”页面中，确保设置如下。请注意页面下方的“偏移和加辅

转角纵断面”。如果当前图形中，我们已经对两条相交路线的纵断面都进行了

设计，那么，“创建偏移和加辅转角纵断面”的选择框默认是勾选的；如果其

中有一条相交路线的纵断面没有设计，那么选择框就将是灰色的，无法进行勾

选。通常情况，我们进行道路平面设计的时候，只需要转弯路线的平面线型就

够了。所以，无论相交路线是否完成了纵断面设计，请确保不要勾选“创建偏

移和加辅转角纵断面”。

在“几何图形详情”页面中，点击“偏移参数”按钮—设置所有偏移路线的偏

移值为 16 米—单击确定。

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在“几何图形详情”页面中，点击“加铺转角参数”按钮—设定每一个象限的

“加铺转角类型”为“圆形圆角”，半径均为 15 米—单击确定。

单击“创建相交道路”，并修改已经创建的 4 条转弯路线样式为“转弯红线”。

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再次执行“交点”命令，设定“偏移参数”如下：

设定每一个象限的“加铺转角类型”为“圆形圆角”，半径均为 20 米。

设定每一个象限的交叉口加宽如下：

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单击“创建相交道路”。完成机动车道转弯半径及渠化设计。

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单击其中一条分隔带边线（绿色路线），在“修改”面板上点击“创建加宽区

域”

命令提示行选择“否”，不创建新路线—参照机动车道的加宽情况，在屏幕上

选取分隔带的加宽起点和终点桩号—给定偏移值为 10 米—在弹出的“偏移路

线参数”设置中，确保各项参数设定如下：

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同上，为另外一条分隔带路线做相应的加宽设置。

选择 15 号路的其中一条偏移路线，右击选择道路特性—在“蒙版”设置中，

添加蒙版的起终点桩号。

同样方法，为其余偏移路线设定“蒙版”。

按照上述步骤，完成 15 号路与 11 号路的交叉口转弯半径设计和渠化设计。

4.3道路平面标注

在城市道路的设计工作中，道路的平面标注内容很多，过程繁琐，且多为重复性劳动，

往往占据了设计师很大的工作量。

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本例中的道路平面标注，大多使用了“城市道路.dwt”样板文件中定制好的各类

Civil 3D 标签，方便快捷。具体操作如下：

a) 转弯半径标注

点击“注记”选项卡—“添加标签”命令集合下，点击“路线”—“添加路线

标签”—“标签类型”下拉框中选择“单个线段”—“曲线标签样式”下拉框

中选择“半径、圆心坐标（左）”。

单击“添加”，依次选择 10 号路左侧的 4 条转弯路线。

从“曲线标签样式”下拉框中选择“半径、圆心坐标（右）”— 单击“添加”，

依次选择 10 号路右侧的 4 条转弯路线。

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同上操作，完成 15 号路与 11 号路交叉口范围内的转弯路线半径标注。

b) 渐变段半径标注

在“添加标签”对话框中，确保“要素”下拉框中为“路线”，“标签类型”为

“单个线段”，“曲线标签样式”为“半径”。

单击“添加”，依次拾取机动车道渐变段范围内的圆曲线。

c) 里程桩号标注（渐变段、交叉口）

在“添加标签”对话框中，做如下设定：

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单击“添加”—拾取 15 号路中心线—捕捉到渐变段的起点（终点），点击鼠标

左键，确定桩号—在图形中的合适位置点击鼠标左键，放置标签。同样方法可

标注交叉口相交路线，在交叉点的里程桩号。

d) 工程范围标注

在“添加标签”对话框中，做如下设定：

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单击“添加”—拾取 15 号路中心线—输入工程范围桩号值，或在屏幕上某点

