基于新建市政道路的工程数量精确计算方法研究

2021-12-07李印冬杨华杰

青海交通科技 2021年2期

李印冬杨华杰

(中国二十冶集团有限公司工程设计研究院上海 201900)

引言

工程数量作为市政道路设计的重要组成部分，关系到工程概预算计算的精准程度以及工程建设成本的控制。道路工程的主要工程量包括：土方工程数量、路基处理工程数量、路面工程数量、附属工程数量以及路基排水工程数量等。市政道路的工程计算存在数量种类多、涉及的专业多以及既有建筑及附属设施复杂等难题[1-4]。本文根据工程特点采用分种类、分专业、分路段的方式来精确计算市政道路工程数量，并以某市政道路工程数量精确计算为例进行归纳总结。

1 工程概况

该市政道路南起于桩号：K0060，经K0+942处340m半径的平曲线折向东后止于桩号K2+336.29，设计路段总长约2276.29 m。扣除不在设计范围内的交叉口后实施长度为2092.01m。该道路红线宽度30m，其中标准横断面组成为：15m(机动车道)+6m(机非分隔带)+5m(非机动车道)+4m(人行横道)=30m，如图1所示。

图1 道路标准横断面设计图

2 道路工程数量精确计算

2.1 土方工程量精确计算方法

土方工程数量包括路基填方、挖方以及不良地质处理的填方、挖方，其中路基挖方分为：路基挖松土、路基挖普通土和路基挖软石。

2.1.1 路基填方工程数量精确计算

路基填方工程数量精确计算方法为[5]：首先，在原地面进行0.5m的地面清表处理；其次，计算出路基清表线至路面结构底面以及路堤两边坡线之间的填方横断面面积以及清表线下的不良地质处理填方纵断面面积，如图2所示。然后，将路基填方横断面面积乘以路基横断面间距[如式(1)]以及不良地质处理纵断面面积乘以按坡率为1∶1道路处理横断面宽度[如式(2)]，以此类推。最后，将各段的路基填方量和不良地质处理填方量累加，即得路基填方的工程量。

图2 路基填方横断面图

V填1=S填1×d1

(1)

式中：

V填1—路基填方工程数量，m3；

S填1—路基填方横断面面积，m2；

d1—路基横断面间距，m。

V填2=S填2×d2

(2)

式中：

V填2—不良地质处理填方工程数量，m3；

S填2—不良地质处理填方纵断面面积，m2；

d2—坡率为1∶1的不良地质处理横断面宽度，m。

根据精确计算结果可得，该新建市政道路土方工程数量中填方数量为148180.065m3，其中清表线以上填方量为54358.565m3，清表线以下不良地质处理填方数量为93821.5m3。

2.1.2 路基挖方工程数量精确计算

路基挖方数量精确计算方法[5]：首先，对原地面进行0.5m的清表处理；其次，计算出清表线至路面结构顶面及挖方边坡线之间的挖方横断面面积和路面结构底面下不良路基处理的纵断面面积，如图3所示；然后，计算出挖方横断面面积乘以横断面间距[如式(3)]和不良地质处理纵断面面积乘以按坡率为1∶1开挖的横断面宽度[如式(4)]，以此类推；最后，将各段路面结构顶面的挖方量和路面结构底面以下的不良地质处理挖方量累加，即得路基挖方工程量。

图3 路基挖方横断面图

V挖1=S挖1×d1

(3)

式中：V挖1—路面结构以上挖方工程数量，m3；

S挖1—路面结构顶面以上挖方横断面面积，m2；

d1—路基横断面间距，m。

V挖2=S挖2×d2

(4)

式中：V挖2—路面结构底面以下路基处理挖方工程数量，m3；

S挖2—路基处理挖方纵断面面积，m2；

d2—按1∶1开挖的路基横断面宽度,m。

根据精确计算结果可得，该新建市政道路松土挖方量为142309.987m3，其中路面结构顶面以上松土挖方量为72261.987m3，路面结构底面以下不良地质处理松土挖方量为70048m3；普通土挖方量为235215.06m3，其中路面结构底面以上普通土挖方量为202333.56m3，路面结构底面以下不良地质处理普通土挖方量为32881.5m3；软石挖方量为28168.9m3，其中路面结构顶面以上软石挖方量为14452.40m3，路面结构底面以下不良地质处理软石挖方量为13716.5m3。

2.2 路基处理工程量精确计算方法

根据道路道排工程场地岩土工程勘察结果对道路路基作相应的技术处理[6]。主要包括如下：路基范围类0.5m的清表处理；一般路基的机动车道填筑0.3m厚的石灰含量6%的石灰土；遇有遇水易软化的高岭土进行换填1m或1.5m，并换填土上填筑0.8m或0.3m的含量6%的石灰土；对强风化地质填筑0.3m含6%石灰的石灰土；对路基横跨超过50%的水塘进行全部排水、清淤，回填毛石和好土，不超过50%的进行围堰排水、清淤，并在清淤后回填毛石和好土等，如图4所示。

