路基横断面设计与计算(1)

一、横断面面积计算路基的填挖断面面积，是指断面图中原地面线与路基设计线所包围的面积，高于地面线者为填，低于地面线者为挖，两者应分别计算。

通常采用积距法和坐标法。

1.积距法：如图4-4将断面按单位横宽划分为若干个梯形和三角形，每个小条块的面积近似按每个小条块中心高度与单位宽度的乘积：Ai=b hi则横断面面积： A =b h1+b h2+b h3+… +b hn=b∑ hi当 b = 1m 时，则 A 在数值上就等于各小条块平均高度之和∑ hi。

2.坐标法：如图4-5已知断面图上各转折点坐标（xi,yi）, 则断面面积为：A = [∑（xi yi+1-xi+1yi) ] 1/2坐标法的计算精度较高，适宜用计算机计算。

图4-4 横断面面积计算(积距法)h 4h 1h 2h 3hnA图4-5 横断面面积计算(坐标法)5,y 5)二、 土石方数量计算路基土石方计算工作量较大，加之路基填挖变化的不规则性，要精确计算土石方体积是十分困难的。

在工程上通常采用近似计算。

即假定相邻断面间为一棱柱体，则其体积为：V=（A 1+A 2）2L 式中：V — 体积，即土石方数量（m 3）；A 1、A 2 — 分别为相邻两断面的面积（m 2）；L —相邻断面之间的距离（m ）。

此种方法称为平均断面法，如图4-5。

用平均断面法计算土石方体积简便、实用，是公路上常采用的方法。

但其精度较差，只有当A1、A2相差不大时才较准确。

当A1、A2相差较大时，则按棱台体公式计算更为接近，其公式如下：V=31(A 1+A 2) L (1+mm1)式中：m = A 1 / A 2 ，其中A 1 ＜A 2 。

