道路横断面设计方法、土石方计算与调配
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横断面设计方法、土石方计算与调配
（第19讲）
教学内容： 横断面设计方法与步骤 横断面设计成果 横断面图绘制方法 横断面面积计算方法 路基土石方数量计算及调配
重点解决的问题：
1. 如何绘制路基横断面设计图？ 2. 计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？ 3. 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？
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横断面图绘制方法
1．在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内
插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。
2．绘出设计线：“戴帽子”
3. 绘出路基防护及加固设施的断面图。 4．绘出路基排水设施的断面图。 ➢ 根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和 断面形式。
1 n
A 2 i1 (xi yi1 xi1 yi )
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5.7.2 土石方数量计算
1. 平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断
面之间为一棱柱体其体积的计算公式为：
V
1 2
( A1
A2 )L
A2
A1
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5.7.2 土石方数量计算
1. 平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断
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5.7 路基土石方数量计算及调配
5.7.1 横断面面积计算
1. 积距法：（条分法） ▪ 适用于不规则图形面积计算。 ▪ 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再
道路勘察与设计4 横断面设计.ppt.Convertor
第四章横断面设计主要内容：横断面的组成及类型；行车道、路肩、人行道的宽度和横坡度；中间带与路侧带的设置；平曲线的加宽、超高的原因和计算方法；爬坡车道与避险车道的设置；行车视距的保证；横断面的设计方法、土石方数量计算及调配。
定义：横断面：指道路中线上各点的法向切面；包括地面线和设计线。
横断面设计：确定横断面结构组成及尺寸。
第一节道路横断面组成一、公路横断面组成组成和尺寸确定原则：满足交通需求减少用地和投资高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分（一）路幅的构成二、三、四级公路横断面组成：行车道、路肩错车道（一）路幅的构成高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩——必要组成部分紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分路基宽度：指路基顶面的总宽度；即行车道＋路肩的宽度。
路面宽度：包括行车道、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、硬路肩等的宽度。
（有路面铺装的宽度）路基的其它组成部分：（路基顶面以外）边坡、边沟及排水沟、护坡道、截水沟、碎落台、取土坑、弃土堆等路基、路面宽度定义：（二）路幅布置类型1．单幅双车道指的是整体式的供双向行车的双车道公路。
适用：二、三级公路和一部分四级公路2．双幅多车道四车道、六车道和更多车道的公路，中间一般都设分隔带或作成分离式路基而构成“双幅”公路。
适用：高速公路、一级公路3．单车道适用：交通量小、地形复杂、工程艰巨的山区公路或地方性道路，山区四级公路。
－－－需设错车道：d＝300m，l＝20m二、城市道路横断面组成1．单幅路－一块板（1）划出快、慢车行驶分车线，快车和机动车辆在中间行驶，慢车和非机动车靠两侧行驶。
（2）不划分车线－车辆自由调节。
2．双幅路－两块板用分隔带或分隔墩将车行道分为上、下行车道。
各自再根据需要决定是否划分快、慢车道。
二、城市道路横断面组成3．三幅路－三块板中间为双向行驶的机动车车道，两侧为靠右侧行驶的非机动车车道。
道路勘测设计 第5章 横断面设计
路幅分隔的方式：
分隔带分隔（整体式断面） 将上、下行车道放在不同的平面上加以分隔（分离式断面）
