市政工程(道路).ppt

市政与基础设施工程 徐鹏鹏博士建设管理与房地产学院 绪论 基本概念市政工程的内容市政工程的作用本课程的教学内容 市政的含义 市 即指 城市 政 指 政治 如政权 政党 政府 政策 政体等 或 政务 行政事务或公共事务 如财政 邮政 城市是一定地域范围内的社会大系统经济子系统 涉及资源分配 财富的生产与分配 政治子系统 以权力的形成 分配和作用为基础 这两个子系统决定了城市社会系统的性质 交通通讯子系统 城市系统内外部相互作用的媒介与途径 空间子系统 使各系统相互作用的物质基础 也是这种作用的结果 这两个子系统是社会系统存在 运行和发展的基础 市政可定义为 在城市的国家政权机关 或行政机关 对辖区内的各类行政事务 或公共事务 所进行的管理活动及其过程 市政工程含义 市政工程 municipalengineering publicworks 市政工程是指城市公用设施 或基础设施 工程 基础设施概念 基础设施是指为社会生产和居民生活提供公共服务的物质工程设施 是用于保证国家或地区社会经济活动正常进行的公共服务系统 它是社会赖以生存发展的一般物质条件 基础设施 不仅包括公路 铁路 机场 通讯 水电煤气等公共设施 即俗称的基础建设 而且包括教育 科技 医疗卫生 体育 文化等社会事业即 社会性基础设施 socialinfrastructure 市政工程的概念 市政工程 municipalengineering 是指市政设施建设工程 在我国 市政设施是指在城市区 镇 乡 规划建设范围内设置 基于政府责任和义务为居民提供有偿或无偿公共产品和服务的各种建筑物 构筑物 设备等 城市生活配套的各种公共基础设施建设都属于市政工程范畴 比如常见的城市道路 桥梁 地铁 比如与生活紧密相关的各种管线 雨水 污水 上水 中水 电力 电信 热力 燃气等 还有广场 园林等的建设 都属于市政工程范畴 市政工程的作用 城市让生活更美好 BetterCity BetterLife 是城市的组成部分 是城市功能实现的重要保障 是城市现代化水平的重要标志 市政工程内容 市政工程分为大市政和小市政大市政是指城市道路 桥梁 排水 污水处理 城市防洪 园林 道路绿化 路灯 环境卫生等城市公用事业工程 小市政是指 以民居小区 厂区排水及道路工程 市政工程内容 1 城市交通工程 如道路 立交 广场 交通设施及地铁等轨道交通设施 2 河湖水系工程 如河道 桥梁 引 排 水渠 排灌泵站 闸桥等水工构筑物 3 地下管线工程 为常见的供水 排水 包括排雨 污水 供电 通信 供煤气 供热的管线部分及特殊用途的地下管线和人防通道等 4 架空杆线工程 不同电压等级的供电杆线 通信杆线 无轨杆线及架空管线 5 街道绿化工程 行道树 灌木 草坪 绿化小品 如街道绿化中的假山石 游廊 画架 水池 喷泉等 建筑物 构筑物占主要部分的各市政专业工程场 厂 站 点 教学内容 市政工程施工技术 城市道路工程城市桥梁工程城市轨道交通工程城市给排水工程城市管道工程生活垃圾填埋处理工程城市绿化与园林工程 参考书目 1 市政公用工程管理与实务 第三版 全国一级建造师职业资格考试用书 中国建筑工业出版社 2 市政工程施工技术 主编 吴伟民 厦门大学出版社 2013 3 市政工程概论 主编 樊琳娟 人民交通出版社 2010 第一篇城市道路工程 1 概论2 城市道路构造与识图3 城市道路路基工程4 城市道路路面工程 1 概论 道路的含义 道路是供各种车辆和行人等通行的工程设施 它主要承受车辆荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响 1 1城市道路含义 功能与特点 根据道路所处位置 交通性质 使用特点分为公路 城市道路 厂矿道路 林区道路及乡村道路等 道路的分类 公路位于城市郊区及城市以外 联接城市与乡村 主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路 称为公路 城市道路在城市范围内 供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路 称为城市道路 厂矿道路在工厂 矿区 码头内部的专用道路 林区道路用于林区内部的生产 生活专用道路 乡村道路连接乡 村 居民点的道路 主要供行人及各种农业运输工具通行 交通功能 在城市里 道路交通运输是城市交通的主要形式 城市道路连接城市各个组成部分 包括市中心区 工业区 生活居住区 对外交通枢纽以及文化教育 风景游览 体育活动场所等 并与公路相贯通的交通纽带 使城市构成一个相互协调的有机联系的整体 保护环境 美化城市的功能 道路绿化可以改善空气环境 调节城市的气温和湿度 同时 城市道路作为线形构筑物 设计 修建考虑了美学原理 城市道路的功能 布设基础设施 城市地面上的各种杆线 地下管道 高架道路都沿道路布设 城市规划及建筑艺术功能 城市道路是城市建设的主要项目 在城市总平面图上 是总体规划所确定的建筑红线之间的用地部分 城市道路网规划 反映了一个城市的平面整体面貌和布局风格 防灾救灾功能 道路的防灾救灾包括道路作为避难场地 防火隔离带 消防和救护通道的作用等 城市道路的组成 1 供各种车辆行驶的车行道 其中供机动车行驶的称为机动车道 供自行车 三轮车等行驶的为非机动车道 2 专供行人步行交通用的人行道 地下人行道 人行天桥 3 交叉口 交通广场 停车场 公共汽车停靠站台 4 