图4-5 平均断面法第二种的方法精度较高，应尽量采用，特别适用计算机计算。

用上述方法计算的土石方体积中，是包含了路面体积的。

若所设计的纵断面有填有挖基本平衡，则填方断面中多计算的路面面积与挖方断面中少计算的路面面积相互抵消，其总体积与实施体积相差不大。

第三节纵横断面丈量及土石方工程量计算之阿布丰王创作路线定测阶段在完成中线丈量以后,还必需进行路线纵、横断面丈量.路线纵断面丈量又称为中线水准丈量,它的任务是在路途中线测定之后,测定中线上各里程桩（简称中桩）的空中高程,并绘制路线纵断面图,来暗示沿路线中线位置的地形起伏状态,主要用于路线纵坡设计.横断面丈量是测定中线上各里程桩处垂直于中线方向的地形起伏状态,并绘制横断面图,供路基设计、施工放边桩使用,并通过计算横断面图的填、挖断面面积即相邻中桩的距离即可计算施工的土石方数量.线路纵断面包括路线水准丈量和线路纵断面绘制两项内容.其中路线水准丈量分两步进行,首先是沿线路方向设置若干个水准点,按品级水准丈量的精度要求测定其高程,称为基平丈量；然后以基平丈量所得各水准点高程为基础,按等外水准丈量的精度要求分段进行中线各里程桩空中高程的水准丈量,称为中平丈量.一、基平丈量水准点的设置应根据需要和用途的分歧,可设置永久性和临时性的水准点.路线起终点和终点、需长期观测的工程附近均设置永久性水准点,永久性水准点应埋设标石,也可设置在永久性建筑物的基础上或用金属标识表记标帜嵌在基岩上.水准点密度应根据地形和工程需要而定,在丘陵和山区每隔设置一个,在平原地域每隔1-2km设置一个.基平丈量时,应将起始水准点与附近的国家水准点联测,以获得绝对高程,同时在沿线水准丈量中,也应尽量与附近国家水准点联测,形成附合水准路线,以获得更多的检核条件,当路线附近没有国家水准点或引测有困难时,也可参考地形图选定一个与实地高程接近的作为起始水准点的假定高程.基平丈量应使用不低于DS3级水准仪,采纳一组往返或两组单程在水准点之间进行观测.水准丈量的精度要求,往返观测或两组单程观测的高差不符值应满足：（山岭重丘区）,以km计（具体可参考《公路勘测规范》（JTJ061-99））.若高差不符值在限差以内,取其高差平均值作为两水准点间高差,否则需要重测.最后由起始点高程及调整后高差计算各水准点高程.二、中平丈量中平丈量即线路中桩的水准丈量,一般以相邻两水准点为一测段,从一水准点开始,用视线高法逐点施测中桩的空中高程,附合到下一个水准点上.相邻两转点间观测的中桩,称为中间点.为了削弱高程传递的误差,观测时应先观测转点,后观测中间点.转点应立在尺垫上或稳定的固定点上,尺子读数至毫米,视线长度不年夜于150m；中间点尺子应立在紧靠中桩的空中上,尺子读数至cm,视线长度可适当放长.如图9-14所示,水准仪置于I站后,后视水准点为BM1,前视转点为TP1,将观测结果分别记入表9-2中的“后视”和“前视”栏内,然后观测0=000……,0=120等各中桩点,将读数分别记入“中视”栏.将仪器搬到Ⅱ站,后视转点为TP1,前视转点为TP2,然后观测各中桩空中点,用同法继续想前观测,直至附和到下一点水准点BM2,完成一测段的观测工作.表9-2测站测点水准尺读数仪器视线高度高程后视中视前视1BM1 K0+000 0+020 0+040 0+060 TP12TP1 0+080 0+100 0+120 0+140 TP23TP20+1600+1800+2000+220图9-14中桩水准丈量的精度要求,一般取测段高差与两端水准点已知高差Km计）,在容许范围内,即可进行中桩空中高程的计算,否则应重测.中间点的空中高程及前视点高程,一律按所属测站的视线高程进行计算.每一测站的计算公式如下：视线高程=后视点高程+后视读数转点高程=视线高程-前视读数中桩高程=视线高程-中视读数三、纵断面图的绘制纵断面图是暗示线路中线方向的空中起伏和设计纵坡的线状图,它反映中线方向的空中起伏,又可在其上进行纵坡设计,是线路设计和施工的重要资料,也是线路纵向设计的依据.如图9-15所示,在图的上半部,从左至右绘有两条贯穿全图的线,细折线暗示中线方向的实际空中线,是根据桩间距和中桩高程按比例绘制的；另外一条是粗线,暗示带有竖曲线在内的经纵坡设计后的中线,是纵坡设计时绘制的.另外,在图上还行还注有水准点位置、编号和高程,桥涵的类型、孔径、跨数、长度、里程桩号和设计水位,竖曲线示意图及其曲线元素,同某公路、铁路交叉点的位置、里程和有关说明等.在图的下部几栏表格中,注记有关丈量和纵坡设计的资料,其中包括以下几项内容；直线与曲线直线与曲线为中线示意图,曲线部份用直角的折线暗示,上凸的暗示右偏,下凸的暗示左偏,并注明交点编号和曲线半径.里程一般按比例标注百米桩和公里桩,里程比例一般按1：1000、1：2000或1：5000,为突出空中坡度变动,高程比例是里程比例的10倍.空中高程 按中平丈量功效填写相应里程桩的空中高程. 设计高程 按中线设计纵坡计算的路基的高程.