外文翻譯中文)--公路線形設(shè)計中最小土方量填挖平衡方法(編輯修改稿)
2025-06-26 05:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的位置上，像圖 2（ b）所示。 在圖 2（ b），坡度線來確定 橫斷面 的填挖平衡，即路面板轉(zhuǎn)到另一個位置。圖 2（ b）中，“加權(quán)地面標(biāo)高”規(guī)定為假定的 橫斷面填挖平衡的中心標(biāo)高。比較兩個圖形，可以得到這樣的結(jié)論，坡度線定為不僅能平衡 橫斷面 填挖平衡，又能減少土方量的加權(quán)地面標(biāo)高。 同一 橫斷面 的精確詳述見圖 3（在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)中）。 在 圖中， y=hw （加權(quán) 橫斷面 線， WCSL）的 直線 平衡了 橫斷面 的土方量，也就是說， SABMK 和 SNFGJ 的面積和與 SMNEDC相等 。但，應(yīng)該注意 這條線也表示路面板（路基層頂部）。 為了一般化這個概念，讓 橫斷面 由 p個挖方段和 q個填方段組成，且這條線應(yīng)維持整個區(qū)域的填挖平衡。線的標(biāo)高可以表示為： 式中： hw =加權(quán)地面標(biāo)高； S=自然面下的全部區(qū)域； L=土方工程寬度。 564/運輸工程雜志 169。 ASCE /2020 年 9 月 /10 月 地面標(biāo)高的有限元法是把土方工程寬度內(nèi)的 橫斷面 分成 n個節(jié)點 進行計算，如圖 4所示，得到： 式中 n=土方工程寬度內(nèi) 橫斷面 的節(jié)點數(shù) ；A(i,1)=y 是 第 i 個節(jié)點的坐標(biāo)（標(biāo)高）；A(i,2)=x 是 第 i 個節(jié)點的與原點之間的距離坐標(biāo)。 如圖 5 所示， WCSL穿過加權(quán)地面標(biāo)高線，在線的上下側(cè)將 非線性函數(shù) y=f (x)分成類似于 橫斷面 填挖段的若干區(qū)域。從這里可以顯然的看出 WCSL 在 橫斷面 上模擬道路的模板。 為了確定加權(quán)地面標(biāo)高的位置，使線的上下區(qū)域的面積和相等。 假如 S 是 y=f (x)函數(shù)和 x軸的之間的面積 （到起點的距離是L），則可以得到： (3) 證明這個方程 ，把 x軸偏移到 x1 軸 [圖 5（ b） ]（ a 的距離等于 hw 所以 x1=x+hw）。 如果關(guān)于新的原點（ O1）到 L 區(qū)間段， f (x)與 x1 間的面積等于零，那么， 正數(shù)面積的總和（挖）與負(fù)數(shù)面積的總和（填）相等，如下圖： 圖 加權(quán)地面標(biāo)高的自然表面坐標(biāo)計算 ————————————————— 圖 5.（ a）非線性函數(shù) y=f（ x）表示自然面； （ b）變換 x軸后的圖 5（ a）的新位置 ————————————————— 這個結(jié)果證明 WCSL 把非線性函數(shù)分成相等的正數(shù)和負(fù)數(shù)面積。 最小土方量 在橫斷面上， 加權(quán)地面標(biāo)高法不僅填挖平衡，而且使全部土方量最少（全部填挖面積數(shù)）。 假如坡度線是通過橫斷面中心的縱軸 處確定的，而不是通過加權(quán)地面標(biāo)高，則全部的土方量數(shù)會增 加。為了證明，考慮兩條平行線，一條是填挖平衡線，也就是WCSL（圖 6）。 另一條線（第二條線）是設(shè)在 WCSL 以下的某個位置。 這兩條線的間距為△ h。既然第二條線的位置在 WCSL以下，那么挖的每個部分會增加，填的每個部分會減少。 在圖 6， 挖的增加量和填的減少量 564/運輸工程雜志 169。 ASCE /2020 年 9 月 /10 月 圖 WCSL的△ h變化引起的面積改變 ————————————————— 圖 7. 圖 6 中 △ SC△ SF的變化 ————————————————— 分別 表示
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