区間の両端の断面積を平均し、測点の間の距離を掛けて土量を求めます。
平均断面法の式
国土交通省の土木工事数量算出要領は、体積の計算を「数学公式によるほか、両断面積の平均数量に距離を乗じる平均断面法により算出する」としています。土工の数量算出方法でも、平均断面法の式を「土量=平均断面積×延長」と書いています。
A1・A2 は区間の両端の測点の断面積(m²)、L は測点の間の距離(m)です。1つの式にまとめると「土量 =(A1 + A2)÷ 2 × 距離」です。測点が3つ以上あるときは、隣り合う2つの測点の間(区間)ごとに土量を求めて合計します。切土と盛土は、それぞれの断面積で別々に計算します。
数位(表-1)
要領の「数量計算の単位及び数位一覧表」(表-1)は、土工量の数位を次のように決めています。数位より下の位は四捨五入します。
| 種別 | 単位 | 数位 |
|---|---|---|
| 距離 | m | 小数第1位まで(第2位を四捨五入) |
| 高・幅 | m | 小数第1位まで(第2位を四捨五入) |
| 断面積 | m² | 小数第1位まで(第2位を四捨五入) |
| 平均断面積 | m² | 小数第2位まで(第3位を四捨五入) |
| 土量 | m³ | 小数第1位まで(第2位を四捨五入) |
愛媛県の土工数量計算表の例にも「単位は断面,土量共小数点2位を四捨五入し1位止めとすること」と注記があります。
計算の順序と四捨五入
要領は、算式計算の乗除を記載の順序によって行い、分数は約分せずに分子と分母を求めてから割り、四捨五入により位止めするとしています。このアプリは次の順に計算します。
- 両端の断面積の和(A1 + A2)を求めて 2 で割り、平均断面積を小数第2位に四捨五入する。
- 四捨五入した平均断面積に距離を掛け、土量を小数第1位に四捨五入する。
- 区間ごとの土量を合計する。
- 断面積 59.6 m² と 102.2 m²・距離 20.0 m: 平均断面積(59.6 + 102.2)÷ 2 = 80.90 m²、土量 80.90 × 20.0 = 1,618.0 m³(愛媛県の計算表の最初の区間=断面位置 120〜140 の土量 1618.0 m³ と同じ)
- 断面積 13.9 m² と 14.0 m²・距離 17.5 m: 平均断面積 13.95 m²、13.95 × 17.5 = 244.125 → 土量 244.1 m³(小数第2位が 2 なので切り捨て)
- 断面積 0.0 m² と 37.8 m²・距離 12.5 m: 平均断面積 18.90 m²、18.90 × 12.5 = 236.25 → 土量 236.3 m³(小数第2位が 5 なので切り上げ)
このアプリは、入力した数を10進数の小数のまま計算します。プログラムで2進数の小数(浮動小数点数)のまま計算すると、18.9 × 12.5 が 236.24999… になって 236.2 に丸まることがあります。入力した断面積と距離は丸めずに使います。表-1 の断面積と距離の数位は小数第1位なので、横断図の数値をその位にそろえて入力します。
法面積の計算(平均法長)
要領は、面積計算で各法長が一定でないときは、両辺長を平均したものにその断面間の距離を乗ずる平均面積法で算出するとし、土工では「法面積=平均法長×延長」と書いています。表-1 の法面積の数位は、法長が小数第1位、平均法長が小数第2位、面積が小数第1位です。
例えば法長 5.2 m と 6.3 m の断面が 20.0 m 離れているときは、平均法長 5.75 m、法面積 115.0 m² です。土量と同じ順序で四捨五入します(このアプリが計算するのは土量です)。