路線設(shè)計(jì)軟件計(jì)算路基土石方數(shù)量方法的探討

1、路線設(shè)計(jì)軟件計(jì)算路基土石方數(shù)量方法的探討目前，大多數(shù)測設(shè)單位配備了公路路線設(shè)計(jì)軟件（以下簡稱設(shè)計(jì)軟件） 對減輕路線內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)人員勞動強(qiáng)度、提高工作效率和質(zhì)量、增強(qiáng)市場競爭力, 起到了積極的作用。但筆者在工程管理中也發(fā)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)文件中，路基土石 方的數(shù)量與實(shí)際情況有較大出入，給工程支付及投資控制帶來一定困難。下 面對采用設(shè)計(jì)軟件計(jì)算公路路基土石方數(shù)量的若干方法進(jìn)行探討和比較，以 供同仁參考。1設(shè)計(jì)軟件所提供土石方數(shù)量計(jì)算的幾種方法路基土石方工程數(shù)量最終通過路基土石方表提供給使用者，逐樁橫 斷面的填、挖面積是計(jì)算土石方數(shù)量的基本元素。當(dāng)平面及縱、橫斷面設(shè)計(jì) 完成后，不考慮路面結(jié)構(gòu)層時(shí)路基每個(gè)橫斷面的

2、填、挖面積是一定的，扣除 路槽面積（路面結(jié)構(gòu)層）計(jì)算方法的異同，最終將影響土石方數(shù)量計(jì)算結(jié)果。 歸納起來，設(shè)計(jì)軟件提供了兩類共四種路基土石方數(shù)量計(jì)算方法，下面分別 予以介紹。1. 1扣除路槽面積類的方法進(jìn)入設(shè)計(jì)軟件主界面后，選擇“管理”菜單中的“扣路槽文件”項(xiàng)，進(jìn) 入下一級菜單，出現(xiàn)“由面積文件及加寬文件等”和“手工編寫或編輯已有 文件”兩個(gè)選項(xiàng)。選中前者進(jìn)入“生成扣路槽文件”對話框，該對話框提供 了兩種生成扣路槽文件的方法，一個(gè)是“比例修正法”，另一個(gè)是“分段比例法”。兩種方法均要用到“斷面面積文件”，該文件在路線橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)生成1. 1.1手工編寫扣路槽文件方法本方法須手工編寫逐樁路槽的填

3、、挖方面積，實(shí)際工作中困難較大扣路槽文件格式：樁號挖方面積填方面積上述“挖方面積”是路基挖方應(yīng)增加的面積，“填方面積”是路基填方應(yīng)減少的面積。1. 1. 2 比例修正法當(dāng)生成扣路槽文件方式選擇比例修正法時(shí)，須手工輸入“基準(zhǔn)路槽寬度” 及“基準(zhǔn)路槽面積”兩項(xiàng)內(nèi)容?；鶞?zhǔn)路槽寬度二B+ hx n基準(zhǔn)路槽面積=(B + hx n)h式中：B 路基寬度,單位(m),h路面結(jié)構(gòu)層厚度(m),n 路基填方邊坡坡度為1 : n。1. 1. 3分段比例法當(dāng)生成方式選擇分段比例法時(shí)，須由手工輸入 分段比例文件”文件格式：結(jié)點(diǎn)樁號路槽填方面積比例結(jié)點(diǎn)樁號路槽填方面積比例路槽填方面積比例指路槽面積位于路基填方的部分，

4、且0W路槽填方面積1. 2扣路面結(jié)構(gòu)層類的方法扣路面結(jié)構(gòu)層類方法即路槽尺寸法，該方法需手工編寫路槽尺寸文件， 填寫路槽尺寸有變化處的樁號、各結(jié)構(gòu)層高度和寬度。若橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)選擇 了 “路槽”及“面積計(jì)算時(shí)扣結(jié)構(gòu)層”選項(xiàng)，則設(shè)計(jì)軟件自動生成并輸出的 面積文件中已扣除了路槽面積，所以在生成路基土石方表時(shí)，不需再給定扣 路槽文件。2幾種路基土石方數(shù)量計(jì)算方法的討論上述扣除路槽面積類方法中手工法及系統(tǒng)生成法中的分段比例法，其扣 路槽文件及分段比例文件均由人工給出逐樁路槽填、挖面積或比例，不便操 作，實(shí)際工作中采用較少。下面僅就比例修正法及路槽尺寸法進(jìn)行討論。2. 1幾點(diǎn)假定為方便起見，作如下假定：a）