根据设计纵坡坡度i 和相应的水平距离D,按下式即可从A 点的高程A H 推算B 点的高程AB A B iD H H +=（9-15）坡度 从左至右向上斜的线暗示上坡（正坡）,下斜的线暗示下坡（负坡）,斜线上以百分数注记坡度的年夜小,斜线下为坡长,水平路段坡为零.土壤地质说明标明路段的土壤地质情况.四、横断面丈量 横断面丈量的任务是测定中桩两侧垂直于中线方向的空中起伏,然后绘制横断面图,图9-15供路基设计、土石方量计算和施工放边桩之用.横断面丈量的宽度由路基宽度及地形情况确定,一般在中线两侧各侧15～50m.进行横断面丈量首先要确定横断面的方向,然后在此方向上测定中线两侧空中坡度变动点的距离和高差.1.横断面方向的测定直线段横断面方向即是与路中线相垂直的方向,一般用方向架测定,如图9-16,将方向架置于中桩点上,以其中一方向瞄准路线前方（或后方）某一中桩,则另一方向即为横断面施测方向.图9-162.横断面丈量方法横断面丈量中的距离和高差一般准确到0.1m即可满足工程的要求.因此横断面的丈量方法多采纳简易的丈量工具和方法,以提高工作效率.下面介绍几种经常使用的方法.(1) 标杆皮尺法如图9-17,A、B、C为横断面方向上所选定的变坡点,施测时,将标杆立图9-17于A点,皮尺靠中桩空中拉平,量出至A点的平距,皮尺截取标杆的高度即为两点的高差,同法可测出A 至B、B至C……等测段的距离和高差,此法简便,但精度较低.(2)水准仪法当横断面丈量精度要求较高,横断面方向高差变动不年夜时,多采纳此法.施测时用钢尺(或皮尺)量距,水准仪后视中桩标尺,求得视线高程后,再分别在横断面方向的坡度变动点上立标尺,视线高程减去诸前视点读数,即得各测点高程.(3)经纬仪法在地形复杂横坡较陡的地段,可采纳此法.实施时,将经纬仪安排在中桩上,用视距法测出横断面方向各变坡点至中桩间的水平距离与高差.横断面丈量中高速公路、一级公路一般采纳水准仪皮尺法、经纬仪法,二级及二级以下公路可采纳标杆皮尺法,但检测限差应符合规定.图9-183.横断面图的绘制根据横断面丈量功效,在毫米方格纸上绘制横断面图,距离和高程取同一比例尺（通常取1:100或1:200）,一般是在野外边测边绘,这样便于及时对横断面图进行检核.绘图时,先在图纸上标定好中桩位置,然后由中桩开始,分左右两侧逐一按各测点间的距离和高程绘于图纸上,并用直线连接相邻点,即得该中桩的横断面图.图9-18为横断面图上绘有设计路基横断面的图形.五、土石方工程量计算横断面图画好后,经路基设计,现在透明纸上按与横断面图相同的比例尺分别绘制前途堑、路堤和半填半挖的路基设计线称为标准断面图,然后按纵断面图上该中桩的设计高程把标准断面图套到该实测的横断面图上,俗称“套帽子”；也可将路基断面设计线直接画在横断图上,绘制成路基断面图.图9-19所示为半填半挖的路基断面图,通过计算断面图的填、挖断面面积及相邻中桩间的距离,即可以计算出施工的土石方量.路基填、挖面积,就是横断面图上原空中线与路基设计线所包围的面积.横断面面积一般为不规则的几何图形,计算方法有积距法、几何图形法、求积仪法、坐标法和方格法等,经常使用的有积距法和几何图形法,现做简单介绍：(1)积距法积距法是单元横宽b把横断面划分为若干个梯形和三角形条块,见图9-20,则每一个小条块的近似面积即是其平均高度h i乘以横距b i,断面积图9-20总和即是各条面积的总和,即通常横断面图都是测绘在方格纸上,一般可取粗线间距1cm为单元,如测图比例尺为1:500,则单元横距b即为5m,按上式即可求得断面面积.平均高差总和Σh i可用“卡规”求得,如填挖断面较年夜时,可改用纸条,即用厘米方格纸折成在条作为量尺量得.该法计算迅速,简双方便,可直接得出填挖面积.(2)几何图形法几何图形法是当横断面空中较规则时,可分成几个规则的几何图形,如三角形、梯形或矩形等,然后分别计算面积,即可得出总面积值.另外,计算横断面面积时,应注意：①将填方面积Аt 和挖方面积A W 分别计算；②计算挖方面积时,边沟在一定条件下是定值,故边沟面积可独自计算出直接加在挖方面积内,而不用连同挖方面积一并卡积距；③横断面面积计算取值到2,算出后可填写在横断面图上,以便计算土石方量.2.路基土石方量计算（1）通常为计算方便,一般均采纳平均断面法,并近似采纳下式,即L A A V 221+=（ 9-16）式中1A 、2A ——分别为相邻两桩号的断面面积；L ——相邻两桩间距离（2）当1A 和2A 相差很年夜时,所求体积则与棱柱体更为接近,可按下式计算：)11()(3121m mL A A V +++=（9-17）式中m ——比例系数,即1A /2A (1A 为小面积,2A 为年夜面积)；L ——相邻断面1A 、2A 的距离（3）对填挖过渡地段（见图9-21）为精确计算其土石方体积,应确定其中挖图9-21方或填方面积正好为零的断面位置.设L 为从零填断面Аt到零挖断面A W的距离,则此路段角锥体的体积为9-18）。

