公路概论1.ppt.ppt

公路概论教案 青海交通职业技术学院交通土木工程系王岳峰 第一张概述 第一节我国公路发展概况一 公路发展简史中国公路的发展大体经历了如下三个阶段 1 古代道路 公元前21世纪 公元1911年 早在公元前2000年 我国已出现可行驶牛 马车的道路 秦朝时期 强调 车同轨 书同文 公元前2世纪 我国通往中亚细亚和欧洲的丝绸之路开始发展起来 唐代是我国古代道路发展的鼎盛时期 初步形成了以城市为中心的四通八达的道路网 清代道路网系统分为三等 即 官马大路 大路 小路 官马大路 分东北路 东路 西路和中路四大干线 共长2000多km 2 近代道路 1912 1949年 一是清末和北洋政府时期 是中国公路的萌芽阶段 我国第一条公路是1908年在广西南部边防兴建的龙州至那甚公路 长30km 二是国民党政府时期 1927 1949年 是我国公路开始纳入国家建设规划阶段 1927年国民党政府的交通部和铁道部草拟了全国道路规划及公路工程标准 1938年我国完成滇缅公路理清表面处置100km 这是我国历史上最早修建的沥青路面 截至新中国成立前夕 全国通车里程只75000km 3 现代公路1949 1978年的30年间 全国从上到下建立了公路管理机构 并建立了设计 施工和养护的专业队伍 国家还颁布了一系列有关公路建设的重要法规 进行了全国公路普查 全国恢复并改善了原有公路 截至1978年底 公路里程达89万km 1978 1987年的10年间 到1987年底 全国公路通车里程达到98万公里 比1978年增加9 2万公里 二级以上公路2 9万公里 比1978年增加近两倍 1987年 随着改革开放和商品经济的发展 我国公路交通事业在国民经济中的地位 作用和效益 日益为各方面所认识和所接受 在公路建设方面主要表现在 公路里程增加 公路等级提高 公路科学技术取得巨大进步 公路养护管理有了新的进展 我国的高速公路发展比西方发达国家晚近半个世纪的时间 1988年上海至嘉定高速公路建成通车 结束了我国大陆没有高速公路的历史 1990年 被誉为 神州第一路 的沈大高速公路全线建成通车 标志着我国高速公路发展进入了一个新的时代 我国高速公路经过17年的持续快速发展 使公路基础设施总体水平实现了历史性跨越 随着京沪 京沈 京石太 沪宁合 沪杭甬等一批长距离 跨省区的高速公路相继贯通 我国主要公路运输通道交通紧张状况得到明显缓解 长期存在的运输能力紧张状况得到明显改善 今年5日召开的2008年全国交通工作会议上统计 截至2007年底 我国公路通车总里程达357 3万公里 其中高速公路5 36万公里 有21个省区市高速公路里程超过1000公里 其中 河南 山东两省突破4000公里 江苏 广东两省突破3000公里 在2007年 总规模约3 5万公里的 五纵七横 国道主干线系统于年底基本贯通 比原规划提前13年 西部开发8条省级通道建设已完成总量的80 苏通长江大桥 杭州湾跨海大桥 舟山连岛工程西堠门大桥相继合龙 总长32 4公里的苏通长江大桥 全长36公里的杭州湾跨海大桥 全长2 588公里的西堠门大桥 二我国公路行政等级及建设规划 一 公路的行政等级1 根据交通部颁发的 中华人民共和国公路管理条例实施细则 有关规定 把公路分为 国家干线公路 国道 g 省干线公路 省道 s 县公路 县道 x 乡公路 乡道 y 专用公路z 二 我国公路建设规划1 十一五 公路建设发展目标进一步完善公路网络 发挥路网整体效率 全国公路总里程达230万公里 五年增加38万公里 高速公路里程达3 6万公里 五年增加2 4万公里 继续完善国省干线公路网络 提高技术等级 二级以上公路里程达45万公里 五年增加13万公里 县乡公路达180万公里 五年增加30多万公里 新改建农村公路120万公里 2 高速公路发展规划 东网 东部地区基本形成高速公路网 长江三角洲 珠江三角洲 环渤海地区形成较完善的城际高速公路网络 中联 中部地区实现承东启西 连南接北 东北与华北 东北地区内部的连接更加便捷 西通 西部地区实现内引外联 通江达海 建成西部开发八条省际公路通道 第二节交通量一 车辆折算设计车辆 作为设计控制的应该是有代表性的标准型号汽车 