昌九高速公路 沪蓉西高速公路
行车道
右路肩
路幅布置类型 ⑴. 单幅双车道
⑵．双幅多车道
⑶．单车道
（ 四 级 公 路 ）
双幅多车道（高速、一级公路） 部分四级公路）
单幅双车道（ 二、三级公路及
单 车 道
公路横断面小结
• 最大超高坡度：结合路面类型，自然条件等 ，《规范》规定高速公路、一级公路超高横 坡度不应大于10％，其他各级公路不应大于8 ％，积雪冰冻地区不宜大于6％。 • 超高坡度的确定：根据圆曲线半径，自然条 件和公路等级按《规范》确定。
超高坡度=路拱横坡
无中间带公路
三、超高过渡方式
有中间带公路
超高坡度>路拱横坡
一、加宽值
1. 几何加宽值
-几何关系
b
NA 2R
2
2. 摆动加宽值
-速度
b
0 . 05 V R
3. 标准规定的加宽值(内侧全加宽)
b N( A
2
0 . 05 V R
)
2R
• 4. 加宽值的运用 • 平曲线半径≤250m时，应在平曲线内侧加宽。表3.15 、3.16 • 四级公路和设计速度为30km/h的三级公路采用第1类加
1 .路肩的构成 路肩是位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状 铺设硬路肩 结构部分。
进行了铺装的路 肩，可以承受汽 车荷载的作用力 又称“加固路肩 ” 路 缘 带 路肩的构成
路肩
硬路肩 土 路 肩 又称“保护路肩 ”
• 2 .路肩的作用 （1）保护行车道等主要结构的稳定； （2）供发生故障的车辆临时停放； （3）提供侧向余宽，有利于安全，增加舒适感； （4）可供行人、自行车通行； （5）为设置路上设施提供位置； （6）作为养护操作的工作场地； （7）在不损坏公路的前提下，也可作为埋设地下设施的 位置； （8）挖方路段，可以增加弯道视距，减小行车事故； （9）精心养护的路肩，能增加公路的美观。
第4章 道路横断面设计
4.2 路拱和横坡度
4.2.1 路拱
为了利于路面排水，将路面做成中间高两边低的拱形， 称为路拱。 路拱坡度以百分率表示。 路拱的形式： 抛物线形 屋顶线性 折线形
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
4.2.2 路拱横坡度
四块板断面
第四章 道路横断面设计
五块板断面
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
4.1.3 行车道宽度
B=n × b B=a+c
B : 行车道宽度，（m）； N : 车道数，（条）； b : 一条车道宽度； Ns : 设计交通量(辆/h)； N: 一条车道的设计通行能力，与车速和车型有关（辆/h）; a : 车辆的几何宽度，我国设计车辆宽度规定为2.5m； c : 侧向余宽，车与车和车与边宽，一般取1~1.25m。
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
第四章 道路横断面设计
二、城市道路横断面设计
（一）横断面设计图
当按照城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相结合的原则确定了 横断面组成和宽度以后，即可绘制横断面设计图。 作用：指导施工和计算土石方数量.
段，其横断面组成可根据当地实践经验选用。
第四章 道路横断面设计
公路路基宽度为行车道与路肩宽度之和。当设有中间带、变速 车道、爬坡车道、应急停车带时．尚应包括这些部分的宽度。
整体式路基
分离式路基
第四章 道路横断面设计
1. 路幅的构成
高速、一级公路横断面组成： 行车道、中间带、路肩——必要组成部分 紧急停车带、爬坡车道、变速车道等——特殊组成部分
整理路基土石方计算与调配
整理路基土石方计算与调配在道路建设工程中，路基土石方的计算与调配是非常重要的一环。
而整理路基土石方的目的是为了保证道路的牢固和平整，确保交通安全与畅通。
本文将详细介绍整理路基土石方计算与调配的流程和方法。
一、土石方计算土石方计算是为了确定道路工程中需要挖掘或填方的土石方量。
具体的计算方法如下：1.1 道路横断面分析首先，需要对道路的横断面进行分析，了解道路的宽度、高度等参数。
根据横断面的情况，可以将道路分为挖方区和填方区。
在挖方区，需要挖掘土石方以达到设计的道路高度。
在填方区，需要填充土石方以平整道路。
1.2 坡度计算根据道路设计的坡度要求，计算挖方区和填方区的坡度。
一般来说，道路的坡度应根据地形和交通要求合理确定。
1.3 剖面积计算在挖方区和填方区，需要计算每个剖面的面积。
可以使用测量工具或计算软件对道路剖面进行扫描或重建，并计算各个剖面的面积。
1.4 剖面积累加将每个剖面的面积累加起来，得到整个挖方区和填方区的总面积。
1.5 土石方计算根据挖方区和填方区的总面积，结合道路设计的高度要求，计算挖方区和填方区的土石方量。