交通安全设施 如交通信号灯 交通标志 交通岛 护栏等 5 排水系统 如街沟 边沟 雨水口 雨水管等 6 沿街地上设施 如照明灯柱 电杆 邮筒 清洁箱等 7 地下各种管线 如电缆 煤气管 给水管等 8 具有卫生 防护和美化作用的绿带等 城市道路的特点 道路交叉点多 区间段短 交通流速较低 通行能力较小 道路上行人和公共交通车辆 机动车和非机动车等各种交通流相互交织 交通组织比较复杂 城市道路的布局 线形 路型和宽度 除了满足城市交通运输的要求外 还要满足许多非交通性的要求 在交通安全和交通管理方面要求较高 方格式道路网放射 环形式道路网自由式道路网混合式道路网 1 2城市道路系统形式 城市内的道路纵横交织 组成网络 所以城市道路系统又称为城市道路网 城市各条道路彼此相互配合 把城市的各组成部分有机地联系起来 常用的道路网大体上可归纳成四种形式 1方格式道路网又称棋盘式道路网 是道路网中最常见的一种形式 方格式道路网划分的街坊用地多为长方形 即每隔一定距离设一干路 干路间设支路 分为大小适当的街坊 此种道路网适用于平坦的中小城市或大城市中的个别区域 其优点是布局整齐 便于建筑物布置 土地规划 道路定线方便 交通组织简单便利 系统明确 易于识别方向等 郑州市北区道路网 北京旧城 西安 洛阳 太原 开封 福州 苏州等均属于方格网式 方格式道路网的缺点是对角线两点间的交通绕行路程长 非直线系数较大 增加市内两点间的行程 降低了交通工具的使用效能 西安方格形道路网 环形放射式道路网 是国内外大城市和特大城市采用较多的一种形式 环形放射式道路网以市中心为中心 环绕市中心布置若干环形干道 联系各条通往中心向四周放射的干道 其优点是中心区与各区以及市区与郊区都有短捷的道路联系 非直线系数小 有利于解决过境交通对城市中心区的影响 道路分工明确 路线曲直均有 较易适应自然地形 环形放射式道路网的缺点是街道划分不规则 交叉口不够规则 交通组织不够灵活 规划不当 城市规模进一步扩大会形成 摊大饼 的城市布局 很容易造成市中心交通压力过重 市中心交通阻塞问题 2环形放射式道路网 莫斯科 巴黎 伦敦 柏林 东京等城市都是环形放射式道路网 成都市道路网 伦敦环形放射式道路网 自由式道路网往往是结合地形布置 路线依据地形起伏而无一定的几何图形 我国很多山区城市地形起伏大 道路选线时为减小纵坡 常沿山麓或河岸布设 此种道路网适用于依山傍水 自然地形条件复杂的城市 其优点是能充分利用自然地形 节省道路建设投资和工程造价 形式自然活泼 自由式道路网的缺点是道路弯曲没有一定的几何形状 不利于城市规划和土地利用 不规则街坊多 影响建筑物的布置 路线弯曲不易识别方向 非直线系数大 适用于自然地形条件复杂的区域和小城市 比如我国青岛 重庆 珠海 九江等城市的道路网即属于自由式道路网 3自由式道路网 青岛市道路网 重庆市区干道系统图 混合式道路网是结合城市的条件 采用以上三种基本形式的道路网组合而成 有的城市是因城市分阶段发展而形成为混合式道路网 目前我国很多大城市采用方格网式或环形放射式的混合式 这种形式道路网形式多样不拘泥 即可有几种形式道路网的优点 也能避免它们的缺点 如北京 上海 天津 沈阳 武汉 南京 合肥等均属这种道路网 4混合式道路网 上海市干道系统图 北京市区道路网 城市道路的网格布局形式比较 城市道路的网格布局形式比较 我国颁布的 城市道路设计规范 根据道路在城市道路系统中的地位 交通性质和交通特征以及对沿线建筑物的车辆和行人进出的服务功能等 将城市道路分为四类或三类 大城市一般分为四类 即快速路 主干路 次干路 支路 小城市一般分为三类 即主干路 次干路 支路 中等城市可视规模按四类或三类考虑 除快速路外 每类道路按照所在城市的规模 设计交通量 地形等分为 级 大城市应采用各类道路中的 级标准 中等城市应采用各类道路的 级标准 小城市应采用各类道路中的 级标准 1 3城市道路分类与分级 快速路一般设置在直辖市或较大的省会城市 主要属于交通性道路 为城市远距离交通服务 交通组织采用部分封闭 快速路对向车道之间应设置中间分隔带 快速路与高速公路及主干路交叉时 必须采用立体交叉 与次干路相交 当交通量仍可维持平面交叉时 也可设平交 但需保留立体交叉的可能用地 与支路一般不能相交 行人不能穿越快速道路 在过路行人集中地点必须设置人行地道或人行天桥 为保证汽车行驶的安全 畅通 快速 舒适 沿路严禁设置吸引人流的公共建筑的出入口 快速路 主干路主干路是城市道路的骨架 为连接城市各主要分区的交通干道 是城市内部主要大动脉 以交通运输为主 主干路一般设4或6条机动车道和有分隔带的非机动车道 一般不设立体交叉 而采用扩大交叉口的办法提高通行能力 个别流量特别大的主干路交叉口 也可设置立体交叉 主干路 次干路是城市中数量较多的一般交通道路 配合主干路组成城市干道网 起联系各部分和集散交通的作用 并兼有服务的功能 次干路一般可设4条车道 可不设单独非机动车道 交叉口可不设立体交叉 部分交叉口可以做扩大处理 在街道两侧允许布置吸引人流的公共建筑 支路支路是次干路与街坊路的联络线 解决城市地区交通 以服务功能为主 支路上不宜通行过境车辆 只允许通行地方服务的车辆 街坊内部道路 作为街坊建筑的公共设施组成部分 不列入等级道路以内 次干路 支路 2 1城市道路的宽度与车道布置 城市道路的总宽度即道路规划红线之间的宽度 也称为路幅宽度 它是道路用地的范围 包括城市道路各组成部分 车行道 人行道 