图4 浸水路段路基处理断面图

根据精确计算结果，石灰含量6%的石灰土为22824.5 m3，石灰土挖方量26216.1 m3； 0.5m深的清表挖方量为49074 m3；水塘清淤量为2884 m3，排水1380.7 m3，回填毛石和好土分别为2814.2 m3和10147.4 m3，围堰工程量为255.24 m3，土工格栅1800 m2；挖除素填土3502.68 m3。

2.3 路面工程量精确计算方法

根据路面结构设计图(如图5所示)及道路平面设计图分别精确计算机动车道、非机动车道、机非分隔带及人行道的工程数量。

图5 路面结构设计图

2.3.1 机动车道工程数量精确计算方法

根据机动车道布置长度和宽度，并考虑渠化宽度和交叉口等精确计算出路面结构机动车道数量中各工程量分别为：4cmAC-13C细粒式改性沥青混凝土、粘层油 PC-3型乳化沥青(用量0.5L/m2)、8cmAC-25C粗粒式沥青混凝土、6cm稀浆封层ES-2型、透层油 PC-2型乳化沥青(用量1.5L/m2)和18cm水泥稳定碎石(5∶95)均为39643.3m2；18cm水泥稳定碎石(5∶95)为40709.3m2；18cm水泥稳定碎石(4∶96)为41348.9m2。

2.3.2 非机动车道工程数量精确计算方法

根据非机动车道布置长度和宽度，并考虑渠化和交叉口非机动车道的设置精确计算出路面结构中非机动车道各工程数量分别为：3cmAC-13C细粒式沥青混凝土、粘层油 PC-3型乳化沥青(用量0.5L/m2)、4cmAC-20C中粒式沥青混凝土、透层油 PC-2型乳化沥青(用量1.5L/m2)和20cmC25水泥混凝土均为9081m2； 15cm级配碎石为9614m2。

2.3.3 人行横道工程数量精确计算方法

根据人行横道布置长度及宽度，并考虑渠化宽度和交叉口等精确计算出路面结构中机动车道数量中各工程量分别为：6cm厚预制仿石步砖，尺寸50cm×25cm×6cm、2cmM10水泥砂浆座浆、15cm厚C20水泥混凝土和10cm级配碎石垫层均为10916m2；车档为174个。

2.4 附属工程数量精确计算方法

2.4.1 路缘石工程数量的精确计算方法

根据路基横断面设计图及道路平面设计图中机非隔离带的布置情况精确计算出：站石(100cm×15cm×45cm)为9345.2m；路缘石 (50cm×10cm×15cm)为9345.2m；平缘石(50cm×25cm×10(4)cm)为7791.2m；C15细石混凝土底座和靠背为538.4m3。

2.4.2 边坡防护工程数量的精确计算方法

根据边坡的地质条件对边坡防护工程进行优化设计[7]：地质条件较好的挖方垂直高度小于6m的路段和填方垂直高度小于8m的路段采用湿法喷播植草护坡，如图6所示；地质较好挖方垂直高度大于6m和填方垂直高度大于8m的路段采用三维网植草护坡，如图6所示；岩质边坡路段采用挂网喷播混生植被护坡，如图7所示；浸水路堤采用砼预制六角实心块护坡，如图7所示。

图6 三维网植草和挂网喷播草籽示意图

图7 预制六边形实心块示意图

护坡工程数量精确计算方法：首先，根据路基横断面设计图确定护坡面的高程、边坡坡率和相同高程的边坡长度；再按照式(5)计算出护坡边坡坡面面积，对于两级边坡分别计算两级护坡边坡坡面面积，并根据二级边坡长度计算出2m宽护坡道的面积；根据不同护坡方式和护坡面积分别计算出各护坡工程数量。

(5)

式中：S坡—护坡面边坡面积，m2；

h—护坡面边坡高程，m；

p—护坡面边坡坡率，%；

L—护坡面边坡长度，m。

根据边坡工程数量精确计算结果可得：三维网植草护坡中喷播植草为22448.55m2；换填种植土为1414.44m3；三维植草网为7072.2m2；无纺土工布为26665.05m2；挂网喷播混生植被护坡中喷播面积为4216.5m2；镀锌铁丝网网眼8cm×12cm为4511.7m2；钢筋锚杆为1526.4kg；砼预制六角实心块护坡面积为152m3。

2.5 路基排水精确计算方法

路基排水工程的内容主要包括土质边沟、土质截水沟、平篦式单篦雨水口、雨水连接管[8-10]。路基边沟挖方数量精确计算方法为：土质边沟采用1∶1.25的浅碟型排水边沟，土质截水沟采用边坡为1∶1的梯形土质截水沟，如图8所示；分别计算出土质边沟和截水沟的横断面面积；根据土质边沟和土质截水沟的横断面面积分别乘以土质边沟长度和土质截水沟长度即得土质边沟和土质截水沟的挖方工程量。

根据排水工程数量精确计算结果可得：土质边沟挖方量为3273m3；土质截水沟挖方量为229.68m3；平篦式单篦雨水口为4座；雨水连接管长度为160m。