Основы автоматизированного проектирования автомобильных дорог на примере Robur

Е. В. ВЕЮКОВ

ОСНОВЫ 

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 

НА ПРИМЕРЕ ROBUR

Учебное пособие

Йошкар-Ола

ПГТУ
2022

УДК 004.9:625.7/.8(075.8)
ББК  32.973.2:39.311я73

В 26

Рецензенты:
доктор педагогических наук, профессор кафедры дорожно-строительных 
машин Казанского государственного архитектурно-строительного университета М. Х. Гатиятуллин;
кандидат технических наук, эксперт АУ РМЭ «Управление государственной экспертизы проектной документации результатов инженерных изысканий» Л. Г. Очеева

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ

Веюков, Е. В.

В 26     Основы автоматизированного проектирования автомобильных 

дорог на примере Robur: учебное пособие / Е. В. Веюков. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2022. – 142 с.
ISBN 978-5-8158-2300-6

В учебном пособии представлены функции программы «Топоматик 

Robur – Автомобильная дорога», предназначенные для проектирования автомобильных дорог. Дано описание процедур обработки цифровых моделей местности, проектирования плана трассы, продольного и поперечных
профилей, подсчета объемов работ по возведению земляного полотна и 
устройству дорожной одежды.

Пособие подготовлено в соответствии с учебной программой дисци
плины «Основы автоматизированного проектирования автомобильных дорог» и предназначено для студентов направления 08.03.01 «Строительство» профиля «Автомобильные дороги» очной и заочной форм обучения. 
Может быть полезно также магистрантам и инженерам, использующим 
методы и средства автоматизированного проектирования автомобильных 
дорог в своей работе.

УДК 004.9:625.7/.8(075.8)

ББК  32.973.2:39.311я73

ISBN 978-5-8158-2300-6
© Веюков Е. В., 2022
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................................... 5

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .................................................................. 7

1. ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ................. 8

1.1. Система автоматизированного проектирования дорог, 
её свойства и базовые принципы .................................................... 9
1.2. Средства обеспечения автоматизированного 
проектирования .............................................................................. 11
1.3. Технология проектирования дорог 
с использованием САПР................................................................ 14
1.4. Преимущества использования САПР по сравнению 
с традиционным проектированием............................................... 15
1.5. Обзор современных программных комплексов 
для автоматизированного проектирования дорог ....................... 17
Контрольные вопросы ................................................................... 23

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ ТОПОМАТИК 
ROBUR – АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ................................... 24

Контрольные вопросы ................................................................... 28

3. ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ.................................... 29

3.1. Виды инженерных изысканий автомобильных дорог ......... 29
3.2. Создание и редактирование моделей..................................... 32
3.3. Создание и редактирование точек ......................................... 33
3.5. Создание и редактирование структурных линий ................. 36
3.6. Создание и редактирование поверхности ............................. 42
3.7. Оформление топографического плана .................................. 44
Контрольные вопросы ................................................................... 53

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ................................ 54

4.1. Основные принципы трассирования ..................................... 54
4.2. Способы построения и редактирования плана трассы......... 57
Контрольные вопросы ................................................................... 66

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ............ 67

5.1. Определение контрольных и руководящих отметок 
проектной линии продольного профиля ...................................... 67
5.2. Требования к положению проектной линии 
продольного профиля..................................................................... 71
5.3. Создание черного профиля..................................................... 73
5.4. Редактирование черного профиля.......................................... 75
5.5. Проектирование продольного профиля................................. 79
Контрольные вопросы ................................................................... 95

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ........... 96

6.1. Элементы земляного полотна................................................. 96
6.2. Создание и редактирование черных поперечников ............. 99
6.3. Проектирование верха конструкции 
поперечного профиля................................................................... 106
6.4. Проектирование откосов....................................................... 120
6.5. Проектирование кюветов...................................................... 128
6.6. Укрепление кюветов ............................................................. 131
6.7. Укрепление обочин............................................................... 135
6.8. Учет существующей конструкции....................................... 136
6.9. Расчет объемов основных работ .......................................... 137
Контрольные вопросы ................................................................. 139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................. 140

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 141

ПРЕДИСЛОВИЕ

Целью данного учебного пособия является оказание практической 

помощи студентам в приобретении навыков и компетенций в области 
автоматизированного проектирования автомобильных дорог с применением программы Топоматик – Robur.