绿化带 分车带及预留地等所需的宽度总和 城市道路设计 道路规划红线的设计 预测50年以上的交通量发展 来计算车道宽度 做到30年不落后 50年还可以用 一次确定 50年以上不变 近期道路建设的宽度设计 按城市道路设计规范 规定的设计年限 预测15 20年的交通量 来计算车道宽度即可 2 城市道路构造与识图 以上两种道路宽度的差值 作为城市道路预留地 可先做绿化 以便道路分期拓宽 不必拆房 机动车每条车道宽度 一般应为3 75 4m为宜 路面车道数 主要取决于道路等级和该路的设计年限 一般从路面结构使用年限考虑 预测15 20年日平均和高峰小时机动车交通量 从目前城市交通量发展情况看 大城市新建的主干路 宜采用八车道 双向 次干道则采用六车道 双向 对小城市的主干路可采用六车道 双向 次干道采用四车道 双向 为宜 可为交通发展留些余地 一 机动车道宽度的确定 二 非机动车道宽度的确定 如何确定非机动车道的宽度呢 一般都是根据各种非机动车辆行驶要求和实际观测的数据 直接进行横向的排列组合来确定 单一的非机动车道的宽度主要考虑各类非机动车的总宽度和超车 并行的横向安全距离确定 非机动车道宽度一般为1 0 2 5m 自行车为1 0m 三轮车 板车为2 2 5m 根据我国各城市多年来的设计实践 非机动车道的基本宽度采用3 5m 或4 0m 5 5m 或6 0m 7 5m 或8 0m 三 人行道宽度的确定 人行道的主要功能是满足行人不行交通的需要 还要供植树 地上杆柱 埋设地下管线之用 大中城市在主次干路上一般不少于6m 小城市也不宜少于4m 根据我国多年来城市道路建设实践 一侧人行道宽度之比大体上在1 8 1 6范围内是比较合适的 四 分车带宽度与长度 分车带是分隔车行道的 设在路中心 分隔两个不同方向行驶的车辆 又可设在机动车道和非机动车道之间 分隔两种不同的车行道 分车带的最小宽度不宜小于1 0m 绿化分车带最小宽度不宜少于1 5m 如果在分车带上考虑设置公共交通车辆停车站台时 其宽度不宜小于2 0m 分段长度越长越好 最短不小于80m 以利行车安全 2 2城市道路横断面形式 横坡和路拱 一 道路横断面的形式 单幅路的道路占地少 投资省 适用于机动车交通量不大 非机动车较少的次干路 建筑红线宽度在40m以下 在用地困难拆迁量较大地段以及出入口较多的商业性街道上可优先考虑 双幅路用于解决机动车对向行驶的矛盾 适用于机动车交通量大 车速要求高 非机动车类型较单纯且数量不多 用于联系远郊区之间的快速干道 由于这种断面车辆行驶灵活性差 车道利用率不高 宽度不够时 往往因超车造成事故 通常 在我国非机动车比例相对高于机动车的具体条件下 对交通量大的市区交通干道上 就不宜采用两块板形式 三幅路有利于解决机动车与非机动车相互干扰的矛盾 适用于机动车交通量较大 车速要求高 非机动车多 绿化环境要求好 道路红线宽度在40m以上的主要交通道路 四幅路适用于机动车交通量大 机动车车速高 非机动车多的情况 一般来讲四块板道路红线宽度在50m以上 用于城市主干道 投资高 城市道路横断面的四种基本形式的适用条件四种横断面形式都各有它的优缺点 因而 必须结合具体情况 对主要技术经济指标进行比较 因地制宜的选用 交通安全上 三幅路要比单 双幅路都好 这是由于三幅路解决了经常产生交通事故的非机动车和机动车相互干扰的矛盾 同时分隔带还起到行人过街的安全岛作用 但三幅路分隔带上所设的公交车辆停靠站 对乘客上下车穿越非机动车道较为不便 行车速度上 单 双幅路由于机动车和非机动车混合行驶车速较低 而三幅路由于机动车和非机动车分流 互不干扰 车速较高 照明上 三幅路要比单 双幅路容易解决 根据照明管理部门反映 板块越多 照明越易解决 同时也能较好地处理绿化种植和照明线杆之间的矛盾 这也直接影响到交通安全和行车速度 绿化遮荫上 三幅路较好 特别是非机动车道在夏季骑车比较舒适 同时也有利于防止黑色路面发生泛油等现象 减少噪音上 三幅路由于机动车道在当中 距离两旁房屋较远 并有分隔带和人行道上的绿带双重隔离 故比单 双幅路效果好 双幅路上的行驶车辆对居民干扰较大 而中间分隔带不起作用 建设投资上 在相同的通行能力下 以单幅路占用土地最少 建设投资也省 三幅路由于机动车和非机动车分流后 非机动车道路面质量要求可以降低一些 但总造价仍然要大一些 二 路基横断面的基本形式有三种 填方路基 路堤 挖方路基 路堑 半填半挖路基 路堤横断面的基本形式a 一般路堤 b 浸水路堤 c 陡坡路堤 路堑 路堑横断面的基本形式a 全路堑 b 半路堑 c 半山洞 半填半挖路基 半填半挖路基横断面的基本形式a 一般情况 b 设挡土墙情况 c 半山桥 道路横断面图 三 城市道路的横坡及路拱 路拱和横坡 使人行道 车行道与绿化带上的雨水畅通地流入街沟 车行道一般都采用双向坡面 路中线向两边倾斜 形成路拱 人行道一般都采用直线行向侧石方向倾斜 车行道的路拱应具有一定的横向坡度 即路拱坡度 路拱横坡度 或简称横坡度 横坡是路幅和路侧带各组成部分的横向坡度 指车行道 分隔带 人行道 绿化带等的横向倾斜度 以百分率表示 从行车安全角度看 车行道横坡应尽可能小 但从路面排水来要求 则路拱横坡就应做得大些 所以决定路拱横坡度时应综合考虑各方面的要求 合理解决这一矛盾 选用合适路拱横坡 路拱横坡 非机动车道横坡度一般采用单面坡 人行道横坡度一般采用单面坡 横坡度为1 0 2 5 城市道路路面横坡度 路拱的形状 一般多采用凸形双向横坡 