汽车代表车型分类与车辆折算系数 二 交通量的定义及分类 一 交通量的定义交通量 又称交通流量或流量 是在指定时间内通过道路某地点或某断面的车辆 行人数量 二 交通量的表示方法1 平均交通量 年平均日交通量 aadt 公路工程技术标准 jtgb01 2003 规定 公路远景设计年限 高速公路 一级公路 20年 二级公路 15年三级公路 10年四级公路 10年 月平均日交通量 madt 周平均日交通量 wadt 2 小时交通量 小时交通量 指一小时内通过观测站的车辆数 高峰小时交通量 pht 是指一天内的车流高峰期间连续60min的最大交通量 辆 h 第30位小时交通量 它是将一年内8760个小时的交通量按照从大到小的次序排列 期中从大到小序号第30位的那个小时的交通量 设计小时交通量 0 12 0 155 年平均日交通量三 道路通行能力1 基本通行能力2 可能通行能力3 设计通行能力 第三节公路等级与技术标准 一 公路等级公路等级是表示公路通过能力和技术水平的指标 高速公路 为专供汽车分向 分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路四车道 年平均日交通量25000 55000 折合小客车 六车道 年平均日交通量45000 80000 折合小客车 八车道 年平均日交通量60000 100000 折合小客车 一级公路 为专供汽车分向 分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路四车道 年平均日交通量15000 30000 折合小客车 六车道 年平均日交通量25000 55000 折合小客车 二级公路 为供汽车行驶的双车道公路双车道 年平均日交通量6000 15000 折合小客车 三级公路 为主要供汽车行驶的双车道公路双车道 年平均日交通量2000 6000 折合小客车 四级公路 为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路双车道 年平均日交通量2000辆以下 折合小客车 单车道 年平均日交通量400辆以下 折合小客车 二 技术标准技术标准是根据公路设计交通量及设计速度对路线和各项工程结构设计的要求 把这些要求列成指标 用标准规定下来 载重标准净空标准 线形标准设计车辆外廓尺寸 m 第四节公路的基本组成 公路是设置在大地上供各种车辆行驶的一种线形带状结构物 主要承受车轮荷载的反复作用并经受各种自然因素的长期影响和破坏 公路是由线形和结构两部分组成一 路基1 什么是路基 路基是公路线形结构的主题 是由土 石按照一定尺寸 结构要求建筑成土工结构物的带状2 路基的作用 与路面共同承受行车荷载的作用 同时抵御各种自然因素造成的的危害 二 路面1 什么是路面 是用各种路面材料按照一定的比例经混合拌制分层铺筑于路基顶面后形成的结构物 2 路面的作用 主要供车辆安全 迅速和舒适地行驶 三 桥梁 涵洞1 什么是桥梁 涵洞 公路跨越河流 沟谷以及其他线路时 为了保证公路的连续性 则需要修建桥梁或涵洞等结构物来跨越 2 如何区分桥梁和涵洞 结构物单孔跨径小于5米或多孔跨径小于8米时 称为涵洞 当单孔跨径大于5米或多孔跨径大于8米时 称为桥梁 3 我国桥梁发展历史公元35年东汉光武帝时 在今宜昌和宜都之间 出现了架设在长江上的第一座浮桥 在秦汉时期 我国已广泛修建石粱桥 世界上现在是保存着的最长 工程最艰巨的石粱桥 就是我国于1053一1059年在福建泉州建造的万安桥 也称洛阳桥 此桥长达800米 共47孔 位于 波涛汹涌 水深不可址 的 海口江面上 此桥以磐石铺遍桥位底 是近代筏形基础的开端 并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体 此也是世界上绝无仅有的造桥方法 近千年前就能在这种艰难复杂的水文条件下建成如此的长桥 实是中华桥梁史上一次勇敢的突破 我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵县的赵州桥 该桥在隋大业初年 公元605年左右 为李春所创建 是一座空腹式的圆弧形石拱桥 净跨37m 宽9m 