Технические средства автоматизированного проектирования автомобильных дорог и мостов

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования 
«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 
 
 
 
 
 
 
П.А. Елугачев 
 
 
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА  
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ  
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И МОСТОВ 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Томск 
Издательство ТГАСУ 
2020 

 
 
УДК 625.72:658.512:004(075.8) 
ББК 39.311:30.2(я73) 
 
Елугачев, П.А. Технические средства автоматизированного 
проектирования автомобильных дорог и мостов : учебное пособие / 
П.А. Елугачев. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 
2020. – 96 с. – Текст : непосредственный. 
 ISBN 978-5-93057-942-0                  
 
В пособии рассмотрены основные термины и определения 
технических средств автоматизированного проектирования автомобильных дорог. Перечислены современные технологии и приборы, 
а также описаны методы работы с ними.  
Пособие предназначено для студентов направления подготовки дипломированного специалиста 270200 «Транспортное 
строительство» по специальности 270205 «Автомобильные дороги 
и аэродромы», а также для преподавателей, инженеров, занимающихся проектированием автомобильных дорог и других транспортных сооружений. 
 
УДК 625.72:658.512:004(075.8) 
ББК 39.311:30.2(я73) 
 
Рецензенты: 
С.Н. Овсянников, докт. техн. наук, профессор кафедры «Архитектура гражданских и промышленных зданий» ТГАСУ; 
П.Н. Кобзев, канд. техн. наук, доцент кафедры «Мосты и тоннели» ФГБОУ ВО «СибАДИ». 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-93057-942-0 
 
 
  © Томский государственный      
       архитектурно-строительный   
       университет, 2020 
  © Елугачев П.А., 2020 
Е554 

 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
Введение .................................................................................................... 4 
1. Основные понятия САПР .................................................................. 7 
2. Средства сбора, ввода, хранения и обработки информации ........... 10 
2.1. Технические средства инженерно-геодезических изысканий .. 10 
2.2. Технические средства инженерно-геологических изысканий . 41 
2.3. Технические средства инженерно-экологических  
и гидрометеорологических изысканий .............................................. 55 
2.3.1. Проведение измерений физических факторов    
при инженерно-экологических изысканиях  ................................. 56 
2.3.2. Анализ атмосферного воздуха .............................................. 67 
2.3.3. Химический анализ почвы .................................................... 70 
2.4. Технические средства инженерно-экономических изысканий .. 72 
3. Технические средства ....................................................................... 75 
3.1. Технические средства управления дорожно-строительной  
техникой ............................................................................................... 75 
3.2. Технические средства  мониторинга зданий и конструкций, 
в том числе грунтов ............................................................................. 78 
3.3. Технические средства диагностики автомобильных дорог ...... 85 
4. Средства вывода информации ........................................................ 90 
Заключение ............................................................................................. 93 
Контрольные вопросы .......................................................................... 94 
Библиографический список ................................................................ 95 
 
 
 
 
 

 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Ускорение темпов научно-технического прогресса является решающим условием повышения качества и увеличения количества продукции. Высокие темпы научно-технического прогресса должны обеспечиваться разработкой, производством 
и массовым применением высокоэффективных машин, оборудования, приборов и технологических процессов.  
Препятствием к повышению качества проектов и сокращению сроков их разработки является несоответствие между 
сложностью объектов строительства и методами и средствами 
их изысканий. Применение наиболее современных методов, 
техники, приборов и компьютеров при изысканиях и проектировании способствует повышению качества проектируемых 
объектов, сокращению сроков разработки и освоению их в производстве. 
Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных инженерных расчетов переходят к комплексной автоматизации проектноизыскательских работ, создавая для этой цели системы автоматизированного проектирования (САПР) [4]. 
САПР – человеко-машинная система. Все современные 
системы проектирования являются 
автоматизированными, 
и немаловажную роль в них играет человек (инженер). 
Инженер решает все задачи в САПР на основе своих эвристических способностей более эффективно, чем современный 
компьютер на основе своих вычислительных возможностей. 
Тесное взаимодействие человека и компьютера в процессе 
проектирования является одним из принципов построения 
и эксплуатации САПР. 
Возможность широко распространять в проектных организациях наиболее прогрессивные, а также типовые и стандартные методы расчетов, различные нормативные и справоч

 
 
ные данные предопределяет высокую эффективность САПР. 
Даже небольшая проектная организация получает возможность 
применять современные и эффективные методы инженерных 
расчетов, заимствуя их у организаций-разработчиков САПР.  
С начала 80-х гг. XX в., в связи с массовым производством и внедрением персональных компьютеров (ПК), идея системной автоматизации процесса проектирования становится 
практически осуществимой для проектных организаций любого 
масштаба: от крупного института до частного бюро. 
Средства обеспечения САПР классифицируют как единство следующих компонентов: методического, программного, 
информационного, технического, организационного обеспечения (рис. 1) [1, 6–8]. 
 