由路中央向两边倾斜 拱顶高出路面边缘的高度称为路拱高度 路拱曲线的基本形式有折线型 抛物线型和直线接抛物线型三种 路拱的形式 折线型路拱适用于多车道的城市道路 优点是用折线形的直线段比用屋顶式的直线段短 可在行车最多的着力处选择为转折 即使行车后路面稍有沉陷 雨水也能排除 符合设计 施工和养护的要求 缺点是转折处有尖峰突出 一般适用于道路较宽的黑色路面 2 抛物线型路拱一般城市道路和公路上经常采用 形式比较圆顺 没有路中尖峰 路拱上各点横坡度是逐渐变化 越到路的两边坡度越大 排除雨水十分有利 从形式上看 也较美观 如能根据路面宽度 横坡度等 选用不同方次的抛物线型路拱 可得到对行车和排水都较为有利的效果 缺点是车行道中间部分坡度过于平缓 行车易集中中央 使中央部分路面损坏较快 横断面上横坡度不同增加施工难度 3 直线接抛物线型路拱 屋顶线形路拱 这种形式的路拱两旁是倾斜直线 在车行道中心线附近加设缓和曲线 通常用在高级路面宽度超过20m的城市道路上 它的优点是汽车轮胎和路面接触较为平均 路面磨耗也较小 缺点是排水效果不如抛物线流畅 路线的平面 horizontal 道路中线在水平面上的投影 路线纵断面 vertical 沿着中线竖直剖切 再行展开 道路横断面 cross sectional 中线各点的法向切面 中线 2 3城市道路平面布置 1 平面线形 horizontalalignment 要素曲率为零的线形 直线 曲率为常数的线形 圆曲线 曲率为变数的线形 缓和曲线 2 直线 tangent 3 圆曲线 circularcurve 4 缓和曲线 transitioncurve 可以作为缓和曲线的有 回旋曲线 三次抛物线 双纽曲线 常用的是回旋曲线 直线 圆曲线 缓和曲线称为 平面线形三要素 一 路线平面的基本线形 直线 平面曲线 纵向曲线 空间曲线 同向曲线 反向曲线 回头曲线 什么情况下设置超高 当曲线受地形 地物限制 选用不设超高的平曲线不适宜时 双向坡外侧抬高变为单向坡 车辆在曲线路段上行驶时受到离心力的作用 为了抵消离心力 一般在曲线段横断面上 设置路段的外侧高于内侧 这种单向横坡被称为超高 超缓和路段 为了使道路从直线段的双坡横断面转变到曲线段具有超高的单坡倾斜横断面 需要有一个逐渐变化的过渡段 为了保证汽车在转弯中不侵占相邻车道 曲线路段的车行道要加宽 弯道需加宽 二 道路平面的布置 1 根据路线的大致走向和横断面 因地制宜确定路线的具体方向 2 选择合适的平曲线半径 3 论证设置必要的超高 加宽缓和路段 4 幅内合理的布置沿路线的车行道 人行道 绿带 分隔带以及其他的公用设施 城市道路平面图的任务 一是道路的平面位置 二是在道路建筑红线之间的平面布置 包括车行道 人行道 分车带 绿化带 停车站 停车场等 以及沿道路两侧一定范围内的地形 地物与道路的相互关系 道路平面图的比例 在城市道路上一般采用1 500 三 城市道路平面图的内容 平面图应画明下列内容 1 工程范围 2 原有地物情况 包括地上 地下构筑物 3 起迄点及里程桩号 4 设计道路的中线 边线 弯道及其组成部分 5 设计道路各组成部分的尺寸 6 边沟或雨水井的布置和水流方向 雨水口的位置 7 其他 如道路沿线工厂 学校等门口斜坡要求 公用事业配合的位置以及附近水准点标志的位置 指北针 文字说明 接图线等 四 平面图识图 路线平面图的作用表达路线的方向 平面线型 直线和左 右弯道 以及沿线两侧一定范围内的地形 地物状况 1 比例尺 山岭区采用1 2000丘陵和平原区采用1 5000城市道路1 500公路1 2000 1 地形部分 2 方位 两种表示方法 指北针 坐标网 Y150 X150 箭头所指方向为正北方 X轴为南北线 正向为北 Y轴为东西线 正向为东 该坐标网表示距坐标网原点北150 东150单位 m 3 地貌 地物 地貌 用等高线表示 等高线越稠密 表示高差越大 反之 高差越小 地物 用图例表示 常用图例见下页 地物的图示 2 路线部分 1 粗实线表示道路中心线 设计线 2 路线的长度用里程表示 由左往右递增 路线左侧 表示为公里桩 两个公里桩之间路线上设有 表示百米桩 3 控制点 标高水准点 表示第8号水准点 其标高为7 563m 表示第2号三角点 对于曲线路线的转弯处 用交角点编号表示 如JD6表示为6号交角点 为偏角 z为左偏角 y为右偏角 指沿路的前进方向向左或向右偏转的角度 4 路线的平面线型有直线和曲线 圆曲线要素计算 不设缓和曲线 R 圆曲线设计半径T 切线长L 曲线长E 外矢距J 超距 转角 度 曲线主点里程桩号计算 以交点里程桩号为起点算 圆曲线要素 ZY JD TQZ ZY L 2YZ ZY LJD QZ J 2 曲线要素 平曲线要素 R T HZ HY QZ YH HZ T JD E R 圆曲线设计半径T 切线长L 曲线长E 外矢距Ls 缓和曲线长 主点里程桩号的计算方法 以交点里程桩号为起点算 ZH JD THY ZH LsQZ ZH L 2YH HZ LSHZ ZH L 曲线主点里程桩号计算 以交点里程桩号为起点算 圆曲线要素 ZY JD TQZ ZY L 2YZ ZY LJD QZ J 2 解 1 曲线要素计算 例题 已知丘陵地区某三级公路有一弯道 偏角 y为60 半径 500m JD K3 954 11 求 1 各曲线要素 2 曲线上各主点桩号 2 曲线上各主点桩号ZY JD T K3 954 11 288 