拱失高度7 23m 在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱 这样既能减轻桥身自重 节省材料 又便于排洪 增加美观 赵州桥的设计构思和工艺的精巧 不仅在我国古桥是首屈一指 据世界桥梁的考证 像这样的敞肩拱桥 欧洲到19世纪中叶才出现 比我国晚了一千二百多年 赵州桥的雕刻艺术 包括栏板 望柱和锁口石等 其上狮象龙兽形态逼真 琢工的精致秀丽 不愧为文物宝库中的艺术珍品 我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国 促进了与世界各国人民的文化交流并增进了友谊 桥梁的基本形式 涵洞圆管涵 盖板涵 箱涵 拱涵 四 隧道在山区修筑公路 经常有较高的山岭阻拦 如果选择绕的方式过山岭 有可能造成里程大大增加 纵坡陡峻 线形迂回较多 技术标准偏低 在这种情况下 可以考虑在一个适当的高程和地形处 打通一条山洞连接山岭两侧的公路 这样就可以避免上述路线的缺点而取得一条捷径 这类山洞就是公路隧道 还有一种情况 当公路需要穿越深水层或所跨越的江海湖泊不适宜修建桥梁时 也可以考虑隧道方案 据交通部统计 20世纪50年代 我国仅有30多座隧道 总长约2 5公里 六七十年代 我国干线公路上曾修建了百米以上的公路隧道 1964年修建的北京至山西原平公路上 修建了两座200米以上的隧道 已是非常大的工程 据统计 到1979年 我国公路隧道通车里程 仅为52公里 数量为374座 1993年发展到682座 总长136公里 隧道平均长度为199米 均是二级以下的短隧道为主 截止到2002年底 在我国有 多座铁路 公路隧道 总长度约 多公里 居世界第一 交通部副部长胡希捷宣布 我国已成为世界上隧道和地下工程最多 最复杂 发展最快的国家 终南山隧道2001年1月由国家发展计划委员会批准立项建设 设计工期为67个月 总投资约25亿元人民币 秦岭终南山隧道重大工程是 十五 期间陕西交通三大标志性工程之一 被誉为 中国第一长隧 的秦岭隧道横穿秦岭山脉 断层 涌水 岩爆 瓦斯爆炸等灾害频发 其中列入铁道部科研攻关项目的就有6大类 24个 隧道是沟通黄河经济圈与长江经济圈的交通枢纽 也是陕西省规划的 米 字形公路网主骨架西康公路中的重要组 成部分 它的建成对促进西部大开发战略的实施和陕西省与周边省市的经济交流具有十分重要的意义 秦岭终南山特长公路隧道是西安至安康高等级公路的控制性工程 与已建成的我国第一长隧道 西安安康铁路秦岭隧道并行 这一隧道是国家规划的包头 西安 重庆 北海 银川 西安 武汉两条公路西部大通道共用的特大型控制性工程 是沟通黄河经济圈与长江经济圈的交通枢纽 隧道建成后 将使西安至柞水的公路里程缩短60公里 行车时间缩短2 5小时 2001年 隧道试验段开始施工 2002年初全面开工 2004年12月13日 全线贯通 工程开工后 参建单位仅用34个月就完成了36 04公里的主洞掘进任务 平均月掘进1060米 在山岭公路隧道中 其工程规模 主洞长度 主洞埋深 分段通风长度 竖井深度及直径均列全国第一位 tbm隧道掘进机 盾构法施工 五 沿线设施 一 交通管理设施为保证行车安全 使驾驶员预知前面的路况和特点 道路上应设置交通标志和路面标线 1 公路交通标志指示标志 指示驾驶员行驶方向 行驶里程及交通服务设施的位置 距离等 警告标志 指示前方有行车障碍物或行车危险的地方 警告驾驶员集中精力 确保行车安全 禁令标志 指示各种必须遵守的交通限制的标志 2 路面标线白色连续实线 表示不准逾越的车道分界 白色间断线 表示可以准逾越的车道分界 黄色连续实线 表示严禁逾越的车道分界 二 交通安全设施护柱 护栏 护墙 防撞墙 高速公路隔离栅 三 服务性设施 四 景观设施 六 特殊结构物 1 挡土墙山区公路在翻山越岭时 往往要在横坡陡峻的山坡上修筑公路 为了保证路基稳定和减少工程数量 常需修建挡土墙 第五节高速公路简介 一 高速公路的优点 一 设计速度高车速是提高公路运输效率的一个重要因素 车速加快可以使运输时间缩短 车辆周转率提高 高速公路设计时速可达120公里以上 比普通公路高出60 到70 车辆使用效率提高 运输时间缩短 