Процессы проектирования транспортных сооружений характери
зуются постоянным усложнением решаемых задач, значительным 
увеличением объемов научной и технической информации, которую 
необходимо учитывать при принятии инженерных решений.

При проектировании автомобильных дорог необходимо учиты
вать комплекс требований, среди которых важнейшими являются: 

•
обеспечение оптимального транспортного обслуживания эко
номических и социальных потребностей региона; 

•
повышение эффективности работы автомобильного транс
порта, обеспечение удобства и безопасности движения; 

•
охрана окружающей среды; 

•
экономия денежных и материальных ресурсов при строитель
стве и эксплуатации дорог. 

Поиск проектного решения, в наибольшей степени отвечающего 

этим требованиям, является достаточно сложной задачей и связан с 
большими затратами труда высококвалифицированных инженеровпроектировщиков.

Одно из направлений повышения обоснованности и качества про
ектных решений при одновременном сокращении трудоемкости и 
сроков выполнения проектных работ – использование ЭВМ. Опыт 
применения систем автоматизированного проектирования показывает их высокую эффективность не только с точки зрения сокращения 
сроков проектирования, но и (что самое важное!) с точки зрения повышения качества и обоснованности проектных решений.

Современный этап развития систем автоматизированного проек
тирования автомобильных дорог связан с использованием персональных компьютеров и наличием прикладного программного обеспечения, с которым работает непосредственно инженер-проектировщик. Требования к уровню знаний и квалификации выпускников 
высших учебных заведений постоянно возрастают. Весомый вклад 

в подготовку инженеров-дорожников широкого профиля, владеющих современными техническими средствами и технологиями проектных работ, а также современными принципами и методами системного проектирования, вносит изучение дисциплины «Основы 
автоматизированного проектирования транспортных сооружений 
(автомобильных дорог)».

В данном учебном издании представлены основные особенности 

систем автоматизированного проектирования автомобильных дорог в 
программе Robur. Автор не рассматривает подробно теоретические 
основы, а строит пособие по принципу краткого описания всех процедур, функций и операций, встречающихся в системе.

Книга состоит из шести глав. В первой главе представлены свой
ства, базовые принципы, средства, преимущества автоматизированного проектирования дорог, дан обзор предназначенных для этого 
программных комплексов.

Вторая глава содержит общие сведения о программе Топоматик 

Robur – Автомобильные дороги.

Третья глава, посвященная цифровой модели местности, знакомит 

с видами инженерных изысканий автомобильных дорог, оформлением топографического плана.

Об основных принципах трассирования, способах построения и 

редактирования плана трассы идет речь в четвертой главе.

В пятой и шестой главах учебного пособия приведены необходи
мые сведения об особенностях и требованиях к проектированию продольного и поперечных профилей дороги.

Обучающимся предоставлена возможность систематизировать и 

обобщить изученный материал и проверить свои теоретические знания с помощью контрольных вопросов, представленных в конце каждого раздела данной книги.

Учебное пособие будет полезно студентам всех форм обучения 

направления «Строительство» профиля подготовки «Автомобильные 
дороги» при выполнении курсовых проектов, выпускных квалификационных работ и для развития навыков проектирования автомобильных дорог общего пользования, которые обязательно пригодятся выпускникам в будущей профессиональной деятельности.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД – автомобильная дорога 
ГИС – геоинформационные системы
ГУГК – Главное управление геодезии и картографии
ИМ – информационная модель
КК – конец кривой
НК – начало кривой
САПР – система автоматизированного проектирования
САПР АД – система автоматизированного проектирования автомобильных дорог
СЭД – Справочная энциклопедия дорожника
ТИМ/BIM – концепция информационного моделирования
УГВ – уровень грунтовых вод
ЦМД – цифровая модель дороги
ЦММ – цифровая модель местности
ЦМР – цифровая модель рельефа
ЦМС – цифровая модель ситуации
GPS-съемка – система спутниковой навигации

1

ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ 

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 

ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ 

ДОРОГ

Современные технологии проектирования предполагают:
•
во-первых, использование профессионального программного 

обеспечения для решения поставленных задач;

•
во-вторых, наличие специальных средств организации совмест
ной работы над проектом, что позволяет повысить достоверность данных и минимизировать время на согласование изменений;

•
в-третьих, возможность проектирования строительного соору
жения как единого объекта, включающего связанные между собой 
элементы. В этом случае внесение изменений в один элемент автоматически приводит к изменению других, связанных с ним, что в свою 
очередь значительно сокращает время проектирования.