68 K3 665 43QZ ZY L 2 K3 665 43 523 5 2 K3 927 18YZ ZY L K3 665 43 523 5 K4 188 93JD QZ J 2 K3 927 18 53 86 2 K3 954 11 一 道路纵断面概念由前述可知 路线的空间位置可以分解为平面 纵断面 横断面分别表述 故平面图 纵断面图 横断面图结合起来 就可以准确反映道路的空间位置 由于自然因素的影响以及经济性考虑 路线纵断面总是空间上有起伏的 路线纵断面图 沿道路中线所作的竖向剖面图 它反映沿途地面和路线在竖向的高低起伏情况和有关数据 2 4城市道路纵断面 路线纵断图构成 纵断面图 地面线 设计线 直线 坡度线 曲线 竖曲线 凸曲线 凹曲线 二 纵断面图识读 1 图样部分 1 水平方向表示长度 垂直方向表示标高 垂直方向比例比水平方向放大十倍 2 比例 水平1 2000或1 5000 垂直1 200或1 500 规定为水平的十倍 3 地面线 细实线 是设计中心线 中心桩 原地面高程连线 4 设计线 粗实线 代表路基边缘点设计高程 5 竖曲线分为凸形曲线 和凹形曲线 表示凸形曲线 曲线半径R为2000m 切线长T长40m 外距E为0 40m K6 600为边坡点桩号 80 50为变坡点高程 如 6 构造物名称 规格和中心桩号 桥涵 隧道 涵洞 通道统称构造物 表示在里程桩K6 900处有一座单跨20m的石拱桥 桥中心桩号为K6 900 如 7 水准点里程 编号 高程和具体位置 如 表示在里程桩K6 220右侧岩石上设有一水准点 水准点编号为BM15 高程为63 14m 2 资料部分 1 地质状况为设计和施工提供依据 2 坡度 坡长 表示路线为上坡 坡度3 0 坡长600m 表示路线为下坡 坡度1 0 坡长380m 其中分格线 表示两坡变坡点位置 与图形部分变坡点里程一致 纵坡 路线的纵线坡度 为高差与水平距的比值 用i表示 纵坡定义及计算 其中 L称为坡长 i上坡为正 下坡为负 i H2 H1 L 100 最大纵坡 各级公路最大纵坡最小纵坡的规定 最小纵坡 0 3 0 5 一般情况下0 5 为宜 满足排水要求 原理 坡度太大 行车困难 上坡速度低 下坡危险 限制纵坡对山区公路而言 可以缩短里程 减低造价 3 直线及平曲线 表示左转弯的圆曲线 表示右转弯的圆曲线 千米桩 百米桩 二十米桩 曲线要素点桩 构造物中心点以及加桩 4 桩号 5 标高 与里程桩号点对应 设计高程 路基边缘点设计高程地面高程 原地面点中心点标高填挖高度 设计高程 地面高程 正值为填高 负值为挖深 6 竖曲线 定义 纵断面上两个坡段的转折处 为了便于行车 用一段曲线来缓和 称为竖曲线 变坡点 相邻两条坡度线的交点 变坡角 相邻两条坡度线的坡度值之差 用w表示 W 2 1 tg 2 tg 1 i2 i1 凹形曲线w 0 凸形曲线w 0 竖曲线的作用 1 缓冲作用 以平缓曲线取代折线可消除汽车在变坡点的冲击 2 保证公路纵向的行车视距 凸形 纵坡变化大时 盲区较大 凹形 下穿式立体交叉的下线 3 将竖曲线与平曲线恰当的组合 有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感 凸形竖曲线主要控制因素 行车视距 凹形竖曲线的主要控制因素 缓和冲击力 竖曲线的线形 可采用圆曲线或二次抛物线 规范 规定采用二次抛物线作为竖曲线的线形 特点 抛物线的纵轴保持直立 且与两相邻纵坡线相切 竖曲线在变坡点两侧一般是不对称的 但两切线保持相等 城市道路网纵横交错 道路与道路相交 或与铁路相交 的部分称为交叉口 它是城市道路系统中的重要组成部分 是道路交通的咽喉和 瓶颈 相交道路上各种车辆和行人都要在交叉口汇集 通过和转换方向 它们之间相互干扰 使行车速度降低 出现交通拥挤 甚至交通堵塞 根据相交道路 或铁路 在交叉点处的标高关系交叉口可分为平面交叉和立体交叉 2 5道路的交叉 一 平面交叉道路与道路相交 或与铁路相交 各相交道路在交叉点处的标高相同称平面交叉 1交叉口的分叉点 交织点和冲突点各方向的车流进入平面交叉口时 分为直行和左 右转弯车流 然后汇入所欲行驶的车流 车辆进入交叉口后 互相干扰很大 形成一些分叉点 冲突点和交织点 这些交错点易产生交通事故 降低车速和影响通行能力 分叉点也称分流点 是同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点 冲突点也称交叉点 是由来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点 冲突点对交通影响最为不利 车辆容易碰撞 交织点 又称为汇合点 合流点 是车辆从不同方向驶向同一方向的合流点 是由来自不同行驶方向的车辆以较小的角度向同一方向汇合的地点 这是容易产生挤撞的点 上述不同类型的交错点 都存在着碰撞的危险 是影响交叉口行车速度和容易发生交通事故的主要原因 其中以左转与直行车辆和直行与直行车辆所产生的冲突点对交通的影响最大 其次是合流点 再次是分流点 因此 在交叉口设计中要尽量采取措施减少冲突点和合流点 尤其要减少和消灭冲突点 三条道路相交时冲突点只有3个 四条道路相交时冲突点增加至16个 而五条道路相交时冲突点则达到50个 六条道路相交冲突点猛增到120个 由此我们认为 平面交叉口冲突点的增加并不是与相交道路条数成线性关系增加 消除冲突点的方法主要有1 