可给社会和公路运输经营者带来巨大的经济效益 二 通行能力大高速公路路面宽 车道多 因而车流量大 通行能力大 根本解决了交通拥挤与堵塞问题 一般普通公路通行能力为每天5千至6千辆 昼夜 而四车道高速公路昼夜通行能力为3 4万至5万辆 昼夜 六车道为7万至10万辆 昼夜 八车道为6万至10万辆 由此可见 高速公路所能承担的运输量要比普通公路高出几倍乃至几十倍 有力地促进了汽车运输车辆的大型化 重载汽车 拖 挂化 汽车列车 集装箱化 柴油机和专用化 如冷冻 等 不仅公路本身通过的汽车数量多 而且汽车运载力越来越大 使运输效率大大提高 三 行车安全舒适1 高速公路采用全封闭 全立交 排除了纵横干扰 沿途各种标志齐全 并设有前方汽车运行情报板 出入口流量和运行途中均受到现代化自动控制指挥系统的监控和调节 使交通事故大大下降 当然 有时遇到路面冻冰和大雾天气 也会发生严重交通事故 但是 总的说来 高速公路比普通公路的交通事故率低得多 据统计 高速公路的交通事故率仅为普通公路的三分之一 事故死亡率仅为普通公路的二分之一 普通公路的交通事故频率为195次 亿车辆 而高速公路仅为27次 亿车辆 2 高速公路实施一系列严密的规章制度和符合国情的交通法规 为安全行车制定了法律依据和行为准则 3 高速公路实施先进 科学 有效的管理模式 为安全行车奠定了运行保障体系 四 降低运输成本高速公路完善的道路设施条件使主要行车消耗 燃油与轮胎消耗 车辆磨损 货损货差及事故赔偿损失降低 从而使运输成本大幅度降低 高速公路的高效率功能 还进一步推动了公路运输组织方式的变革 汽车制造以提高轴载荷不断朝大型化 高速化 专用车型发展 为减少装卸 中转 运输组织方式尽量采取牵引拖挂 汽车列车及集装箱运输 五 带动沿线经济发展有利于工业开发 改善工业布局随着高速公路的发展 必然要吸引大批工业企业沿高速公路两旁选址 修 建厂房 发展工业基地 把高速公路建设成为工业走廊 工业企业充分利用高速公路的优越性 为工业生产提供方便 快捷的运输条件 生产发展了 同时也为公路运输提供长期而稳定的货源 形成了工业与交通互相依存 互相促进共同发展的新格局 日本名古屋至神户高速公路建成 沿途先后建成各种工厂企业900多家 对沿线落后地区的开发起了重要作用 日本在距高速公路20千米范围内 布局的工厂 企业点达50 80 有利于城市发展 调整城市布局现代化大城市 随着工业和经济的发展 带来了人口膨胀 环境污染及交通拥挤等弊端 发展高速公路后 扩大了人们活动的范围 大城市的部分工业和人口可向外发展和流散 既促进了卫星城镇的形成和城乡经济文化的交流 又减轻了大城市的交通 环境与人口的压力 高速公路在通过大城市时一般建在离市区稍远的城市边缘 用支线与城区连接 以减少对城市的污染 改善城市的环境 一业兴旺 多业发达高速公路沿线成为工业带之后 必须促进商业 旅游业 饮食业 娱乐 体育等第三产业的兴旺发达 给沿途居民提供大量的就业机会 增加居民收入 改善居民生活 还促进了交通运输客货中转站 汽车修配 加油站 公路养护和管理 运输信息等综合配套业务部门相应地发展 改善运输结构 促进综合运输发展高速公路发展起来以后 提高了公路运输在多种运输方式中的比重 加强了公路运输与铁路 机场 港口和管道之间的连接 大幅度提高了港口的集散能力 减轻了对港口的压力 同时 也增大了为铁路分流的能力 减轻了对铁路运输的压力 有利于改善各种运输方式之间的比例和结构 形成综合运输网络 使各种运输方式得到协调发展 各得其所 二 我国高速公路目前还存在的不足 一 高速公路总量不足 覆盖范围需要继续扩大高速公路发展的国际比较 二 尚未形成高速公路 难以发挥规模效益 三 与远景需求相比存在很大差距 三 高速公路的效益 一 经济效益1 直接经济效益缩短运输时间 提高了汽车的使用效率所带来的经济效益 节约行使费用 包括油耗 车耗 轮耗等方面的节约带来的经济效益 减少货物运输损坏 节省包装 装卸等费用带来的经济效益 由于降低事故率所减少的经济损失 二 社会效益1 促进公路沿线经济发展和资源开发 2 加速物质生产和产品流通 3 有利于城市人口的分散和卫星城镇的开发 4 促进运输结构合理化及汽车工业的发展 5 随着交通运输业的兴旺 