Ch5 道路横断面设计【本章主要内容】§5-1 道路横断面组成(1)§5-2 行车道宽度(1)§5-3 其它组成部分作用及宽度(1.5)§5-4 路拱及超高(4)§5-5 视距的保证(0.5)§5-6 道路建筑限界与道路用地(0.5)§5-7 道路横断面设计(1)§5-8 路基土石方计算及调配【本章学习要求】掌握道路横断面的基本要求及布置形式、超高加宽计算的一般方法，土石方计算与调配的基本方法及一般原则；难点为超高、加宽的计算，路基土石方的调配与计算。

§5-1 道路横断面组成要求：掌握各级公路横断面的组成部分、城市道路横断面的形式。

1公路的横断面组成1.1 高速公路、一级公路横断面整体式断面（中间带、行车道、路肩以及紧急停车带、 爬坡车道、变速车道等。

）分离式断面（行车道、路肩以及紧急停车带爬坡车道、变速车道等）1.2二、三、四级公路横断面 公路横断面组成：2城市道路的横断面组成城市道路横断面由于它为城市交通服务的功能，特别是机动车、非机动车行人的混合交通，一般由机动车道、非机动车道、人行道、绿带及各种管线、设施组成。

2.1四种典型断面形式 1）单幅路各种车辆在车道上混合行驶，机、非混行，上、下行不分。

（例：国庆路、甘泉路）用于机动车、非机动车均较少的道路或拆迁困难的老城区道路。

2）双幅路机、非混行，上、下行不分。

（例：新城西路、秋雨路）用于单向两条机动车车道以上，非机动车较少的道路。

3）三幅路机、非分开，上、下行分开。

高速公路、一级公路整体式断面： 分离式断面：中间带、行车道、路肩以及紧急停车带、 爬坡车道、变速车道行车道、路肩以及紧 急停车带爬坡车道、 变速车道等行车道、路肩及错车道等（例：江阳路、邗城大道）用于机动车交通量大，非机动车多，红线宽度≥40m的道路。

4）四幅路机、非分开，上、下行分开。

第四章横断面设计【本章学习要点】本章主要学习横断面的组成及类型，公路建筑限界，路基边坡的确定，横断面设计方法，路基土石方数量计算及调配。

公路中线的法线方向剖面图称为公路横断面图。

公路横断面设计是根据行车对公路的要求，结合当地的地形、地质、气候、水文等自然因素，确定横断面的形式、各组成部分的位置和尺寸。

设计的目的是保证足够的断面尺寸、强度和稳定性，使之经济合理，同时为路基土石方工程数量计算、公路的施工和养护提供依据。

第一节路基横断面一、标准横断面高速公路和一级公路的路基横断面上下行用中央分隔带分开，其横断面由行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成，如图4—1a所示。