实行交通管制用信号灯或交通警察指挥交通 使进入交叉口的车流在时空上分离 直行与左转弯车辆错开通行时间或禁止左转弯以减少冲突点 2 设置调顺交通设施 采用渠化交通布置交通岛 使车流分道行驶 将冲突点变为交织点 在道路上划线 用绿带和交通岛来分隔车道或用不同颜色和结构的路面来区别不同的车道 使各种不同类型和不同速度的车辆 象在渠道的水流那样 顺着一定的方向 互不干扰地流过 这种交通称为渠化交通 在渠化交通中最常用的是高出路面的交通岛 包括中心岛 方向岛 分隔岛和安全岛 在车辆不多或道路较窄等情况下 也可用路面标志代替 3 立体交叉使车辆不在同一平面交叉 这是最砌底的办法 在交通不甚频繁的中小城镇 因造价高 占地多很少采用 立体交叉是两条道路在不同平面上的交叉 两条道路上的车流互不干扰 各自保持其原有行车速度通过交叉口 因此 道路的立体交叉是一种保证安全和提高交叉口通行能力的有效方法 立体交叉虽较平面交叉有很大的优越性 但立体交叉占地面积大 建设投资多 工程涉及面广 特别是在旧城改建中 拆迁房屋和构筑物以及处理地上 地下管线十分复杂 因此 修建立体交叉时要进行多方面的方案比较 二 立体交叉 部分互通式立交部分互通式立交 不是每一个方向都采用立体交叉 而至少有一个或一个以上的平面交叉 它的主要功能是确保主要道路上直行车辆快速 通畅 而且所有交通都能以较高的速度出入主要道路 其形式多种多样 基本形式有菱形 部分苜蓿叶形等 菱形立体交叉 完全互通式立交完全互通式立交是一种比较完善的高级形式 其交通功能是保证相交道路上每个方向的车辆行驶到其它方向时 都不受其它车辆的干扰 基本形式有 苜蓿叶形 喇叭形 叶形等 1 苜蓿叶形立交这种立交形式是完全互通式立体交叉的典型式样 该立体交叉平面形状似苜蓿叶 在交叉点四周四个象限范围内设有环形匝道 保证相交道路上的车辆在各个方向上的转向行驶 也称为标准苜蓿叶形立交 2 喇叭形立交喇叭形立交是三岔路口 丁字路口 的代表型式 可用于主要道路与次要道路的交叉 也可用于两条主要道路的交叉 喇叭形匝道的设置方向可根据各向交通的重要性进行安排 3 叶形立交这种立交在交通运行方面 不如喇叭形立交 因为其两边左转弯匝道都采用环形匝道 于行车不利 虽然这种型式可用于左转弯交通量不大的互通式立交 但一般只做为苜蓿叶形互通式立交的前期工程时采用 环形立交环形立交是由环形平面交叉发展而来的 为了提高环形交叉的通行能力 确保主干道直行方向的交通快速行驶 可将主干道上跨或下穿直接通过路口 不与其它路线交叉 其它车辆驶入环道 按逆时针方向绕环形中心作单向行驶 车辆在环道内相互交织 选择所去的路口驶出环道 重庆最大最复杂立交桥 黄桷湾立交 路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物 是路面的基础 主要承受路面重量及由路面传递下来的行车与行人荷载 是城市道路的重要组成部分 贯穿城市道路全线 构成城市道路的主体 路基除承受路面的重量 行车和行人的荷载外 还受水流 雨雪 冰冻 风沙的侵袭 因此 路基必须坚实 稳固 具有足够的强度和耐久性 能抵抗各种自然因素的侵害 由于城市道路地下管线多 路基不仅为路面及道路附属设施施工提供场地 而且为地下管线施工提供场地 并对各种地下管线设施起保护作用 路基在城市道路工程中的作用 3 城市道路路基施工 3 1概述 1具有足够的强度路基承受由路面传递下来的行车荷载 还要承受路面和路基的自重 势必对路基土产生一定的压力 这些压力都可能使路基产生一定的变形 直接损坏路面的使用品质 因此要求路基具有足够的强度 保证在车辆 路面及路基自重作用下 变形不超过允许值 2具有足够的整体稳定性路基是直接填筑在地面上 称路堤 或挖去一部分地面 称路堑 构成的 路基修筑后改变了原地面的天然平衡状态 在某些地形 地势条件下 路堑边坡可能滑塌 路堤可能沿陡坡下滑 为使路基具有抵抗自然因素侵蚀的能力 必须采取一定的技术措施确保路基的整体结构的稳定性 3具有足够的水温稳定性路基在地面水和地下水的作用下 其强度将显著地降低 特别是在季节性冰冻地区 由于水温状况的变化 会发生周期性冻融作用 使路基强度急剧下降 因此 路基应保证在最不利的水温状况下 保持其强度特性 即强度不显著降低 具有足够水温稳定性 路基基本要求 路基施工重要性合理的设计需要通过施工得以实现 路基施工质量是路基强度和稳定性的保证 不少公路路基路面病害的重要原因就是路基施工质量不良 并因此引至大量的养护和维修费用 路基施工基本方法路基土石方作业可分为开挖 装运 铺填 压实 整修等工序 通常采用人工 机械 水力 爆破等基本方法施工 3 2土质路基施工 一 准备工作内容 1 组织准备 2 物质准备 3 技术准备 建立和健全施工队伍和管理机构 明确施工任务 制定必要的规章制度 确立施工所应达到的目标等 组织准备亦是做好一切准备工作的前提 包括各种材料与机具设备的购置 采集 加工 调运与储存 以及生活后勤供应等 包含全面熟悉设计文件和设计交底 施工现场的勘查 提出修改意见并报请变更设计 编制施工组织计划 选择施工方案 确定施工方法 布置施工现场 编制施工进度计划 拟订关键工程的技术措施等 恢复路线 施工放样 导线 中线 水准点复测 横断面检查与补测 增设水准点等 与清除施工场地 临时工程施工 施工现场的供电 给水 修建便道 便桥 架设临时通讯设施 设置施工用房等 施工前的复查和试验等各项前期工作 4 施工测量 1 