一批与交通运输业密切相关的第三产业 如旅游业 饮食业 文化娱乐业等 都迅速兴起 扩大了就业范围 增加了国家 个人收入 三 国防与军事作用利用高速公路使运输设备快速机动 是实施战时运输 城市紧急疏散的有力手段 部分高等级公路还能为战斗机 运输机提供起降场所 巩固国防有重大作用 四 环境生态效益修建高速公路创造了空间 形成空间流动 可减轻城市污染 它具有良好的空间线形 视野及净空 车辆排废气量降低 但是 污染 噪声集中 施工期间开挖 填筑给环境带来负影响 第六节公路项目基本建设程序公路项目基本建设程序图 长期计划 五年计划 预备项目计划 年度投资计划 项目建议书 可行性研究报告 设计工作 建设准备 建设实施 生产准备 竣工验收 交付使用 生产运营 后评价 竣工决算 投资估算 设计总概算 施工图预算 可行性研究 一 项目建议书项目建议书是要求建设某一具体建设项目的建议文件 是基本建设中的第一阶段 是投资决策前对拟建设项目的轮廓设想 项目建议书不是项目的最终决策 项目建议书的内容一般包括 项目建设的必要性和依据 拟建设规模 建设地点和建设方案的初步设想 经济效果金额经济效益的初步估计 二 可行性研究报告项目建议书批准后 即可进行可行性研究 对项目在技术是否可行和经济上是否合理进行科学地分析和论证 以减少建设项目决策的盲目性 公路建设项目可行性研究报告的主要内容包括 建设项目依据 历史背景 建设地区总和运输现状和建设项目在交通运输网中的 地位和作用 原有的公路技术状况和适应程度 3 论述建设项目所在地区的经济特征 研究建设项目与经济发展内在联系 预测交通量 运输量的发展水平 4 建设项目的地理位置 地形 地质 地震 气候 水文等自然特征 5 筑路材料来源及运输条件 6 论证不同建设方案的路线起讫点和主要控制点 建设规模 标准 提出推荐性意见 7 评价建设项目对环境的影响及可采取的环境措施及意见 8 测算主要工程量 征地拆迁数量 估算投资 提出资金筹措方案 提出勘察 设计 施工计划安排 9 确定运输成本及相关经济参数 进行国民经济评价 敏感性分析 财务分析 10 对收费公路 桥梁 隧道还需财务分析 评价推荐方案 提出存在的问题及建议 可行性研究报告批准后 一般不得随意修改 三 设计阶段设计是对拟建工程的实施在技术上和经济上进行的全面而详尽地安排 是基本建设设计规划的具体化 是组织施工的依据 设计阶段 初步设计 施工图设计 技术设计 对于技术上复杂而又缺乏设计经验的项目或建设项目中的个别路段和特殊构造物等 设计工作必须由具有相应资质等级的勘察设计单位来完成 四 编制年度基本建设投资计划阶段建设项目的初步设计和概算文件完成并上报比准后 则能列入国家基本建设年度计划建设项目要根据批准的总概算和工期 合理地安排分年度投资 五 建设前准备工作阶段为保证施工顺利进行 项目在开工之前应切实做好各项建设准备工作 主要内容有 1 征地 拆迁和场地平整 2 完成施工水 电 路等工程 3 组织设备 材料订货 4 准备必要的施工图纸 5 组织施工招标 择优选择施工单位 6 报批开工报告 六 建设实施阶段在具备开工条件并经批准后 项目即可开工建设 组织实施 七 竣工验收竣工验收实工程建设过程的最后一环 实全面考核建设成果 检验设计和工程质量的重要步骤 也是基本建设转入生产或使用的标志 是过程交付使用的一个法定手续 八 项目后评价检测项目后评价实工程项目竣工运营一段时间后 再对项目的立项决策 设计施工 竣工投产 生产运营等全过程进行系统评价的一种技术经济活动 第二章路线 第一节横断面一 横断面的组成与标准横断面图 高速公路 一级公路路基标准横断面 路基 路肩 车道 中间带 车道 车道 硬路肩 路缘带 路缘带 路缘带 中央分隔带 二 三 四级公路路基标准横断面 路基 路肩 车道 路肩 硬路肩 车道 土路肩 车道 三 四级公路一般情况 二级公路加宽硬路肩时 二 公路路幅 指的是由车行道 分隔带和路肩等组成的道路横断面范围 一 行车道行车道是指供各种车辆纵向排列 安全顺适地行驶的公路带状部分 二 路肩指的是位于车行道外缘至路基边缘 具有一定宽度的带状部分 包括硬路肩与土路肩 为保持车行道的功能和临时停车使用 并作为路面的横向支承 