处单击鼠标左键，以确定标签插入的桩号—输入 0 作为偏移值。

e) 坐标点标注（圆心、交叉口、工程范围）

坐标点标注在 Civil 3D 中可以通过定制点标签或者曲面标签等方式来实现。当然，

我们也可以直接使用 AutoCAD 的基本功能。笔者在某论坛曾看到一个 lisp 程序，用来标注

坐标点十分方便。本例中，笔者就尝试使用了此程序。经验证在 Civil 3D 2010 版中运行

正常。具体操作步骤不再赘述。

f) 其他标注（长度标注、插旗、指北针）

对于车道划分、渐变段、加宽段的长度标注，AutoCAD 自身的尺寸标注功能可以轻松

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完成。插旗、指北针等可以通过图块或简单的 copy 命令实现。

4.4道路平面分幅

“常规”菜单下“创建施工图工具”—点击“创建图幅”

在“图纸”设置中选择图纸设定为“仅平面”，并为图纸选择合适的模板；图

幅布置为“沿路线”。

在“匹配线”设置中做如下设定：

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单击“创建图幅”，完成命令。

“常规”菜单下“创建施工图工具”—点击“创建图纸”

在创建图纸向导的“图幅组和布局”中做如下设定：

在“图纸集”设置中给定图纸集的储存位置—点击“创建图纸”—在弹出的提

示对话框上单击“确定”。完成图纸集创建。

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这在里需要强调的是，Civil 3D 2010 不仅提供了强大的道路平面设计工具。同时，

当设计发生变更的时候，其动态更新的特性，也能为设计师节省大量的修改时间。

提示:

城市道路的平面图无需表示出坡脚线，所以，可使用偏移路线和交叉口设计

功能进行道路平面设计，而不必等到道路模型完成以后。

偏移路线有两种锁定模式，“几何图形锁定”和“桩号锁定”。可在路线特性

的“偏移参数”选项卡下进行设置。两者的不同，可参见帮助文件。在此不

展开讨论。

在创建交叉口转弯路线的时候，可以拾取现有路线，以定义转弯路线的偏移

值。这在处理交叉口两侧道路行车道宽度不一样的情况时非常有用。

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5. 道路横断面设计

城市道路的横断面设计，实际上就是根据规划红线宽度来确定机动车道、非机动车道、

人行道、分隔带等在道路横向上的标准布局。也就是常说的标准横断面设计。道路的实际

横断面往往是通过道路平面和施工横断面来反映。

在 Civil 3D 中，道路横断面设计即为创建道路装配的过程。为了更容易理解后面的

内容，我们需要先对道路装配做进一步的了解。道路装配是由一组部件按照顺序组装后的

部件集合，用于反映道路横断面。部件是构成道路装配的基本单元。而部件则是由点、连

接和造型三种几何单元组成。我们可以为每一个几何单元（点、连接、造型）指定不同的

名字以示区别，这个名字就称作为代码。每一个几何单元（点、连接、造型）的代码可以

有多个。如下图：P1 是点，“路拱”是点 P1 的点代码；L1 是连接，“基准面”和“底基层”

都是 L1 的连接代码；S1 是造型，“铺装 1”是 S1 的造型代码。

在道路建模的过程中，具有相同代码的几何单元被连接成为连续的构造。而没有代码

的几何单元则不会被连接。为了能够精确反映道路模型，并考虑到以后的施工出图，我们

需要综合考虑，选用合适的部件，并为部件指定合适的代码，来组成装配。

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5.1创建标准横断面装配

点击“道路”下拉菜单，单击“创建装配”命令，在弹出的对话框中输入装配

名称。然后单击确定。

在屏幕任意位置单击鼠标，将插入一个中部带有圆形标记的竖线。这条竖线即

是装配的基准线，也即道路中心线。

调出“道路”菜单下的“部件工具选项板”—在“基本”选项卡中点击“常用

铺装层结构”—按照实际情况设定各项参数如下。之所以选择“常用铺装层结

构”部件，是因为此部件可自定义代码。这对后面定制横断面标签，生成施工

横断面非常有用。

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点击装配中心线，把设定好的“常用铺装层结构”作为右边机动车道添加到装