 
 
Рис. 1. Организационно-техническая система САПР 
 
В данном учебном пособии рассмотрены вопросы только 
технической стороны обеспечения САПР, приведены основные 
Методическое 
обеспечение 
Программное 
обеспечение 
Информационное 
обеспечение 
Техническое 
обеспечение 
Организационное 
обеспечение 
   САПР 

 
 
понятия, определения, которые упорядочены и систематизированы. Цель учебного пособия – помочь студенту представить 
обширность технических средств, их возможные области применения, научить выбирать необходимое для производственной 
деятельности оборудование, дать представление, как технически модернизировать группу, отдел, организацию. 
 

 
 
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ САПР 
 
Техническое обеспечение САПР – комплекс технических 
средств, осуществляющих сбор, обработку, хранение, преобразование и передачу данных об объекте проектирования (рис. 2) [5].  
В дорожном проектировании к ряду средств сбора информации относят в первую очередь инструменты изысканий. 
К ним можно отнести и современное электронное геодезическое оборудование (тахеометры, системы спутниковой навигации, лазерные сканеры и др.), которое или работает непосредственно под управлением компьютера, или передает данные 
измерений в цифровом виде. Независимо от того, какими методами выполняются инженерные изыскания, важно, чтобы данные, получаемые при этом, обладали необходимой степенью 
точности, полнотой, наиболее адекватно характеризовали объект. Основные факторы, которые учитывают при выборе технических средств изысканий, – это скорость выполнения работ 
и достоверность результатов изысканий. 
Перечисляя основные группы современных геодезических 
приборов, производители часто не заостряют внимание на областях их применения и тем самым невольно вводят потенциальных пользователей в некоторое заблуждение, подталкивая 
к рассуждениям примерно следующего содержания: «А что 
лучше – тахеометр или GPS?» или, например: «Накопим денег, 
купим сканер, и все наши проблемы будут решены!». Для того 
чтобы сориентироваться в многообразии технических средств, 
нужно учитывать, что каждое средство имеет свою определенную оптимальную область применения. Конечно, эти области 
могут частично пересекаться. 
Процесс сбора информации при проектно-изыскательских 
работах называется изысканиями. Так как «фундаментом» для 
автомобильной дороги является поверхность земли (впрочем, 
как и других инженерных объектов), изыскания направлены на 
изучение участка земли, на котором планируется сначала проектирование, а потом и строительство автомобильной дороги. 

 
 
 
 
Рис. 2. Составляющие технического обеспечения САПР 
Технические средства  
обеспечения САПР АД 
Средства 
хранения  
и обработки 
информации 
Средства  
сбора и ввода 
информации 
Средства 
вывода 
информации  
Монитор 
Принтер 
Плоттер 
Компьютер 
Оперативная память 
Жесткий 
диск 
Внешняя 
дисковая 
память 
Серверы 
Сетевое  
оборудование 
Приборы инженерных 
изысканий 
Клавиатура 
Мышь 
Порты, 
разъемы 

 
 
Знание об участке позволяет обеспечить надежность сооружаемого инженерного объекта, в частности, автомобильной 
дороги. 
Как правило, комплекс изысканий для проектирования автомобильных дорог включает инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-экологические, инженерногидрометеорологические, инженерно-экономические изыскания 
и другие, в зависимости от класса сложности объекта строительства и участка земной поверхности, по которому пройдет 
автомобильная дорога. 
От стадии проектирования (предпроектные решения и согласования, инженерная документация (ИД), рабочая документация (РД)) зависят объем и точность изысканий. Как же разобраться, какие технические средства, где и при каких условиях 
применять? С одной стороны, необходимо определиться с видом изысканий, с другой стороны – со стадией проектирования. 
Как правило, для проектно-изыскательских работ эта информация указывается в техническом задании. Зная эти условия, достаточно, во-первых, составить программу изысканий, 
во-вторых, посчитать экономическую эффективность применения одного или другого комплекса технических средств и провести их сравнение. 
 

 
 
2. СРЕДСТВА СБОРА, ВВОДА, ХРАНЕНИЯ  
И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ 
 
2.1. Технические средства  
инженерно-геодезических изысканий 
 
Подготовительный этап при инженерно-геодезических 
изысканиях выполняют в такой последовательности: 
– получение комплекта топографических карт и планов 
масштаба 1:25 000 или 1:50 000, материалов аэро- и космофотосъемки, материалов изысканий прошлых лет; 
– сбор и изучение особенностей природных условий района изысканий по имеющимся фондовым, литературным и специализированным материалам; 
– оценка, сравнение и выбор альтернативных вариантов 
трассы проектируемой автомобильной дороги; 
– предварительное согласование расположения альтернативных вариантов с представителями власти и заинтересованными сторонами, по чьей территории проходит проектируемая 
дорога; 
– составление программы изысканий и иной договорной 
документации; 
– оформление разрешений на производство работ изысканий; 
– организация полевых изысканий на данной территории. 
Современная технология изысканий также имеет подготовительный этап, однако форма сбора информации осуществляется в электронном виде и в первую очередь базируется на использовании ПК. 
Компьютер – это современная мощная персональная вычислительная установка, обладающая огромной оперативной 
и внешней памятью, а также быстродействием (рис. 3). САПР 
строится на базе компьютеров, обладающих огромным техническим ресурсом и постоянно модернизирующихся [2].