中线的恢复和标定2 水准点的复查与加设3 横断面的检查与补测4 预留桥涵位置 五 路基放样 1 在路中线各中点处标定填挖高度 2 确定横断面的方向 3 按设计图纸在地面上定出横断面上各点的位置 如路基中心点 边缘点 路堤坡脚及路堑坡顶 4 边坡放样 按设计的路基边坡率 把边坡的位置标出来 5 移桩移点 6 场地清理 7 临时工程建设 临时场地 施工便道 临时电力与通讯 临时生活给排水 8 施工复查和试验 1 施工地点工程地质复查2 路基材料性能试验3 试验路段修筑 二 路基施工的主要机械 1 推土机 1 分为履带式 轮胎式 2 适用范围 适用于50 100m短距离土或软石的挖运作业 2 铲运机 1 分类 铲运机是一种能综合完成挖土 运土 卸土 填筑 整平的机械 按行走机构的不同可分为拖式铲运机和自行式铲运机 2 适用范围 对行驶道路要求较低 常用于坡度在20 以内的大面积场地平整 开挖大型基坑 沟槽 以及填筑路基等土方工程 铲运机可在 类土中直接接挖土 运土 适宜运距为600 1500m 当运距为200 350m时效率最高 3 平地机 利用刮刀平整地面的土方机械 刮刀装在机械前后轮轴之间 能升降 倾斜 回转和外伸 动作灵活准确 操纵方便 平整场地有较高的精度 适用于构筑路基和路面 修筑边坡 开挖边沟 也可搅拌路面混合料 扫除积雪 推送散粒物料以及进行土路和碎石路的养护工作 4 挖掘机 1 分类 按运行方式分为轮胎式 履带式 步履式 轨行式 按照操纵方式分为液压式 机械式 按挖土方式分为正铲式 反铲式 拉铲式 2 适用范围 用于各种场合挖掘各种土体和软石 拉铲式 反铲 5 装载机 1 分类 按工作装置不同分为单斗式 挖掘装载式 斗轮式 按动臂形式不同分为全回转式 半回转式 非回转式 按自身结构特点分刚性式 绞接式 按行走方式分轮胎式 履带式 2 适用范围 挖掘松土 铲土 装载 短距离运土 6 工程运输车辆 1 分类 公路型车辆 后卸整车 后卸和底卸挂车非公路型车辆 重型工程车 重型挂车 2 适用范围 中 远距离土方和各种设备运输 绞接自卸卡车 7 压实主要机械 1 分类 碾压式 光面碾 普通的两轮和三轮压路机 羊足碾和气胎碾振动式 振动器 振动压路机 单驱单振 双驱双振 夯击式 夯锤 夯板 风动夯 蛙式夯机 夯击压路机 2 适用性 A代表适用 B代表无适当机械时可用 C代表不适用 两轮静碾压路机 轮胎式压路机 振动压路机 羊角碾 凸块式振动压路机 振动平板夯 机械化施工 机械化施工 机械化施工 机械化施工 1 路基填筑 土质路基按填土顺序可分为分层平铺和竖向填筑两中方案 路堤填筑 分层平铺 竖向填筑 1 分层平铺 不同用土水平分层 保证强度均匀 常用方法 透水性差的用土 如粘性土 填于下层 表面成双向横坡 2 竖向填筑 指沿路中心线方向逐步向前深填 适用条件 路线跨越深谷或池塘时 地面高差大 填土面积小 难以水平分层施工 陡坡地段半填半挖路基 难以分层填筑时 三 路基填挖 分层填筑法 竖向填筑法 在原地面纵坡较大 运土困难的断面采用该法施工 沿纵坡分层 逐层填筑 不同土质填筑路堤的规定 1 不同性质的填料要分别分层填筑 不得混填 2 路堤上部受车辆荷载的作用影响较大 一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部 3 透水性大的土填在透水性小的土之下时 如果两者粒径相差悬殊 应在层间加铺过渡层 如果相反时 其顶面应作成4 的双向向外横坡 以免积水 4 沿纵向同层次要改变填料这种类时 应作成斜面衔接 且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜 正确方案 错误方案 弱透水性土 透水性土 填料的选择 1 应尽量选择当地透水性好 摩阻系数大 强度高 水稳性好的碎石土 卵石土 砾石土 中砂 粗砂等填筑材料 2 亚砂土 亚粘土及轻亚粘土等 压实后具有足够的强度 可用来填筑路堤 但需要注意土中的有机质和易融盐不应超出规定指标 3 路堤填料不得使用淤泥 沼泽土 冻土 有机土 含草皮土 生活垃圾 树根和含有腐朽物质的土 采用盐渍土 黄土 膨胀土填筑路堤时 应针对地质和水文环境 经试验后选用 4 液限大于50 塑性指数大于26的土 以及含水量超过规定的土 不得直接作为路堤填料 需要应用时 必须采取满足设计要求的技术措施 经检查合格方可使用 5 钢渣 粉煤灰等材料 可用作路堤填料 其他工业废渣在使用前应进行有害物质的含量试验 避免有害物质超标 污染环境 6 捣碎后的种植土 可用于路堤边坡表层 7 浸水路堤 桥涵台背及挡土墙应选用渗水性良好的填料 2 路堑开挖 根据挖方数量大小及施工方法不同 按掘进方向可分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种 同时又可在高度上分单层或双层和纵横掘进混合等 1 纵向全宽掘进 2 横向通道掘进 3 纵横通道混合掘进 双层横向 双层混合 沿路堑纵向挖掘工作通道 再逐渐向两侧横挖 本法便于安排土方运输和展开工作断面 当开挖深度较大时 可将高度分成几个层次安排多组台班在不同层次和前后错开的作业面上开挖 适用于开挖量大 较长的路堑 若开挖断面宽 开挖量大 可在开挖纵向通道的基础上再在横向开挖通道 提高工作效率 在路线一端或两端 沿线成纵向向前开挖 双层时 下层上留有上层操作的出土和排水通道 