三 中间带公路中间带由分隔带和路缘带组成 分隔带以路缘石线等设施分界 在构造上起到分隔往返交通的作用 在分隔带的两侧设置路缘带 路缘带既引导驾驶员的视线 又增加行车安全 还能保证行车所必须的侧向余宽 提高行车道的使用效率 三 路拱路面的横向断面做成中央高于两侧 具有一定坡度的拱起形状 叫路拱 其作用是利用路面横向排水 抛物线型 人字型路拱折线型路拱 第二节平面线形 平面线形指的是道路中线在水平面上的投影形状 一 平面线形的组成及要素公路平面是由公路中线反映的 而中线又由直线 圆曲线和缓和曲线组成 二 平曲线超高超高指的是为抵消车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力 在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡 三 曲线加宽汽车在弯道上行驶时 各个车轮的行驶轨迹不同 在弯道内测的后轮行驶轨迹半径最小 而靠近弯道外侧的前轮行驶轨迹半径最大 当转弯半径较小时 这一现象表现的更为突出 为了保证汽车在转弯时不侵占相邻车道 凡小于250m半径的曲线路段均需要加宽 四 回头曲线回头曲线指的是山区道路在同一坡面上回头展线时所采用的回转曲线 五 路线平面图路线平面图指的是道路中线及沿线地貌 地物在水平面上的投影图 1 线形情况2 地形情况3 地物情况 第三节行车视距 一 停车视距 驾驶员在行驶过程中 从看到同一车道上的障碍物时 开始刹车到达障碍物前安全行车的最短距离 它由驾驶员在反应时间内车辆行驶距离 开始刹车至停车的制动距离和安全距离组成 二 会车视距 两辆汽车在同一条行车道上相对行驶发现时来不及或无法错车 只能双方采取制动措施 使车辆在相撞之前安全停车的最短距离 三 超车视距 汽车绕道到相邻车道超车时 驾驶员在开始驶离原行车路线能看到相邻车道上对向驶来的汽车 以便在碰到对向驶来车辆之前能超越前车交驶回原车道所需的最短距离 四 平曲线视距保证措施 2 清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物 适用 分散障碍物 如独立建筑物等 1 清除障碍物 1 清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物 适用 连续障碍物的清除 如路堑边坡等 2 分道行驶 二 三 四级公路 在工程特殊困难 或受其它条件限制路段 若保证2倍停车视距不可能 则必须满足停车视距 同时必须采用严格的分道行驶措施 如设分道线 分隔带 分隔桩 或设成两条分离的单车道 第四节纵断面线形 一 路线纵断面图路线纵断面图指的是沿路线中线的竖向剖面图 二 纵坡设计纵坡 指的是路线纵断面上同一坡段两点间的高差与其水平距离之比 以百分率表示 一 纵坡设计的基本要求为使纵坡达到经济合理的目的 必须全面掌握勘测资料 结合选线的意图进行综合分析 比较 确定较为合理的坡度及坡长 因此 纵坡设计应满足如下的一些要求 1 纵坡设计必须满足 公路工程技术标准 中有关纵坡的各项规定 2 保证行驶的安全性 纵坡应具有一定的平顺性 起伏不宜过大和频繁 尽量避免采用极限坡值 山区道路的垭口处的纵坡应尽量放缓一些 连续升坡或降坡时 应尽量避免设置反坡 3 纵坡设计应对沿线的自然条件 如地形 土壤地质 水文 气候等做综合考虑 具体情况具体处理 最大限度地保证路基的稳定和道路交通的畅通 4 填挖平衡是纵坡设计的重要控制因素 尽量就近移挖作填以减少借方 节省土石方数量和其他工程量 降低工程造价 5 纵坡设计时应充分考虑农田水利方面的需要 尽量照顾当地民间运输工具 农业机械等运输条件的要求 6 尽量减少对生态环境的影响 二 最大纵坡度与最小纵坡最大纵坡 是指在进行纵坡设计时 各级公路所允许采用的最大纵坡值 它是纵坡设计的一项重要控制指标 在地形起伏较大的地区 最大纵坡的控制将直接影响路线的长短 使用质量 运输成本以及工程造价 最小纵坡 为保证路基的排水 防止水分渗入路基 特别是长路堑 低填方或横向排水不畅通的路段 均应设置不小于0 3 的最小纵坡 一般情况下以不小于0 5 为宜 三 合成坡度合成坡度是指在设有超高的平曲线上 