高速公路服务区场区土方量的计算方法探讨

陈必

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056）

高速公路服务区场区土方量的计算方法探讨

陈必

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056）

结合实施绿色公路建设理论，分析在新理念指导下，公路勘察设计的发展以及服务区工程量的影响因素，探讨了高速公路服务区场区土方量计算的方法，并应用于实践。

绿色公路；场区；工程量

0 引言

交通运输部印发的《关于实施绿色公路建设的指导意见》，明确了绿色公路的发展思路和建设目标，提出了五大建设任务，决定开展五个专项行动，推动公路建设发展转型升级。实施绿色公路建设是公路建设新理念的升级版，是实现公路建设可持续科学发展的新跨越。那么在公路勘察设计中如何灵活运用各种方法来实施绿色公路建设呢？

1 绿色公路建设理论

开展绿色公路建设五个专项行动之一是着力实现“零弃方、少借方”。公路工程路基填挖方是直接影响土地占用及环境保护的关键因素。实行“零弃方”要求，核心思想是要变废为宝，将传统做法中的弃土加以保存和利用。合理控制路基填挖，统筹土方调配，有效减少取、弃土场设置，进一步节约土地资源，保护沿线植被与自然环境，实现公路与环境景观协调。同时，在设计及施工过程中，要高度重视环保设计，灵活运用技术指标，做好路堤与桥梁、路堑与隧道的方案比选，做好横断面和纵断面设计，实现填挖平衡，最大限度地降低对环境的影响。

在这个理念指导下，公路勘察设计的综合化和精细化要求就更高了，综合化方面需要从生态环保角度更注重景观绿化设计，精细化则是在具体设计中考虑得更为细致[1,2]。

2 新理念下服务区场区工程量统计

服务区场区提交的工程数量大多由下列内容构成：（1）土石方数量；（2）绿化数量；（3）沿线设施、排水、防护工程数量。其中后两项一般都是按整个服务区统计的。第二项按数字计算即可。本文着重谈论第一项也就是土石方数量的统计。

服务区工程数量统计分为主线工程量、匝道工程量和场区工程量。土石方工程量中场区工程量占比重最大，场区面积动辄上百亩，如果在山区高速公路的服务区设计中，其土石方数量更是相当大。那么，在方案比选时，要进行横断面和纵断面设计，实现填挖平衡的关键就在于场区的土石方量。其数量大小甚至影响到服务区设置位置的选择。在施工图阶段，其数量计算的精确度更是影响全线土石方调配，实现填挖平衡。由于地形的复杂性，场区形状各异，框算数量出现少算或漏算就存在多余弃方或借方。调配的主要原则是尽可能追求合理的移挖作填，并求得合理的借方或废方数量及借、弃土的位置使土石方工程费用尽量减少。在设计阶段尽可能准确的计算挖填数量，在经济运距的基础上作纵向调配达到沿线土石方填挖数量的平衡。在设计阶段控制好土石方量，细化并尽量准确计算服务区场区土石方量就显得极为重要。

3 服务区场区土石方量计算的方法

场区一般为封闭四边形或多边形，紧贴路线设计。其路面以上的建筑部分划归建筑设计内容。本文主要探讨服务区主体工程设计，以往服务区场区的设计计算往往与匝道合并统计，土石方的计算就存在很大的近似性。具体做法有两种。在公路勘察设计过程中可根据具体情况灵活采用。

第一种在横断面编辑时，将匝道横断面线延长到场区最外侧边线，匝道土路肩宽度即为服务区场区宽度，或者将服务区场区宽度计入匝道边坡中，服务区场区宽度即为匝道边坡平台宽度，这样在计算匝道土石方数量时，服务区场区的土方作为匝道土方或者边坡土方已经计入互通中，见图1。这种做法往往造成垂直于路线的边上的土方无法估算。

图1 土石方计算示意图（一）

第二种做法是先确定场区设计标高，然后根据场区所在区域地面标高估算场区土方，见图2。这样计算的结果近似性较大，并且在地形起伏处土石方量体积相差太大。由于场区与匝道土路肩边缘相接，如果标高固定的话，匝道与场区相接处出现锯齿状，不平顺。

图2 土石方计算示意图（二）

本文提出采用以下三种方法进行服务区场区土石方量计算。在统计土石方数量时，将服务区场区单独统计，便于分开场区和匝道工程量。第一种方法是将场区边线分为两条设计线，见图3。其中一条（A线）与匝道硬路肩边线重合，另一条（B线）为场区其余几条边线，用小半径圆曲线与匝道硬路肩边线平顺连接。A线进行纵坡设计，设计标高与匝道硬路肩标高一致，B线进行纵坡设计，设计标高按两端与匝道硬路肩标高一致，中间段与A线计算横坡后断面线交点处标高一致控制，在此基础上，沿A线排列较密集的桩号（10m左右），分别测绘横断面，其横断面宽度即为场区宽度，可采用倾斜横坡或者平坡，在戴帽子与计算面积时，采用垂直边坡进行连接和计算，然后分别计算土石方，并进行汇总；B线也采用较密集桩号直接放坡至地面，场区内侧（与A线相交处）采用垂直边坡连接，分别计算土石方，并汇总。A+B土石方总量即为场区土石方量。其优点在于土石方量计算准确，场区与匝道垂直段土石方量也能准确计入，其难点在于要正确处理场区A边线与匝道各断面的分界点、B边线与A边线各断面的分界点。

图3 服务区场区土石方计算示意图（一）

第二种方法是将场区边线用小半径圆曲线与匝道硬路肩边线平顺连接，同方法一B线，并进行纵坡设计，设计标高控制点的选取与方法一相同。以四边形场区为例，将场区划分为一个长方形和两个三角形，然后沿场区边线排列较密集的桩号（10m左右），分别测绘横断面，其横断面宽度为边线至场区分界线距离，可采用倾斜横坡或平坡，采用垂直边坡，另一侧直接放坡至地面，最后计算土石方，并进行汇总，见图4。

图4 服务区场区土石方计算示意图（二）

第三种方法是将整个场区划分成多个近似规则的单一图形进行面积计算，同时再求得各单一图形的近似平均填挖高，以求得各分块土石方的体积。其优点在于简单易行，缺点是近似性略大，见图5。总体积为其中hi为各区的平均填挖高度。

图5 服务区场区土石方计算示意图（三）

地形较为复杂，场区为矩形区域时可采用第一种方法进行计算，场区为梯形或不规则多边形采用第二种方法进行计算，在地形平坦处采用第三种方法进行计算即可。

4 结 语

实施绿色公路建设作为公路行业未来较长时期的重要发展任务，在今后的工程设计中仍需转变固有观念，不断提升建设理念。

本文所述方法在公路勘察设计中应用范围也较大，服务区和停车区场区设计均可采用。此外，我国现有公路大多为收费公路，收费站设置收费管理所一般紧贴A匝道布设，其形状与服务区场区类似，均为封闭四边形或多边形，其土方量计算也可以采用本文所述方法进行。

[1]乔翔,蔺惠茹.公路立交规划与设计实务[M].北京：人民交通出版社,2001.

[2]《关于实施绿色公路建设的指导意见》政策解读[Z].中国交通新闻网,2016.

U416.1+1

：B

：1009-7716（2017）02-0042-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.02.013

2016-11-22

陈必（1982-），女，湖北天门人，工程师，从事路线互通设计工作。