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1 第六章道路工程 本章主要内容 道路分级和设计原则道路路线设计路基和路面道路排水和桥梁涵洞构筑物 2 3 山区公路 4 农村公路 5 城区道路 6 7 公路桥 8 隧道 9 高速公路 10 11 立交桥 12 13 14 道路分级和设计准则 道路分级 按照道路在路网的地位 交通的性质和所承担的交通量 高速道路干线道路集散道路地方 支线 道路 15 道路设计准则 计算行车速度是指车辆在具有某种设计特征 主要是道路的几何特征 的路段上行驶时所能保持的最大安全行车速度 设计车辆车辆的尺寸和运行特性 影响道路的车道设置和几何尺寸的确定 我国城市道路和公路设计规范选取小客车 货车和半挂车作为设计车辆 16 设计交通量是选择道路等级和确定所需车道数的主要依据 年平均日交通量 AADT 是指一年中通过某一断面的双向交通量的总和除以一年的天数所得到的平均值 高速公路 若AADT在2 5万 5 5万 双向四车道 若AADT在4 5万 8万 双向六车道 若AADT在6万 10万 双向八车道 17 城市道路设计采用设计小时交通量确定所需车道数 设计小时交通量 是设计年限主要方向的设计高峰小时交通量 18 出入口控制 是限制车辆在指定出入口以外的地点出入道路路界 高速公路 快速路和收费公路 出入口完全控制 不能和其它道路 铁路采用平面交叉 路界的边界是指禁入栅栏 其它等级公路出入口 部分控制 19 安全性 与道路设计有关的安全性因素 出入口控制交叉口横断面线型视距交通量 20 交通事故现场 21 22 交叉口 23 24 25 26 道路横断面 27 张家界天门山盘山公路 28 29 京珠高速 30 31 一车变道九车追尾 32 第二节道路路线设计 确定道路在地面上的位置及形状和尺寸 主要内容包括 在规定的控制点之间选定路线的布局并设定其位置 确定路线平面 纵断面和横断面 路面的平面和立体交叉设计 33 平面设计 平面线形主要有 直线圆曲线缓和曲线离心力超高圆曲线的路面宽度比直线要加宽 加宽缓和段 34 行车视距 司机在驾驶过程中看见前方障碍物或车辆而采取停车或避绕 超越 时 车辆所行驶的道路长度 停车视距 高速公路和一级公路 会车视距 其它等级公路 超车视距 对向行驶的双车道公路 35 纵断面设计 由直线坡度段和相邻坡段间插入的抛物线形成圆形竖曲线所组成 36 横断面设计 主要是按道路等级和功能要求 在公路路界或城市规划红线范围内选择断面形式 布置组成单元 确定各组成部分的尺寸 包括 行车道中间带 分隔带 路肩道路边缘带 边沟 边坡 路边等 37 公路横断面 行车道宽度 车道数 每个车道的宽度 车道数取决于设计交通量和车道的实际通行能力 中间带路肩 38 城市道路横断面 快速路与高速公路相同 城市道路的横断面通常布置成 单幅 适用于次干路和支路 双幅 非机动车较少 三幅 非机动车较多 四幅 机动车和非机动车较多 39 平面交叉设计 交叉 两条或多条道路在同一地点接合或相互穿越时 平面交叉立体交叉 40 平面交叉 按照交叉道路的条数及相交的角度和位置 分为 三条路相交 T Y 四条路相交 正交 斜交 错开交叉 五条或五条以上环形交叉 41 车辆间的冲突按方式和严重程度分为 分流 分为不同的流向 汇合 合为同一个流向 穿越 与其它流向相交 42 交叉口设计的主要目的和任务 采取措施降低冲突点 降低冲突的严重程度 现值冲突发生的频率 使冲突区内的冲突单一化 提高行驶质量 保障行驶安全 措施 设置信号灯控制 采用渠化交通设施 增设转弯车道 减少交叉道路的条数和合理布局交叉的形式 采用立体交叉 43 立体交叉设计 种类 分离式立体交叉完全分离式分离式两层立交分离式三层立交互通式立体交叉菱形立交苜蓿叶形立交定向型立交 