配中。

在“工具板选项板”的“常用”选项卡中点击“连接坡度和垂直偏转角”—设

定各项参数如下。

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将设定好的部件加入装配（右侧机动车道侧石）

在“工具板选项板”的“常用”选项卡中点击“连接宽度和坡度”—设定各项

参数如下。

将设定好的部件加入装配（右侧机非分隔带）

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在“工具板选项板”的“常用”选项卡中点击“连接坡度和垂直偏转角” —

设定各项参数如下。

将设定好的部件加入装配（右侧非机动车道侧石）

在“工具板选项板”的“基本”选项卡中点击“常用铺装层结构”—设定各项

参数如下：

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将设定好的部件加入装配（右侧非机动车道）

选中表示机动车道侧石的“连接坡度和垂直偏转角”部件—右击，选择“复制

到”—点击表示非机动车道的部件右上角—选中刚才复制的部件，右击选择

“部件特性”，在“参数”设置里将其垂直偏转角改为 0.03。此部件用于表示

右侧人行道侧石。

在“工具板选项板”的“基本”选项卡中点击“常用铺装层结构”—设定各项

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参数如下：

将设定好的部件加入装配（右侧人行道）

由于路肩宽度在挖方和填方时有所不同，所以，在装配路肩的时候，用到了一

个叫做“条件挖方或填方”的部件。在“部件工具板选项板”的“条件”选项

卡中点击“条件挖方或填方”，选择类型为“挖方”。其余参数可保持默认值。

添加此部件到装配。

使用“连接宽度和坡度”部件作为路肩，“指向曲面的连接坡度”部件作为边

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坡，添加到装配中。设置如下：

在“工具板选项板”的“条件”选项卡中点击“条件挖方或填方”，选择类型

为“填方”。其余参数可保持默认值。同样方法将填方时需要的部件添加到装

配中，设置如下：

至此，道路右半幅装配完毕。

框选所有装配中心线右侧的部件，右击选择“镜像”—单击装配中心线。这样

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就完成了整幅路的标准装配。

为了之后设计的方便，建议给每一个部件一个有意义的名称。如下图示：

5.2创建其他横断面装配

单击标准横断面装配的装配基准线，使用 copy 命令，创建装配副本。修改装配副本

的部件，以创建其他的横断面装配。生成道路模型所需的装配往往不只一个，在设计的初

期很难一次创建出所有的装配。我们可以先装配出标准横断面，再根据以后设计的需要添

加其余装配。由于，Civil 3D 具有动态关联特性，对道路指定了不同的装配或者修改了装

配部件的参数后，道路模型可以快速即时更新，非常方便。本例总共采用了 3种装配。

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提示:

右键点击部件，使用“复制到”和“镜像”命令可加快装配创建的速度。

单击装配中心线，按住鼠标左键，可将装配拖拽至“工具选项板”保存。以

便于重复使用。

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6. 道路建模和施工横断面

道路模型的建立非常重要。之后的道路土方计算，施工横断面出图都需要借助精确的

道路三维模型。我们可以直接在平面设计图中完成道路建模，也可以将路线导出为

LandXML，新建空白文件，再导入 LandXML 文件，从新建图形文件开始道路建模。这取决于

设计者的习惯和工作模式。本例采用了后一种方法。

6.1道路建模

以 LandXML 形式，从上一节完成的道路平面设计图中导出所有路线。

以“城市道路.dwt”为样板新建空白图形文件，命名为“道路模型和施工横断

面”。

在新建图形文件中导入从平面设计图中导出的 LandXML 文件，并为路线设定

合适样式。

从“部件工具选项板”上选择之前完成的道路装配，并插入当前图形文件中。

点击“道路”菜单—“创建道路”—按照提示，为道路选择道路中心线、纵断

面和装配—在道路特性的“参数”设置中，按照道路宽度的变化创建相应的区

域，并为装配设定目标—确定，完成道路建模。

在道路特性中，以“顶部”作为连接代码，创建道路曲面。为曲面添加合适的

边界。此步骤比较简单，这里就不详述了。

建议使用“从道路创建拆离的曲面”命令，生成与道路没有动态关联关系的独

立曲面。此命令可从“道路”菜单下的“实用程序”里找到。为什么要进行这

一步操作，详见本节后提示。

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本例中，交叉口之间的每一段道路都是按照“标准段”、“变化段”和“加宽段”来划