二、三、四级公路的路基横断面由行车道、路肩以及错车道组成，如图4—1b所示。

a 高速公路及一级公路横断面b 二、三、四级公路横断面图 4-1 各级公路标准横断面图我国《标准》规定路基宽度、行车道宽度见表4-1。

一般情况下采用表4-1中的“一般值”，只有在地形特别困难和其他特殊情况限制时，局部路段才能使用“变化值”。

二、典型横断面公路典型横断面如图4—2所示。

a)b)c)h)d)e)g)图4-2 路基典型横断面一般路堤；挖方路基；半填半挖路基；沿河路堤；矮墙路堤；挡土墙路基；砌石路基；护肩路基；护脚路基；吹（填）砂（粉煤灰）路基(一)一般路堤路基填土高度小于 20m 大于0.5m 的路堤称为一般路堤；路基填土高度小于 0.5m 的路堤称为矮路堤，矮路堤必须在边坡坡脚处设计边沟。

当地面横坡度不陡于1∶5 时，可以直接填筑路基，地基可不予处理；当地面横坡度陡于1∶5 时，地基必须挖成台阶，台阶宽度不小于 1m ,台阶的底面应向内倾斜2%～4%，台阶的高度，填土时视分层填筑的高度而定，一般每层不大于 0.5m ；当地面横坡度陡于1∶2 时，除地基应挖成台阶外，还应设置支挡工程。