44 第三节路基和路面 路基 是基础结构物 实现车辆在道路上行驶 支撑路面结构以承受车辆荷载作用 组成 土质或石质材料 断面 路堤 路堑和半填半挖路基组成元素 路基面宽度 路肩 路肩高程 边坡 基床 护道 排水沟等 路基顶面宽度 45 路面使用性能的要求 表面平整结构完好经久耐用抗滑性能好噪音低 路面的性能对车辆的行驶质量 经济性和安全性有直接和重要的影响 46 武汉白沙洲大桥 47 投资11亿元的湖北武汉白沙洲大桥自2000年建成后 不久就被称作 崭新的破桥 10年9修 再次封闭维修后的白沙洲大桥通车不到三个月 桥面沥青路面出现了多处破损 48 武汉白沙洲大桥最近一次维修是从2009年的7月6日开始 工程采用全封闭的维修 去年10月1日试通车 2010年的1月完全通车 这次维修耗资上亿元 2009年进行的白沙洲大桥整治工程被称作大桥的换脸手术 主要针对白沙洲大桥更换沥青路面 新桥面是采用美国的环氧沥青混凝土 49 大修以后正式通车才3个月 白沙洲大桥的引桥上又开始露出 大坑小洞 引桥总面积7万平方米 目前坑洞面积累计达到300平方米 50 施工方介绍白沙洲大桥以往每次维修主要是由于沥青混合料与钢桥面膨胀系数不同 因而粘连度不牢 加上武汉冬夏温差较大 所以沥青铺装成容易出现裂缝 当车辆在桥面上急刹车时容易推动沥青混凝土沿着钢梁往前推移 导致了桥面坑洼不平 对于这次路面破损 施工方表示 进口的环氧沥青主要用在正桥上 引桥上主要更换的是普通的沥青 这次问题主要是出现在引桥上 另外赶工期和对新型防水材料认识不足是桥面损坏的原因 51 路面结构的组成和类型 路面的结构层次 面层基层垫层 52 面层 具有足够的结构强度 良好的温度稳定性 水稳定性和耐磨 抗滑 平整 按面层所用材料可以将面层分为 水泥混凝土面层复合式面层块料面层沥青面层粒料面层 53 基层 起承重作用 将面层传下来的应力扩散到垫层和路基 应有足够的强度和刚度 厚度在80 400mm之间 常用的材料有 沥青碎石或沥青贯入碎石 贫水泥混凝土或碾压混凝土 水泥 粉煤灰稳定颗粒 石灰稳定土 各种粒料 碎石 级配碎石 砾石 天然沙砾 54 垫层 作用 改善路床的湿度和温度状况 以保证面层和基层的强度 稳定性和抗冻胀能力 并扩散由基层传来的荷载应力 以减小路床所产生的变形量 通常在冰冻地带和路基水温状况不良时设置 厚度在150 250mm之间 55 路基 冻土 青藏高原 长白山滑坡 泥石流 金沙江 挂壁 公路 太行山 黄土路 黄土高原 江南公路 把湿漉漉的路拧干 云贵高原 存不住水的地方路长久 沙漠公路 大路远上白云间 56 路肩和路面排水 路肩 面层和基层组成 面层材料 轻交通道路 级配良好的砾石或碎石 中等交通道路 沥青面 重或特重交通道路 沥青混合材料或水泥混凝土 57 路面排水 路面和路肩表面需修建成直线型或抛物线型路拱 以迅速排除降落在路表面的水 减少降水沿路面裂缝或接缝的下渗 在降水量大的地区 在路面结构内设置排水设施 以免集滞在路槽内降低基层或垫层的强度和稳定性 58 第4节道路排水和涵洞构造物 道路排水类型 路界表面排水横向穿越排水地下排水路面结构内部排水构造物排水 59 桥梁和涵洞高速路和一级公路 位置选择 线形及其与公路衔接 服从路线布局要求 其它公路 综合考虑线形走向要求及河道水流和地质情况 孔径尺寸应满足排泄规定设计频率时的设计流量 60 涵洞 在水渠通过公路的地方 为了不妨碍交通 修筑于路面下的过路涵洞 让水从公路的下面流过再翻到地面上来 形状有管形 箱形及拱形等 它是根据连通器的原理 常用砖 石 混凝土和钢筋混凝土等材料筑成 它是路堤通过洼地或跨越水沟 或为把路基上方的水流宣泄到下方时 而设置的横穿路基的小型地面排水结构物 其单