分区域，每一个区域都采用相同装配。由于“标准段”和“加宽段”线型均为直线，故步

长可以设为较大的值；而“变化段”有圆曲线和直线段的组合，因此步长需要加密。

在交叉口范围内，可使用空装配（只有装配中心线而无任何部件）创建道路模型，以

形成道路空域。

6.2施工横断面出图

点击“横断面”菜单下“创建采样线”命令—回车，在路线选择框中选择 15

号路—在弹出的“创建采样线编组”向导中，确保勾选了所有数据源。点击确

定。

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在弹出的“采样工具”工具栏上，选择“按桩号范围”，做如下设置：

确定后退出采样线命令—选择处于交叉口范围内的采样线，删除。

点击“横断面”菜单，选择“计算材质”命令—在弹出的对话框上直接点击确

定—选择自然地面为“原始地形”，设计地面为“15 号道路曲面”，确定—忽

略弹出的警示，单击确定。

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单击“横断面图”菜单—选择“创建多个横断面图”命令。

在“创建多个横断面图”向导的“常规”页面下，做如下设置：

单击“横断面显示选项”，设置如下：

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单击“数据标注栏”，设置如下：

单击“横断面表格”，设置如下：

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单击“创建横断面图”按钮，在图形空白处合适位置点击鼠标左键，以创建横

断面图。

从上面的介绍可以看到，Civil 3D 创建施工横断面的过程并不复杂，操作界面也很

直观。批量创建的横断面图不但能够按照自定义的页面大小自动分幅，且每一个横断面的

标注和各种设计参数都可以通过程序自动生成。特别要提的是，当道路模型发生任何的变

化时，所有横断面图将同步自动更新，包括标注。

提示:

在“创建多个横断面图”向导的“数据标注栏”页面下，我们需要为横断面

分别指定一个原始曲面和一个设计曲面，以便让程序自动计算横断面图中所

需要的 Hd,Hs,Dh 等参数值。经测试，当我们选择道路曲面（这里指从道路

模型创建的且与之动态关联的曲面）作为设计曲面时，常会出现横断面图生

成以后，Hs 和 Dh 没有计算的情况，需要再手动重新指定设计曲面。一个比

较好的解决方案就是从道路创建一个拆离的曲面。

横断面图的标注是通过代码集样式来控制的。我们可以自定义多个代码集，

以满足不同的横断面标注习惯。

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7. 道路平面交叉口设计

在前面的道路平面设计中，我们已经用到了 Civil 3D 2010 版交叉口设计的部分功能。

这一节，笔者将选择 15 号路和 11 号路的交叉口设计作为示例，详细介绍在两种不同的情

况下，快速生成道路平面交叉口模型的方法，以及平面交叉口的竖向标注。之前介绍过的

内容，这里不再重复。

7.1交叉口建模（情况一）

如果当前图形中，两条相交路线的平面线位和纵断面都已经完成设计，但是没有进行

交叉口渠化设计，笔者称之为情况一。在这种情况下，我们只需要按照“创建相交道路”

向导，一步一步操作，即可创建交叉口模型。具体步骤如下：

点击“常用”选项卡上的“交点”— 在两条路线的交点处点击鼠标左键—拾

取 11 号路中心线，作为主要道路路线—在“创建相交道路”向导的“常规”

页面上，为相交道路选择合适的名称、样式和标签。确保“道路交叉口类型”