二、土石方调配土石方调配是指将挖掘来的土石方或填方所需的土石方按照一定的要求进行合理配置和布置，以确保道路的平整和稳固。
2.1 挖方土石方调配在挖方区，需要将挖掘来的土石方按照设计要求进行调配。
通常情况下，挖方区的土石方可以用于填方区，以减少外部土方运输对工程造成的影响和成本。
在挖方土石方调配中，需要考虑土石方的性质和质量。
不同的工程要求不同的土石方质量，因此需要进行筛分和分级处理，以满足路基设计的要求。
2.2 填方土石方调配在填方区，需要将合适的土石方进行调配和布置。
填方土石方的选择应根据设计要求和地质条件来确定。
填方土石方的调配需要考虑以下因素：土石方的类型、均匀度、含水量等。
合理的填方土石方调配可以保证路基的稳定性和承载能力。
2.3 移土距离控制在土石方调配过程中，需要控制土方的移动距离。
--某公路有连续三个变坡点分别为：k8 700、k9 100 - 重庆交通职业学院
ih 5%
，路拱坡度
iG 2%
,路肩坡度
iJ 3%
，桩距同（1）， 计算各桩路基边缘及中桩与设计标高之差。
（超高过渡方式为绕中线旋转）
2019/1/31
解：(1) 全加宽理论值：
《规范》规定值查表知b=1.0m 据题意选择全加宽值为b=1.0m 加宽缓和段采用比例过渡： bx
Lx b L
ZH点里程 KZH K10 182.30 - 111.54 K10 70.76
ZH点加宽值为0， 路基宽 B 2a 7.0 2 0.75 8.5m
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HY点里程 K HY KZH Ls K 10 70.76 35 K 10 105.76
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半填半挖路基
矮墙路基
护脚路基
沿河路堤
挡土墙路基
砌石路基
护脚路基
横断面设计的方法及步骤（一）
示例 • 逐桩绘制横断面地形图 • 根据路基设计表标注相应的中桩填挖 高度 示例 • 绘制地质线，确定边坡坡度及边沟形 状、大小 示例 边沟选择 边坡选择 • 用三角板（帽子板）逐桩绘出路基横 断面设计线 示例
0 0
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中线：
h c' bJ iJ B 7 iG 0.75 3 0 0 2 0 0 0.093 m 2 2
内缘：
B B h bJ iG iG bJ b ih 2 2 7 7 0.75 2 0 0 2 0 0 0.75 1.0 5 0 0 0.178m 2 2
K3+100.00的改正值=0.10m
路基土石方调配土石方数量的计算及调配
路基土石方调配土石方数量的计算及调配在道路工程建设中，路基土石方调配是一项至关重要的工作。
它不仅关系到工程的成本、进度和质量，还对周边环境产生影响。
准确计算和合理调配土石方数量，对于实现工程的经济、环保和高效具有重要意义。
一、土石方数量计算的基础土石方数量的计算首先要明确计算的范围和对象。
这通常包括路基挖方、填方、借方和弃方等。
在实际计算中，需要依据设计图纸和相关规范，对不同路段、不同地形的土石方量进行精确计算。
常用的计算方法有平均断面法和棱台体积法。
平均断面法适用于地形起伏不大的路段，其计算原理是将相邻两个横断面的面积相加，然后乘以它们之间的距离，再除以 2 得到体积。
而棱台体积法则适用于地形变化较大的情况，它将相邻两个横断面看作棱台的上下底面，通过复杂的公式计算体积。
在计算过程中，要注意对横断面的测量精度和数据准确性。
横断面的测量包括地面线的测绘和地质情况的记录。
地面线的测绘要准确反映地形的起伏，地质情况的记录则有助于判断土石方的类别和可利用性。
二、土石方数量计算的影响因素土石方数量的计算并非简单的数学运算，还受到多种因素的影响。
地形地貌是其中的关键因素之一。
山区的地形复杂，土石方量的计算难度较大，而且往往存在大量的挖方和填方；平原地区相对平坦，土石方量的变化相对较小。
土壤和岩石的性质也会影响计算结果。
不同类型的土壤和岩石，其密度、可挖性和可填性都有所不同。
例如，软土的填方压实系数较大，需要更多的填方量；坚硬岩石的开挖难度大，可能导致挖方量增加。
施工方法和工艺同样对土石方数量产生影响。
采用机械化施工和爆破施工等不同的方法，会导致土石方的松散系数和损耗率有所差异，从而影响计算结果。
此外，气候条件也不容忽视。
在雨季施工，土壤含水量增加，可能导致填方量的增加和挖方难度的加大。
三、土石方调配的原则在完成土石方数量的计算后，接下来就是进行调配。
调配应遵循以下原则：首先是就近原则。
尽量在附近路段调配土石方，减少运输距离和成本。
道路勘测设计 4横断面设计6-8
V0
a——平均加速度(m/s2)。
2.超车汽车在对向车道上行驶的距离S2:
V S2 t2 3.6
V---超车汽车的速度（km/h）. t2---在对向车道上的行驶时间（s）.