路线的纵坡和弯道超高所组成的坡度 四 高原坡度折减在高原地区因空气稀薄而使汽车的功率和汽车的驱动力降低 从而导致汽车的爬坡能力下降 另外 在高原地区由于汽车水箱中的水易于沸腾而导致汽车的冷却系统破坏 因此 公路工程技术标准 中规定 在高原地区应对道路的最大纵坡作相应的折减 最大纵坡折减后 如小于4 仍用4 五 坡长限制1 最小坡长限制在纵坡设计中 如果不限制最小坡长 会造成变坡点过多 车辆行驶颠簸 频繁变化在增重和失重当中 导致乘客感觉不舒适 这种情况在车速高时表现的更加突出 从路容上看 相邻两竖曲线的敷设和纵断面视距保证等条件也要求坡长应控制一定的最短长度 2 最大坡长限制道路纵坡的大小和坡长对汽车的正常行驶影响很大 特别是长距离的陡坡对汽车的安全行驶非常不利 主要表现在 爬坡行驶的速度明显地下降 以至采用较低的档位克服坡度阻力而容易导致汽车爬坡无力 甚至熄火 下坡行驶制动次数频繁 易导致制动器发热而失效 因此 公路工程技术标准 规定要对最大坡长进行限制 三 竖曲线竖曲线在线路纵断面上 以变坡点为交点 连接两相邻坡段的曲线称为竖曲线 竖曲线有凸形和凹形两种 凹型竖曲线 0 凸型竖曲线 0 1 竖曲线要素的计算公式 1 竖曲线的基本方程式 1 包含抛物线底 顶 部 式中 r 抛物线顶点处的曲率半径 四 平 纵面线形的组合公路平面与纵断面的线形组合是指在满足汽车运动学和力学要求的前提下 研究如何满足视觉和心理方面的连续性 舒适感 研究与周围环境的协调和良好的排水条件 以保证汽车行驶的安全 舒适与经济 平面与纵断面组合应遵循如下设计原则 1 应能在视觉上自然地诱导驾驶员的视线 并保持视觉的连续性 2 平面与纵断面线形的技术指标应大小均衡 不要悬殊太大 使线形在视觉上和心理上保持协调 3 选择组合得当的合成坡度 以利于路面排水和安全行车 4 应注意线形与自然环境和景观的配合与协调 第五节路线交叉 一 交叉口交通分析及基本要求 一 交叉口交通分析 进出交叉口的车辆 由于行驶方向的不同 车辆与车辆之间的交错方式也不相同 可能产生的交错点的性质也下一样 同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点称为分流点 来自不同行驶方向的车辆以较小的角度 向同一方向汇合行驶的地点称为合流点 来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点称为冲突点 此三类交错点都存在相互尾撞 挤撞或碰撞的可能性 是影响交叉口行车速度 通行能力和发生交通事故的主要原因 其中 以直行与直行 左转与左转以及直行与左转车辆之间所产生的冲突点 对交通的干扰和行车的安全影响最大 其次是合流点 再次是分流点 因此 在交叉口设计时 应尽量采取措施减少冲突点和合流点 尤其要减少或消灭冲突点 二 平面交叉口的基本要求平面交叉口设计的基本要求有 一是在保证相交道路上所有车辆和行人安全的提下 使车流和人流交通受到最小的阻碍 亦即保证车辆和行人在交叉口处能以最少时间顺利 安全通过 这样就能使交叉口的通行能力适应各条道路的行车要求 二是正确设计交叉口立面 保证转弯车辆形势稳定 三是要符合排水要求 是交叉口地面水能迅速排除 保持交叉口的干燥状态 有利于车辆和行人通过 并可使路面使用寿命延长 二 公路平面交叉 一 平面交叉的一般要求 二 平面交叉口的形式1 常见形式 2 拓宽路口式交叉口 3 环形交叉口 三 立体交叉立体交叉指的是道路与道路或铁路在不同高程上的交叉 利用跨线桥 地道等使相交的道路在不同的平面上交叉 简称立交 1 跨线桥跨线 立交 桥 跨越公路 铁路或城市道路等交通线路和桥 在既有线路之上跨越 又分为分离式和互通式 前者只保证上下层线路的车辆各自独立通行 后者能使上下层线路的车辆相互通行 在平面和立面上修建复杂的迂回匝道 占用很多土地 为减少噪声 多采用预应力混凝土桥 2 匝道匝道 又称引道 是工程学上的术语 通常是指一小段提供车辆进出主干线 高速公路 高架道路 桥梁及行车隧道等 与邻近的辅路 或其他主干线的陆桥 斜道 引线连接道 以及集散道等之附属接驳路段 它是构成道路交流道的主要交通建设 3 变速车道变速车道指的是高速公路 