为“已保持所有路拱”。

在“几何图形详情”页面上，按照 4.2 节所述完成“偏移参数”和“加铺转角

参数”的设置。确保勾选了“创建偏移和加铺转角纵断面”选择框。“车道坡

度参数”和“加铺转角纵断面参数”在本例中可保持默认设置。

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在“道路区域”页面上，确保勾选“在相交区域创建道路”，并选择“创建新

道路”。边坡曲面选择“原始地形”。

为交叉口区域选择“交叉口”作为装配。其余区域装配可保持默认值。根据本

例的交叉口竖向标注范围，我们在稍后将会删除这些区域。所以，这些区域的

装配选择无关紧要。如果，交叉口的实际情况不同于本例，那么我们需要对不

同的区域指定合适的装配。

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单击“创建相交道路”按钮，完成交叉口模型创建。

选择刚刚创建的交叉口道路，进入“道路特性”—在“参数”页面中，删除最

后两条基准线—点击“应用”按钮。

为道路创建曲面，用于之后的交叉口竖向标注。最终模型如下图：

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7.2交叉口建模（情况二）

不同于情况一，如果当前图形已经做了交叉口的渠化，那么我们就已经有了 4 条转弯

路线。但是，我们并未给路线指定纵断面和装配。此时的交叉口还不是三维模型。我们需

要做的就是指定纵断面和装配，完成交叉口三维建模的最后一步。

在完成道路平面设计的图形中，选择需要进行三维建模的交叉口，在交叉口编

辑选项板上点击“相交道路特性”—在“交点详情”页面上为相交道路分别指

定纵断面。点击“确定”。

在交叉口编辑选项板上点击“车道坡度”—在弹出的页面中，确保设置如下。

然后关闭页面。

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在交叉口编辑选项板上点击“加铺转角纵断面”—在弹出的对话框上点击“创

建加铺转角纵断面”

在弹出的页面中保持默认值。关闭页面。

在交叉口编辑选项板上点击“重建道路区域”—在弹出的页面中做如下设置。

单击“重建”。

同 7.1 操作，删除不必要的区域，创建道路曲面。

请确保交叉口建模之前，当前图形已包含相交路线的纵断面以及交叉口装配。

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7.3交叉口竖向标注

完成交叉口道路建模及道路曲面生成之后，我们就可以在曲面特性里面对曲面进行坡

度、坡面箭头、高程等各种分析。直观地反映交叉口的排水状况。

当然，我们也可以基于交叉口曲面，完成国内市政设计院常见的竖向设计标注。在

Civil 3D 2009 中，还没有自动的交叉口竖向标注功能。我们需要借助曲面高程点标注、

土方施工图等变通办法。但是，2009 年下半年将要发布的 Civil 3D 2010 中国行业本地化

包中，就会包含自动交叉口竖向标注的功能。本例的交叉口竖向设计，笔者试用了这一功

能。效率非常高。由于撰文期间本地化包还未发布，这里就不详细介绍了。看一下成果吧：

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从上面的介绍中，我们不难发现，Civil 3D 2010 在交叉口设计方面相对 Civil 3D

2009 有了非常大的进步。向导式创建交叉口模型的过程，既直观又快速。效率提升明显。

提示:

可以将创建交叉口模型需要用到的装配另存为装配集文件。以便重复使用。

交叉口道路创建完成后，如有需要，还可以在图形中创建转弯路线的纵断面

图。并对纵断面进行编辑。

如有需要，我们可以在“车道坡度参数”页面中，为两条相交路线的左、右

偏移路线分别指定专门设计的纵断面。

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8. 样板文件定制

一般来说，Civil 3D 的样板文件，需要定制的内容主要包括，对象样式、表格样式、

标签样式、代码集样式、图形设置、要素设置、命令设置以及其他 AutoCAD 设置等。在本

例中，对象样式、标签样式、代码集样式和命令设置比较重要，本文会逐一介绍。其余的

内容，定制过程大同小异，可谓一通百通。

8.1对象样式定制

对象样式控制着对象的显示方式和某些行为特征。不同的对象样式只是对象数据的不

同表现形式，数据本身并没有改变。下面，笔者以曲面对象为例，详细说明如何创建一种

新的曲面样式。

新建一个空白图形文件—在“工具空间”的“设定”选项卡里，展开“曲面”