(二)一般路堑当路基挖方深度小于20m，一般地质条件下的路堑称为一般路堑。

道路横断面工程量计算公式道路横断面工程量计算是道路工程中的重要环节，它是确定道路工程施工成本和工程进度的基础。

在道路工程中，横断面工程量计算是指根据道路横断面的设计要求和实际情况，计算出道路各个部分的工程量，包括路基、路面、排水系统等。

本文将介绍道路横断面工程量计算的基本公式和方法。

一、路基工程量计算。

1. 路基挖方量计算。

路基挖方量计算是指根据路基的设计要求和实际情况，计算出路基的挖方量。

路基挖方量计算的公式为：挖方量 = (道路宽度 + 路基边坡高度) ×路基长度×路基宽度。

2. 路基填方量计算。

路基填方量计算是指根据路基的设计要求和实际情况，计算出路基的填方量。

路基填方量计算的公式为：填方量 = (道路宽度 + 路基边坡高度) ×路基长度×路基宽度。

3. 路基边坡工程量计算。

路基边坡工程量计算是指根据路基边坡的设计要求和实际情况，计算出路基边坡的工程量。

路基边坡工程量计算的公式为：边坡工程量 = 边坡高度×边坡长度×边坡宽度。

二、路面工程量计算。

1. 路面铺装面积计算。

路面铺装面积计算是指根据路面的设计要求和实际情况，计算出路面的铺装面积。

路面铺装面积计算的公式为：铺装面积 = 路面长度×路面宽度。

2. 路面厚度计算。

路面厚度计算是指根据路面的设计要求和实际情况，计算出路面的厚度。

路面厚度计算的公式为：路面厚度 = (路面长度×路面宽度) ×设计厚度。

三、排水系统工程量计算。

1. 排水管道长度计算。

排水管道长度计算是指根据排水系统的设计要求和实际情况，计算出排水管道的长度。

排水管道长度计算的公式为：管道长度 = 排水管道数量×排水管道长度。

2. 排水井数量计算。

排水井数量计算是指根据排水系统的设计要求和实际情况，计算出排水井的数量。

排水井数量计算的公式为：井数量 = 排水井间距×路面长度。

横断面(戴帽子,土石方计算)[横断面-戴帽子-土石方计算]一、引言本旨在提供一个完整详细的横断面设计模板，涵盖了戴帽子和土石方计算两个方面。

通过本，读者将能够了解横断面设计的理论基础、计算方法以及相关的法律名词和注释。

二、戴帽子设计1. 戴帽子的概念与作用a. 戴帽子的定义：戴帽子是指在道路、铁路等横断面设计中，为了抵消横向运动力对路基的影响而设置的一种工程措施。

b. 戴帽子的作用：戴帽子可以有效地减小横向运动力对路基的影响，保证道路或铁路的长期稳定。

2. 戴帽子的设计原则a. 地质条件：根据地质调查报告，确定地质条件，选择适当的戴帽子类型。

b. 设计标准：根据相关标准，确定戴帽子的设计参数，包括戴帽子的高度、宽度和材料等。

c. 横断面布置：合理布置戴帽子的位置和数量，保证整个横断面的均衡和稳定性。

3. 戴帽子的计算方法a. 安全系数的确定：根据设计标准和地质条件，确定合理的安全系数，保证戴帽子的稳定性。

b. 基本计算公式：根据戴帽子的高度、宽度和材料等参数，使用土力学原理计算戴帽子的稳定性。

c. 边坡稳定性分析：对戴帽子的边坡进行稳定性分析，确定戴帽子的安全性。

4. 实例分析a. 选取一个具体的工程案例，进行戴帽子设计的实例分析，包括设计参数的确定和计算方法的应用。

b. 结果分析：根据计算结果，评价戴帽子的稳定性，并提出相关的建议和改进建议。

三、土石方计算1. 土石方计算的目的a. 土石方计算的定义：土石方计算是指在道路、铁路等横断面设计中，根据工程需求计算和确定土石方的开挖和填筑量。

b. 土石方计算的目的：土石方计算旨在合理安排土石方工程，保证工程质量和经济效益。

2. 土石方计算的方法a. 几何方法：根据横断面形状和地质条件，使用几何方法计算土石方的开挖和填筑量。

b. 计算公式：根据相关的土石方计算公式，计算不同类型土石方工程的开挖和填筑量。

c. 边坡稳定性分析：对土石方边坡的稳定性进行分析，确定开挖和填筑土石方的安全性。

任务4 路基土石方计算与调配在公路工程项目中，路基土石方数量十分可观，它是公路工程项目的一项主要指标，直接影响公路建设的造价、工期、用地等许多方面。

土石方的数量及其调配，关系着取土或弃土地点、公路用地范围，同时对工程造价、所需劳动力和机具设备的数量以及施工期限有较大影响。

土石方数据计算与调配的主要任务是计算每公里路段的土石方数量和全线总土石方工程数量，合理调配挖方的利用和填方的来源及运距，为编制工程预（概）算、确定合理的施工方案以及计量支付提供依据。

由于自然地面起伏多变，填挖体积不可能是一个简单的几何体，若按地面的起伏变化来进行土石方数量的计算，不仅繁杂，而且实用意义不大。

因此，在公路的测设过程中，土石方的计算通常采用近似方法，计算精度视工程的要求而定。

一般情况下，横断面的面积以m2为单位，可取小数后一位，土石方的体积以m3为单位，可取至整数。

一、横断面面积计算路基填挖的断面积是指断面图中地面线与路基设计线所围成的面积，包括填方区域面积与挖方区域面积，在断面面积计算时，填方与挖方应分别考虑。

常用的断面面积计算方法有积距法、坐标法、几何图形法和混合法。

1、积距法积距法的原理是把断面面积垂直分割成宽度相等的若干条块，由于每一条块的宽度相等，所以在计算面积时，只需量取每一条块的平均高度，然后乘以宽度，即可得出每一条块的面积，如图3-12所示。

其计算公式为：（3-1）式中：——横断面面积，；——横断面所分成的三角形或梯形条块的宽度，通常用1m或2m；——横断面所分成的三角形或梯形条块的平均高度，m。

图3-12 积距法计算示意图图3-13 坐标法由此可见，积距法求面积就是在实际操作中转化为量取的累加值，这种操作可以使用分规按顺序由左到右连续量取每一条块的平均高度，分规最后的累计高就是，将条块宽度乘以累计高度即为填或挖的面积。

积距法也可以用厘米格纸拆成窄条作为量尺，每量一次在窄条上画好标记，从开始到最后标记的累计距离就是，然后乘以条块宽度即为所求面积。