高填深挖小半径曲线路段路基土石方计算方法研究

摘要

随着我国公路建设的快速发展，特别是公路向山区延伸，虽然经过方案比选，但出于工程成本和填挖平衡考虑，设计中出现高填深挖路基段越来越普遍；同时山区部分路段地形对平面线形指标的限制，特别是山区高速公路互通匝道和普通二、三、四级公路，小半径圆曲线也时常出现。因此，山区公路出现上述两种情况的组合即高填深挖小半径曲线路段，也不足为奇。对于路基土石方数量计算，由于其数量是一个体积，常用传统计算方法—“平均断面法”和“棱台体积法”来计算；在上述山区公路中小半径曲线与高填深挖组合段路基的土石方计算时，如果采用传统计算方法存在较大误差。
　　本文在对计算误差原因分析的前提下和对传统方法理解的基础上，根据源自工程实践的数据和案例，通过数学公式的演算和推导，提出“断面重心法”和“平面投影扇形法”两种方法来计算特定段落的土石方数量，达到消除计算误差并与实际数量相符的要求。主要做了以下研究：
　　1、简要说明了路基土石方数量计算的现状和传统道路土石方计算方法的一般公式，并对土石方数量计算误差进行了分析。
　　2、根据实际经验给出了界定的高填深挖小半径曲线组合时的相对指标值。
　　3、提出断面重心法和平面投影扇形计算方法的一般公式及意义。
　　4、通过工程实例，将传统计算方法与断面重心法、平面投影扇形计算方法的计算结果进行比较，推荐采用与实际工程相近的计算方法，达到消除计算误差的目的。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 常用路基土石方数量计算方法

2.1 横断面面积常用计算方法

2.2 路基土石方数量常用计算方法

2.3 本章小结

第三章 高填深挖小半径曲线段土石方数量计算误差分析

3.1小半径曲线与高填深挖的组合型式

3.2土石方数量计算误差分析

3.3本章小结

第四章 断面重心计算方法

4.1断面重心计算方法的一般公式

4.2横断面重心位置Gi的求解

4.3断面重心计算法的注意事项

4.4本章小结

第五章 平面投影扇形计算方法

5.1曲线内侧相邻断面坡脚点(或坡口点)平均距离未过圆心时

5.2曲线内侧相邻断面坡脚点(或坡口点)平均距离超过圆心时

5.3平面投影扇形计算法的注意事项和实际意义

5.4小半径曲线与高填深挖组合的指标界定

5.5小半径曲线R值指标推导界定

5.6本章小结

第六章 工程实例

6.1工程概况

6.2各种计算方法数量比较

6.3 AK1+903.624～AK2+024.732段路基土石方数量计算图表及施工照片

结论与建议

参考文献

致谢