集合”—右击“曲面样式”，选择新建。

程序将弹出曲面样式编辑器如下。曲面样式编辑器中，除包括信息、显示和概

要统计几个常规选项卡外，还包括控制曲面样式的所有元素，即边界、等高线、

栅格、点、三角形、流域和分析方式。Civil 3D将他们列为单独的选项卡，以

便对每一个选项进行设置和调节。比如，我们可以在“信息”选项卡里为新建

的曲面样式命名，并给出相应的描述。

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切换至“显示”选项卡，对曲面要素的平面、三维及横断面的显示状态进行设

置。我们不仅可以控制是否显示某曲面要素，还可以控制以什么方式显示（颜

色、线型等）。

在“三角形”选项卡中，我们可以设置三角形在三维上的显示模式。显示模式

分为三种，使用曲面高程（以三角形的实际高程值显示三角形）；展平高程

（将三角形展平或投影到指定高程）；放大高程（按指定比例放大三角形）。

其余选项卡设置在此不作深入探讨。如有需要可参考Civil 3D帮助文件。

由于对象本身特性的不同，对象样式编辑器中的选项卡也不尽相同。比如，除了“信

息”、“显示”和“概要”三个常规的选项卡，路线样式还包含“设计”和“标记”选项卡，

点样式包含“三维形状”选项卡。但无论有什么不同，对象样式的定制过程相似。我们完

全可以做到推此及彼。

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8.2标签样式定制

Civil 3D 的标签样式定制功能极其强大。它的原理不复杂，却能幻化出不同的应用。

如果能够熟练掌握，处理很多问题都可说是无往不利。本例中的道路平面标注、施工横断

面等都离不开自定义的标签样式。下面，笔者以施工横断面为例介绍标签样式的定制过程。

在第 5 节，我们已经了解了有关部件和部件代码的知识。施工横断面标注就是通过部

件的标签和代码集（一组部件代码的集合）样式来完成的。

点击“工具空间”的“设定”选项卡—展开“基本”—展开“标签样式”—右

击“连接”，新建。

在标签样式生成器的“信息”选项卡中，为新建样式命名—切换到“基本”选

项卡，做如下设置：

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切换到“布局”选项卡，点击“组件名称”下拉框右侧的黑色小箭头，新建块，

命名块为“左箭头”。

在块设置中，点击“块名”右侧的选择方块，在选择块对话框中选择合适的图

块。

为其他内容做相应设置如下。

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同样方法新建块，命名为“右箭头”。注意两者定位点的不同。

点击“组件名称”下拉框右侧的黑色小箭头，新建直线，命名为“标注线”。

设置如下：

点击“组件名称”下拉框右侧的黑色小箭头，新建文本，命名为“连接长度”

—点击“内容”右侧的选择方块—在弹出的文本部件编辑器的特性下拉框内选

择“连接长度”—设定单位与精度，点击特性下拉框右侧的箭头—确定。

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为文本的其他内容做相应设置。

至此，我们已经创建了一个连接标签，用于长度标注。相同方法，我们可以为连接创

建坡度标签。右击“标记”可新建点部件标签。

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8.3代码集样式定制

点击“工具空间”的“设定”选项卡—展开“基本”—展开“多用途样式”—

右击“代码集样式”，新建。

点击“导入代码”，选择道路装配或者道路模型。则道路的所有部件代码都会

出现在代码列表中。

根据施工横断面出图需要，为每一个部件代码指定样式和标签样式。为代码集

样式命名后，点击OK退出。

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创建施工横断面图的时候，为横断面选择不同的代码集样式，则可生成不同的横断面