3.超车完成后，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3: S3=15～100m
第八节
路基土石方数量计算及调配
路基土石方---是评价公路测设质量的主要技术经 济指标之一。在编制公路施工组织计划和工程概预算 时，还需要确定分段和全线的路基土石方数量。 一、横断面面积计算 路基填挖的断面积，是指断面图中原地面线与路基设计 线所包围的面积，高于地面线者为填方，低于地面线者为 挖方，两者应分别计算。
（2）制动距离： 汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所行 驶的距离。
V2 S2 254( )
3.停车视距ST：
V· t V ST S 1 S 2 3.6 254( )
2
二、超车视距
当快速车追上慢速车后，需占用对向车道进行超车。驾驶员 必须能看到前面足够长度的车流空隙，以便在相邻车道上未出 现对向来车之前完成超车，且不影响对向汽车的行驶。
V----采用设计车速.设超车汽车和对向汽车都按设计 车速行驶. V0-----被超车汽车的速度,较设计车速低5-20km/h, t1=2.9-4.5s,t2=9.3-10.4s.
四、行车视距的保证
对于纵断面上的凸形竖曲线以及下穿式立体交叉凹形 竖曲线上的视距问题，在规定竖曲线的最小半径时已经 作了考虑。 在设计时，只要满足规范中最小竖曲线半径的要求， 也就同时满足了竖曲线上视距的要求。
最小必要超车视距
2 S全超车视距
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横断面设计
横断面设计方法、土石方计算与调配
（第19讲）
教学内容： 横断面设计方法与步骤 横断面设计成果 横断面图绘制方法 横断面面积计算方法 路基土石方数量计算及调配 重点解决的问题： 1. 如何绘制路基横断面设计图？ 2. 计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？ 3. 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？
5.7
路基土石方数量计算及调配
5.7.1 横断面面积计算
1. 积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再 乘以条宽即为该图形的面积。 每个小条块的近似面积为：
Ai bhi
横断面面积：
A bh1 bh2 bh1 bhn b hi
3. 土石方数量计算应注意的问题：
（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）； （2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）； （3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、 挖方增加）； （4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。
4. 编制路基土石方数量计算表 5. 编制每公里路基土石方数量表
（5）路基标准横断面图式（典型横断面 ）；
（6）路基边坡坡度值； （7）边沟、截水沟的形式及尺寸；
（8）弯道上视距的是否得到保证（视距台设计）。
5.6.2
（1）路基标准横断面图 （2）路基设计表
横断面设计成果
5.6.2
横断面设计成果
5.6.2
横断面设计成果
5.6.2
（1）路基标准横断面图 （2）路基设计表
1 n A ( xi yi 1 xi 1 yi ) 2 i 1
5.7.2 土石方数量计算
1. 平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面 之间为一棱柱体其体积的计算公式为：
1 V ( A1 A2 ) L 2
A2
A1
5.7.2 土石方数量计算
5.7.3 路基土石方调配
土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价 土石方的数量和运量等。
填方土源：附近挖方利用 借土 挖方去向：调往附近填方 弃土 1. 土石方调配原则 （1）就近利用，以减少运量； （2）不跨沟调运； （3）高向低调运； （4）经济合理；
4．绘出路基排水设施的断面图。
根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和
断面形式。
5.7
路基土石方数量计算及调配
5.7.1 横断面面积计算
1. 积距法：（条分法） 适用于不规则图形面积计算。 把横断面图划分成若干条等宽的小条，累加每一小条中心处的高度，再 乘以条宽即为该图形的面积。
1. 平均断面法： 若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近，则可假定两断面 之间为一棱柱体其体积的计算公式为：
1 V ( A1 A2 ) L 2
2. 棱台体积法：
若A1和A2相差甚大，则与棱台更为接近。其计算公式为：
V
1 ( A1 A2 A1 A2 ) L 3
5.7.2 土石方数量计算
1. 如何绘制路基横断面设计图？
2. 计算路基横断面面积有几种常用方法？计算原理是什么？
路基横断面面积的计算方法有积距法（条分法）、块分法、坐标法等，均为 不规则图形面积计算方法。 积距法：把图形分成若干个等宽的梯形，分别计算并累积中位线的高度再乘 以分条宽度即为图形面积。做法是用作图法累积中位线高度（用分规累计中位 线高度，并按比例尺计算出实际高度再乘以分条宽即为面积）。 块分法：把路基横断面图按地面线与设计线上的转折点用竖线分成若干个规 则的几何图形块，分别计算这些块的面积并累积即为图形面积。适用于计算机 程序运算。 坐标法：用不规则图形的所有节点的坐标按公式计算面积。