城市快速路等道路上的加速车道和减速车道的总称 加速车道是为保证驶入干道的车辆 在进入干道之前 能安全加速以保证汇流所需的距离而设的变速车道 减速车道是为保证车辆驶出高速车流以安全进入低速车道所需的距离而设的变速车道 变速车道应用于平面交叉信号交叉口 互通式立体交叉 高速公路的服务区和公共汽车停靠站 管理与养护设施等与主线衔接出入口处 由于各自的使用特点不同 其几何设计要求不尽相同 第三章路基 第一节概述一 路基的特点和要求路基 按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物 组成 结构本体 排水结构物 防护与加固设施 其他特殊构造物 特点 1 土石方工程巨大 沿线分布不均 与路基排水 防护与加固工程相互制约 设计中需要综合考虑 2 路基工程项目繁杂 涉及土方 石方 污工砌体等多种结构的设计和施工 施工安排十分不易 3 路基工程对于原来的生态 水土保持和农田水利等环境影响巨大 工程方案应该经过仔细权衡并采取一定的技术措施以避免对于环境的破坏 4 路基工程的质量对于道路的使用品质和路面的使用寿命影响十分明显 基本要求 1 具有足够的稳定性2 具有足够的水温稳定性3 具有足够的整体稳定性 二 路基土的分类和性质 一 路基土的分类依据颗粒组成 土的塑性指数和土质化学成分为4类11种 二 各种土的路用性质 一 巨粒土1 漂石 用作砌筑工程结构物 或破碎后用作混合材集料 不能用于路基填筑2 卵石 用作砌筑工程结构物 或破碎后用作混合材集料 是强度和稳定性都好的路基填料 但是不能用于路基上层填筑 二 粗粒土1 砾类土 是强度和稳定性都好的路基填料 但是不建议用于路基上层填筑 级配和强度等性质优良的砾石或砂砾用作混合材集料 水泥混凝土或贫混凝土等 2 砂类土 1 砂 纯粹的砂是强度和稳定性都好的路基填料 同时也用于其他混合材集料 细砂或粉砂容易产生被动水携带 砂土液化或管涌 不适用于高路堤 沿河路堤和堤坝 2 砂性土 是强度和稳定性都好的优良路基填料 三 细粒土1 粉质土 强度低 干缩 毛细作用强 是不良路基填料2 粘质土 透水性小 干缩湿胀 不适用于水湿状况剧烈变化地区 可用于干旱地区路堤填筑或某些特殊部位 也可以用来与砂土拌合后形成砂性土使用3 有机质土 不宜用作路基填料 四 特殊土 不宜用作路基填料 三 路基干湿类型 1 湿度的来源和变迁 路基的湿度状况变化是影响路基路面结构强度 刚度与稳定性的重要因素之一 应该尽量使路基平衡湿度 路基上部中心附近趋向稳定平衡的湿度 趋于较干燥或稳定的状态 使路基保持稳定 1 大气降水 大气降水通过路面 路肩边坡和边沟渗入路基 2 地面水 边沟的流水 地表泾流水因排水不良 形成积水 渗入路基 3 地下水 路基下面一定范围内的地下水浸入路基 4 毛细水 路基下的地下水 通过毛细管作用 上升到路基 5 水蒸汽凝结水 在土的空隙中流动的水蒸汽 遇冷凝结成水 路基干湿类型路基的干湿类型是以不利季节路槽表面以下80厘米深度内土的平均稠度wc来划分 分为干燥 中湿 潮湿 过湿四类 第二节路基的基本形式及有关规定 路基的断面形式通常可分为三种类型 路堤embankment路堑cutting半填半挖式路基part fillpart cutsubgrade 二 路基的技术规定 一 路基宽度 是指一个横断面上两路肩外缘之间的宽度 由公路等级和交通情况决定 通常包含行车道 路肩和中间带 特殊地段可能包含变速车道 爬坡车道 慢行车道 弯道加宽或其他路用设施 如护栏 照明 绿化 等可能占用的宽度 路基宽度图 路肩 车道 中间带 车道 车道 硬路肩 路缘带 路缘带 路缘带 中央分隔带 路肩 车道 路肩 硬路肩 车道 土路肩 车道 三 四级公路一般情况 二级公路加宽硬路肩时 三 沿河路堤及受水浸淹的路基 其高度应高于相应的设计洪水频率的设计水位 洪水位高度 壅水或波浪高度 之上0 5m 边坡高度 填方坡脚或挖方坡顶标高与路基边缘的相对高差 一 路基高度由路线纵坡设计确定 确定时 要综合考虑地形 地质 地貌 水文等自然条件 桥涵等构造物与交叉口的控制高度 纵横坡度的平顺 平纵线形的协调 土石方工程数量的平衡 以及路基的稳定性等因素 二 路基高度