标注。但是，代码集样式不仅只用于道路横断面出图，它还能控制道路模型的显示。例如，

我们可通过代码集为道路模型的不同部分指定不同的渲染材质。对代码集有兴趣的读者可

以参考 Civil 3D 的帮助文件，仔细研究。

8.4命令设置

Civil 3D 中的绘图设置分为三个级别，按照从高到低的顺序依次为图形设置、要素设

置和命令设置。图形设置提供了整个 DWG 文件级别的全局设置，包括单位、坐标系等等；

要素设置针对每种对象类型的默认设置进行控制，如路线、纵断面等；命令设置控制的是

创建、编辑对象的某一命令。通过命令设置，可以减少在执行该命令时的手动干预。例如，

如果我们对“创建偏移路线”命令做过合适的设置，那么在执行此命令时，程序就会按照

默认设置自动为偏移路线选择路线样式、标签样式等内容。下面，笔者以交叉口设计的命

令设置为例，做一个简要介绍。

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点击“工具空间”的“设定”选项卡—展开“交点”—展开“命令”—右击

“CreateIntersection”，选择“编辑命令设定”。

根据自己的设计习惯，对各项参数做相应设置。

完成样式、标签、图形设置、AutoCAD 设置等各项内容的自定义之后，将此空白图形

文件另存为 dwt 格式。这样，一个用于城市道路设计的样板文件就完成了。当然，样板文

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件的定制并非一蹴而就。通常情况下，样板文件是随着设计的深入而不断深化的。刚开始，

我们使用的样板文件可能并不十分顺手，但通过几个典型项目的积累，我们就会形成一套

完善的样板文件。此后，再碰到类似的设计项目，我们就可以享用到样板文件带给我们的

种种便利了。

提示:

Civil 3D 2010 中文本地化包中包含了一个不错的中文样板文件。用户可以

基于此文件创建自己需要的样板文件。

样式的定制，除了可以新建，还可以复制当前图形中的样式，在已有基础上

修改。

标签定制时，我们可以通过表达式定义新的参数。在连接长度的标签中用到

了一个叫做“左右参数（水平）”的旋转角度控制参数。此参数就是通过表

达式创建的。表达式可以在每一个标签样式的子项下找到。右击可新建。

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总结

从笔者实际的项目应用来看，Civil 3D 2010 在城市道路设计中还是有一些亮点。现

总结如下，与广大 Civil 3D 爱好者分享：

1）纵断面设计

Civil 3D 的地面线直接来源于三维地形，且和道路平面线位保持动态的关联关系。任

何平面线位的调整，地面线都能够自动与之适应。对于拉坡设计和纵断面分幅，Civil 3D

也提供了强大灵活的工具。

2）道路平面设计

Civil 3D 2010 新增的偏移路线和交叉口设计功能，使交叉口渠化设计变得简单，且

便于修改。通过标签定制，使用者也可以轻松完成平面标注。

3）平面交叉口设计

从本文交叉口设计一节可以看出，在 Civil 3D 2010 中创建一个交叉口三维模型极

其高效。

4）施工横断面

虽然几乎所有市政道路软件都可以做到自动生成施工横断面，但是， Civil 3D 的动

态更新特性和强大的标签自定义功能，使横断面的创建更加灵活丰富，修改也更加方便。

由于精力有限，本文无法将实际设计过程中碰到的所有问题一一记录。如有不清楚的

地方，读者可以参考 Civil 3D 的帮助文件。需要说明的是，不同的设计项目、不同的设计

流程、不同的设计习惯，对于软件的使用都是不一样的。笔者撰写本文的目的不是要告诉

读者一个标准做法，只是希望能给大家提供一个参考，做到抛砖引玉。期盼广大的 Civil

3D 爱好者能经常使用 Civil 3D，研究 Civil 3D，在实际项目中总结出更多更好的设计经

验。

autocad civil 3d 2010城市道路设计 - bimcn.org · 2017-02-13 · 我并不能说civil...

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