Еще в начале 70-х годов прошлого века был создан первый боль
шой банк компьютерных программ. Эти программы охватывали такие задачи, как:

•
проектирование плана трассы и разбивка кривых;

•
подсчеты объемов земляных работ;

•
расчеты виражей;

•
проектирование дорожной одежды;

•
гидравлические расчеты труб и мостов.

Данные программы сокращали затраты труда проектировщиков на

ведение стандартных инженерных расчетов. Помимо расчетов первые 
программные средства строили различные графические примитивы. 
К ним относятся точки, отрезки, дуги, размерные и осевые линии, 
штриховки, текст. Примитивы на чертежах объединялись в блоки, эти 
блоки использовались множество раз при создании других чертежей. 
Это значительно экономило ресурсы, и поэтому такие программы 

быстро получили признание. На их базе (алгоритмах) и сейчас разрабатываются современные системы автоматизированного проектирования.

1.1. Система автоматизированного 

проектирования дорог,

её свойства и базовые принципы

Процесс развития средств вычислительной техники и внедрения 

её в область проектирования ознаменовался переходом от использования отдельных программ на отдельных этапах проектирования к созданию крупных программных систем, предназначенных для комплексного выполнения проектных работ.

Система автоматизированного проектирования автомобильных 

дорог (САПР АД) – это организационно-техническая система, которая обеспечивает создание технологии проектно-изыскательских работ, позволяющей широко использовать компьютеры и другие средства автоматизации с целью получения наилучших проектных решений в заданные сроки с минимальными трудозатратами.

Использование компьютеров позволяет автоматизировать отдель
ные трудоёмкие операции при проектировании. С их помощью обеспечивается быстрое выполнение поиска информации, обработки материалов изысканий, расчётов, чертёжно-графических и печатных работ. При этом достигается значительное сокращение затрат труда и 
времени на выполнение этих операций.

САПР позволяет оптимально сочетать возможности человека и 

компьютера. Инженер-проектировщик осуществляет процесс проектирования в диалоге с ЭВМ. Он непосредственно участвует в процессе выработки проектного решения, направляя проектный процесс 
по нужному руслу. Проектировщик может активно вмешиваться в 
процесс проектирования, корректировать результаты расчетов, выбирать наилучший вариант, менять последовательность и состав проектных работ.

Таким образом, при автоматизированном проектировании твор
ческая часть работы остается за человеком. Проектировщик, 

освободившись от трудоёмких работ, получает возможность концентрировать внимание и усилия на творческих вопросах своей инженерной деятельности.

Большинство существующих систем автоматизированного проек
тирования автомобильных дорог базируются на одинаковых общесистемных принципах: 

•
включения;

•
системного единства;

•
развития;

•
комплексности;

•
информационного единства;

•
совместимости;

•
инвариантности.

Принцип включения состоит в том, что требования к созданию, 

функционированию и развитию САПР определяются со стороны более сложной системы министерства, отрасли или проектной организации. Принцип системного единства предполагает, что на всех этапах создания, функционирования и развития САПР целостность системы обеспечивается связями между её элементами, называемыми 
подсистемами САПР, взаимосвязаны между собой. Результаты проектных проработок одной из подсистем непосредственно используются в виде исходной информации для последующего проектирования без промежуточной переподготовки.

Принцип развития заключается в том, что должна быть преду
смотрена возможность совершенствования существующих подсистем и включения новых подсистем в функционирующую САПР. По 
мере развития методов и технологии изысканий и проектирования, а 
также совершенствования технических средств необходимы замена 
устаревших методов проектирования новыми, расширение системы 
за счёт включения новых расчётных и проектирующих программ и 
периодическая замена морально устаревающих технических средств 
более современными.

Принцип комплексности предполагает возможность проекти
рования всего объекта в целом как взаимосвязанного комплекса отдельных сооружений. При этом в случае необходимости изменения