2. 土石方调配方法
（1）土石方计算表调配法：公路设计文件推荐方法。 （2）累积曲线法 （3）调配图法 土石方调配后，应按下式进行复核检查： 横向调运+纵向调运+借方=填方 横向调运+纵向调运+弃方=挖方 挖方+借方=填方+弃方
3. 关于调配计算的几个问题
（1）经济运距： 移挖作填与附近借方经济比较，调运挖方与借土费用相等时的运距。
（5）绘制横断面图； （6）横断面面积计算及土石方数量计算与调配。
5.6.1 横断面设计步骤
2. 路基横断面设计所需要的设计资料
（1）平曲线资料：半径、缓和曲线、偏角、曲线位置（交点桩号）等；
（2）每个中桩的填挖高度；
（3）路基宽度，路面宽度（分别确定左右侧宽度）； （4）各中桩的超高值；
B L免 T 3 式中：B——借土单价（元／m ），包括征地、开挖、运输、弃土等费用； T——远运运费单价（元／m3· km）； L兔——免费运距（km）。 L经
（2）平均运距
运距：是指从挖方体积的重心到填方体积的重心之间的距离。
平均运距：挖方路段中心桩号至填方路段中心桩号的距离计算。 （3）运量 土石方运量为平均运距与土石方调配数量的乘积。单位：m3·km
结
论
土石方调配的目的是确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土 石方的数量和运量等。填方土源有附近公路挖方利用、借土；挖方去向有调 往附近填方利用、弃土。
3. 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？
借方为填方数量减去利用方后尚缺的土方数量。 废方为挖方数量减去利用方后尚余的土方数量。 计价土石方数量为挖方数量加借方数量。 土石方数量计算关系：填方=本桩利用+纵向调运+借方 挖方=本桩利用+纵向调运+废方 挖方+借方=填方+废方
5.6
横断面设计方法及成果
5.6.1 横断面设计步骤
1. 公路横断面设计内容
（1）确定路幅横断面尺寸（宽度及横坡度）； （2）确定路基高度：纵断面设计完成； （3）路基横断面形状设计：直线式边坡 折线式边坡 台阶形边坡； （4）边坡坡度确定；路堤及路堑边坡
土质与岩石边坡
K5+300.00 右：3.7, -0.17, 12.7, -1.07, 25, -2.31 左：6.4, 0.82, 8.7, 1.3, 13.58,1.79, 25, 2.87
横断面图绘制方法
1．在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内 插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。 2．绘出设计线：“戴帽子” 3. 绘出路基防护及加固设施的断面图。
作业：
1. 《教材》P165. 5-3。（设计速度120km/h） 2. 分别绘出四车道（28m路基）高速公路及二级公路（V=80km/h） 的标准断面图及建筑限界图（要求标注实际尺寸，比例尺1:200）。 3. 利用《教材》表5.6.1数据及图3.7.1，绘制K2+200，+350，+500， +650，+900桩号的横断面设计图，并计算横断面面积。 （比例尺1:200）。
结
论
（1）在计算纸上绘制横断面的地面线，比例尺一般为1:200，坐标系为中桩 地面点为原点的直角坐标系。 （2）绘设计线（戴帽子），按填挖高度确定路基设计标高线、按左右侧路基 宽度确定路肩位置、按超高值确定路拱高度，连接路中、左右路面边缘与路肩 边缘即为路幅断面，从路肩开始按坡度绘出边坡，并根据需要绘出边沟、截水 沟、各种防护加固设施等。
（4）计价土石方数量 计价土石方数量=挖方数量+借方数量 3 如某工程土石方数量：填方500m 挖方200m3 借方400m3 弃方100m3 3 则计价土石方数量=600m
一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土 石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项 目的土石方数量。 对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。
横断面设计成果
（3）路基横断面设计图 （4）路基土石方计算表 （5）其他成果
横断面图绘制方法
1．在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内 插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。 2．绘出设计线：“戴帽子”
K5+300.00 T=2.52
i 1
n
5.7.1 横断面面积计算
2. 块分法： 把横断面图上地面线及设计线的转折点划分成若干块不等宽的梯形或三 角形，分别计算为一块图形的面积并累加起来，即为该图形的面积。
适用于计算机计算，精度高。
5.7.1 横断面面积计算
3. 坐标法
已知断面图上各转折点坐标（xi，yi），则断面面积为：
1. 土石方调配原则 （1）就近利用，以减少运量； （2）不跨沟调运； （3）高向低调运； （4）经济合理； 应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的 比较）。 远运利用的费用：运输费用、装卸费等 借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费
（5）不同的土方和石方应根据工程需要分别进行调配，以保证路基 稳定和人工构造物的材料供应。 （6）土方调配对于借土和弃土应事先同地方商量，妥善处理。