5、路面結(jié)構(gòu)層在橫斷面全寬度分布，b）所討論路段無超高加寬及中央分隔帶，c）體積計(jì)算采用平均斷面法。2. 2舉例某平微區(qū)一級公路由二級公路拓寬改造而成，路基寬度25.5m,路拱橫坡2%,其K0+500K1+000段為填方路堤，路基邊坡 1 : 1.5,路面結(jié)構(gòu)層總厚 度為0.65m。將幾種方法計(jì)算所得該段路基土石方數(shù)量的結(jié)果匯于表1。2. 3分析比較從表1可以看出，比例修正法與路槽尺寸法兩種方法分別計(jì)算所得到的 填、挖方數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，表明至少有一種方法在計(jì)算原理上存在不完善之處。2. 3. 1 比例修正法以樁號K0+500為例，對比例修正法進(jìn)行分析。表1路基土石方數(shù)量計(jì)算結(jié)果序號計(jì)算方法挖方(m3

6、)填方(m )1 未考慮路槽22696162比例修正法92616953路槽尺寸法343260424路床斷面法40764792按前面、式計(jì)算基準(zhǔn)路槽寬度及基準(zhǔn)路槽面積：基準(zhǔn)路槽寬度=B+ hXn=25.5 + 0.65 X 1.5=26.475 (m)。基準(zhǔn)路槽面積=(B + hx n)h=26.475 X 0.65=17.209 (m2)。路基橫斷面設(shè)計(jì)完成后生成的橫斷面面積文件、扣路槽文件及路基土石 方表如下：橫斷面面積文件(未扣路槽)：樁號挖方面積填方面積5003.52716.252扣路槽文件：樁號挖方面積填方面積5003.06914.140路基土石方表：樁號 挖方面積填方面積5006.5

7、962.112由以上數(shù)據(jù)可得：扣路槽文件的挖方面積=3.527- (3.527+ 16.252)X17.209=3.069 (m2)?？勐凡畚募奶罘矫娣e=16.252- (3.527+ 16.252)X 17.209=14.140 (m2)。即路槽填、挖面積是按未扣路槽時(shí)的橫斷面填、挖面積占總面積的比例來進(jìn)行分配的。不難證明，比例修正法僅符合地面線位于設(shè)計(jì)線上方(圖 1)或位于路槽線下 方(圖2)的橫斷面，其他情況(圖3)難以滿足。由于公路路基橫斷面幾何 形狀非常復(fù)雜，難以使全部橫斷面滿足其使用條件，故造成計(jì)算出的土石方 數(shù)量與實(shí)際出入較大。地面線路槽線地面線4圖2路基橫斷面C地面線1路槽線

8、/ -圖3路基橫斷面設(shè)計(jì)線路槽線一圖1路基橫斷面2. 3. 2路槽尺寸法以樁號K0+600為例，對路槽尺寸法進(jìn)行分析，其基本數(shù)據(jù)如圖4所示。計(jì)算該橫斷面填、挖方面積如下：未扣路槽時(shí)填方面積=(25.5 + 31.095)X 1.865 2 + 0.255X 12.75 (12+18) x 2-2-0.12X 6 =25.306 (m2)。扣除路面結(jié)構(gòu)層后挖方面積=(12 + 0.65X 1.5)X 0.65=8.434 (m2)。扣除路面結(jié)構(gòu)層后填方面積=25.306( 25.5 12)x 0.65=16.531 (m2)。設(shè)計(jì)軟件生成的橫斷面面積文件中，該樁號的挖方面積為7.494 m2,填

9、方面 積為19.258 m2，與上述手工計(jì)算結(jié)果有一定誤差。Il 加nan 圖4路基橫斷面3介紹一種較精確的公路路基土石方數(shù)量計(jì)算方法一路床斷面法該方法與前述方法不同的是，計(jì)算路基土石方數(shù)量時(shí)，采用扣除路面結(jié) 構(gòu)層后的路床標(biāo)高及寬度。具體做法是：將路線縱斷面文件中起、終點(diǎn)和各 變坡點(diǎn)高程減去路面結(jié)構(gòu)層厚度，在橫斷面文件中用路床頂面寬度代替路基 寬度，其他文件保持不變。應(yīng)注意的是，利用設(shè)計(jì)軟件橫斷面設(shè)計(jì)功能進(jìn)行 計(jì)算時(shí)，不應(yīng)選擇“路槽”和“面積計(jì)算時(shí)扣結(jié)構(gòu)層”選項(xiàng)，生成的橫斷面 面積文件可直接用于路基土石方數(shù)量計(jì)算， 生成路基土石方表時(shí)不應(yīng)選擇“扣 路槽文件”選項(xiàng)。用該方法計(jì)算的前述一級公路路基土石方數(shù)量結(jié)果列于表 1。其橫斷面面 積文件中K0 + 600樁號的