从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖 适宜短而深的路堑 1 路基压实的意义与机理路基压实的重要性 提高路基的强度和稳定性 提高路基承载能力 提高道路整体承载能力 减少病害 延长道路使用寿命 四 路基压实 大量试验和工程实践还证明 土基压实后 路基的塑性变形 渗透系数 毛细水作用及隔温性能等 均有明显改善 土是三相体 在压实机具的短时间荷载或振动荷载作用下 土体颗粒重新排列组合 单位体积内固体颗粒增加 孔隙率减小 土的单位重量提高 形成密实整体 最终导致强度增加 稳定性提高 w0 在同等条件下 一定含水量之前 随 增加而提高 主要原因在于水起润滑作用 土颗粒间阻力减小 施加外力后 孔隙减小 土粒易于被压实 得以提高 值至最大后 在继续增大 土粒孔隙被水分占据 而水一般不被外力所压缩 因而 增大 随之降低 2 影响压实的因素 外部因素 压实功能 压实工具的类型 压实的方法 内部因素 土的含水量 土的性质 1 最佳含水量 与最大干密度所对应的含水量某一种土的 max和w0不是固定不变的 随压实功能而改变 最佳含水量w0由室内击实试验确定 绘制w 关系如图 w 关系图 2 土质对压实效果的影响 不同土的击实曲线如上图由上图可以看出 土质不同 max与w0也不同 对于砂土砾没有最佳含水量的意义 对于细粒土 比表面积大 w0较高 3 压实功能对压实效果的影响 同一种土质 压实功增加 w0 提高 增加压实功达到提高压实的效果 有一定的限度 过分增大压实功 一方面不经济 另一方面会破坏土的结构 4 压实厚度相同压实条件下 土质 湿度与功能不变 实测土层不同深度的密实度得知 密实度随深度递减 表层5cm最高 3 压实机具的选择与操作 1 机具选择 2020 1 16 171 2 机具操作 1 土基压实时 在机具类型 土层厚度及行程遍数已经选定的条件下 压实操作时宜先轻后重 先慢后快 先边缘后中间 超高路段等需要时 则宜先低后高 分层逐次压实 2 压实时 相邻两次的轮迹应重叠轮宽的三分之一 保持压实均匀 不漏压 对于压不到的边角 应辅以人力或小型机具夯实 3 路堤边缘两侧可采取多填30 50cm 压实完成后再刷坡整平 也可用小型振动压路机从坡脚向上碾压 坡度不陡于1 1 75时 可用履带推土机从下向上压实 四 土基压实标准土基野外施工 受种种条件限制 不能达到标准压实实验所能得的最大容重 交通工程实例干重度为 最大干重度为 0 压实密度K X100 0压实密度K就是现行规范规定的路基压实标准在综合考虑路基受力状态 路基路面设计基础 施工条件前提下 选择K值 2020 1 16 173 2020 1 16 174 2020 1 16 175 1路基沉陷路基在垂直方向产生较大的沉落 由于路基的不均匀下陷 造成路基局部路段的破坏 路基沉陷有两种情况 1 堤身下陷 因路基填料选择不当 填筑方法不合理 压实不足 在荷载和水温综合作用下 路堤发生向下沉陷 2 地基下陷 因原地面为软弱土层 如泥沼 流沙或垃圾堆积等 填筑前未作处理或换土 造成承载力不足 地基发生下沉 引起路堤下陷 1 常见的路基变形和破坏 五 防护与加固 2边坡滑塌路基边坡滑塌是最常见的病害 根据边坡土质类别 破坏原因和规模的不同 可分为溜方与滑坡两种 溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动形成 通常指边坡上表面薄层土体下溜 主要由流动水冲刷边坡或施工不当引起 滑坡是指一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动的现象 主要由于土体的稳定性不足引起 路基边坡滑塌的主要原因 边坡过陡 填筑路堤方法不当 土体过于潮湿 坡脚被水冲刷 岩石破碎和风化严重等 3剥落 碎落和崩塌剥落是指边坡土层或风化岩层表面 在大气的干湿或冷热的循环作用下 表面发生胀缩现象 使表层土或岩石成片状或带状从坡面上剥落下来 当老的剥落后 新的又不断产生 碎落是坡面岩石成碎块的剥落现象 规模与危害比剥落严重 崩塌是指大的石块或土块脱离原有岩体或土体而沿边坡倾落下来 4路基沿山坡滑动在较陡的山坡上填筑路基 如果原地面较光滑 未经凿毛或挖筑台阶 坡脚又未进行必要的支撑 在受水的浸润或荷载及自重作用下 填方土基与原地面之间摩擦阻力减小 使路基整体或局部沿地面向下移动 路基失去整体稳定性 5不良水文地质条件造成的路基破坏如滑坡 错落 泥石流 雪崩 溶洞陷落 地震及特大暴雨等 均能导致路基大规模毁坏 路基防护和加固的意义 各种自然因素下路基的强度和稳定性不足需要加固 自然条件和行车荷载等的共同作用 路基不能保持长期稳定 需要防护 路基防护和加固是阻断或削弱不利环境因素影响 保证道路安全 舒适 高效通行的必要的工程措施 路基防护和加固的基本类型和技术 路基防护的主要类型 坡面防护 冲刷防护地基加固的基本措施 换填 预压 反压 排水固结 粒料或加固土桩 化学加固等 路基防护基本技术 植物防护 工程防护 综合防护地基加固主要技术 换填土层法 反压护道法 超载预压法 排水固结法 挤密加固法 化学加固法 强力夯实法 2 坡面防护 坡面防护的作用防止地表径流冲刷坡面 减缓温 湿变化的影响 延缓软弱岩土表面的风化 碎裂 剥蚀演变进程 坡面防护设施不承受外力作用 要求坡面岩土整体稳定牢固坡面防护的分类植物防护 种草 铺草皮 植树等 工程防护 抹面 喷浆 勾缝 石砌护坡 护面墙等 综合防护 1 植物防护