[發明專利]山區道路土方量的優化計算方法

在審

• 申請號: 202010538190.8
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111783194A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 徐寧;楊華杰;李印冬;趙建立;張天福
• 申請（專利權）人: 中國二十冶集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/05
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種山區道路土方量的優化計算方法，本方法獲取道路高程數據，建立道路初始地形曲面，生成初始路基橫斷面圖，道路施工后獲得施工區域高程數據，替換初始地形曲面的高程數據后建立施工后的地形曲面；將初始地形曲面替換成施工后的地形曲面，生成施工后的路基橫斷面圖；按同樁號生成路基橫斷面比較圖，按不同樁間距進行土方工程量計算，根據樁間距與挖方和填方誤差的關系，按一次線性函數擬合，得到滿足最大誤差要求的挖、填土方量的最大直線樁間距；計算道路土方橫斷面面積以及挖方和填方擋土墻的挖方面積；按面積和距離計算挖填土方量，加入挖方和填方擋土墻的挖方量，得到山區道路的挖、填土方量。本方法提高計算的科學性和精確度。

技術領域

本發明涉及道路工程技術領域，尤其涉及一種山區道路土方量的優化計算方法。

背景技術

由于山區道路起伏較大，在道路建設過程中會產生大量的挖、填土方量，尤其對于高坡路段，其挖、填土方量的更為巨大。而山區道路土方量作為公路工程建設的投資和結算的重要部分，精確的計算出山區道路土方量對工程前期的預算和后期的結算等都具有重要意義。而山區道路挖、填方量的計算方法、合理的挖、填方量計算范圍以及計算精度等對山區道路土方量計算結果的準確度影響非常大。而現行常見的道路土方量計算方法大多都是采用人工測量等方式獲取項目地形數據。這種獲取數據的方式越來越不適用于我國測量等專業技術人才短缺的形勢，且需投入大量的人力和物力成本，測量成本太高、效率低、誤差大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種山區道路土方量的優化計算方法，本方法克服傳統道路土方量計算的缺陷，提高山區道路土方量計算的科學性和精確度，并在滿足誤差條件的前提下減少計算工作量，提高計算效率，降低計算測量成本，為工程預算和結算提供可靠依據。

為解決上述技術問題，本發明山區道路土方量的優化計算方法包括如下步驟：

步驟一、收集整理山區道路地理位置資料、初始地形數據以及道路施工圖；

步驟二、通過BIM道路設計系統獲取道路施工區域的地形高程數據，識別高程點或等高線，建立山區道路的初始地形曲面；

步驟三、根據道路施工圖在初始地形曲面上建立山區道路模型，并生成初始路基橫斷面圖；

步驟四、根據道路施工圖進行山區道路施工，對施工后的施工區域范圍進行測量，獲得施工后的施工區域高程數據；

步驟五、將施工后的高程數據替換初始地形曲面的高程數據，沒有施工或不在施工區域內的初始地形曲面的高程數據不予替換，通過BIM道路設計系統識別替換后的高程數據，建立施工后的地形曲面；

步驟六、在山區道路模型中將初始地形曲面替換成施工后的地形曲面，并生成施工后的路基橫斷面圖；

步驟七、將初始路基橫斷面圖和施工后的路基橫斷面圖按同樁號生成路基橫斷面比較圖，其中路基橫斷面比較圖中包含了初始地形地面線和施工后的地形地面線；

步驟八、分別按照樁間距1m、2m、……10m進行土方工程量計算，并以1m為基準斷面，計算各樁間距的道路挖、填土方量以及與基準樁間距的誤差；根據山區道路樁間距與挖方誤差的關系，按一次線性函數擬合為：

y₁＝k₁x+b₁ (1)

根據山區道路樁間距與填方誤差的關系，按一次線性函數擬合為：

y₂＝k₂x+b₂ (2)

式中，y₁為挖方誤差，y₂為填方誤差，x為樁間距，k₁和b₁為與挖方誤差相關的常數，k₂和b₂為與填方誤差相關的常數；