交通工程道路

1、交通土建工程道路工程,土木水利工程概论,主要内容,一、前言 二、道路 三、铁路 四、城市轨道交通,一、前言,交通系统由通道， 交通用具及动力组成。 通道-道路、桥梁、铁路、港口、空港等。 交通用具-机动车、车辆、船舶、飞机等。 动力-烝汽机、 内燃机、电气机。 交通运输体系是由道路、铁路、水路(海运和河运)、航空和管道五种运输方式构成的大系统。,交通术语,交通规划-各种交通通道的线路规划、功能规划， 输送规划。 为规划需做一下工作： 1、比较各种交通手段的特点和技能。 2、了解交通的现状。 3、交通需要量-预测未来。 4、交通效果(包括效益和不利因素)。 旅客运输-重要因素是速度即从出发点到目

2、的地的时间要求最短。 货物运输-虽有时间性，但更重要的是运输费。,交通规划,道路-人类通行或为输送货物而设置的构造物。 道路为公路运输服务，而它是通过各类汽车进行。 特点-把货物直接从产地运到市场，从仓库到仓库。缩短了运输时间，降低了损失。 特殊问题-道路建设，车辆的设计制造，汽车的运行互不相关的。而铁路中这三者是统一在同一个部门。,二、道路,概况,公路路面宽度 一级公路=(行车道+中间带+路肩)宽度。,公路按其所在公路网中的地位与作用可分为五类。 国家干线公路：在国家公路网中，具有全国性政治、经济、国防意义，并经确定为国家干线的公路，简称国道。 省干线公路：在省公路网中，具有全省性政治、经济

3、、国防意义，并经确定为省级干线的公路，简称省道。 县公路：具有全县性政治、经济、国防意义，并经确定为县级干线的公路，简称县道。 乡公路：主要为乡村生产、生活服务，并经确定为乡级公路，简称乡道。 专用公路：专为企业或其他单位提供运输服务的道路，如专门或主要供工矿、油田、农场、旅游区、军事要地等与外部连接的公路。,公路的分类,公路根据其使用的任务、功能和适应的交通量分为： 高速公路-其速度控制在 80-120 公里/小时。 年平均昼夜汽车交通量25,000辆以上。 一级公路-年平均昼夜汽车交通量 15,00030,000辆。 二级公路-年平均昼夜汽车交通量 3,0007,500辆。 三级公路-年平

4、均昼夜汽车交通量 1,0004,000辆。 四级公路-年平均昼夜汽车交通量 双车道1500辆、单车道200辆以下。,公路的分级,城市道路作为行车构造物也由路基、路面、桥涵等组成。 它是将城市的主要组成部分如居民区、市中心、工业区、车站、码头及其他部分之间联系起来，行成完整的道路系统。 通常由以下部分组成。 1）机动车道、非机动车道和人行道。 2）人行地道（包括地下人行道和人行天桥） 3）交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站。 4）交通安全设施，如照明设备、护栏、交通标志及标线 等。 5）排水系统：街沟、雨水口、窖井及雨水管等。 6）沿街设施：如电线杆、给水栓、邮筒、电讯等。 7）地下各种管线：

5、电缆、煤气管及给排水管道等。 8）绿化带。,城市道路-组成,城市道路按道路网中的地位，功能可分为： 快速路-大量，长距离，快速交通服务。 主干路-连接城市各主要分区的干路。 次干路-与主干路结合组成道路网。 支路-为次干路与街坊路的连接线。 机动车车道宽度-车型及计算行车速度确定。 一般车道宽在 3.50-3.75米。 自行车道宽至少 1.0米。 而人行道宽则根据城市的规模，道路两旁的服务设施，可在2-5米范围变化。,城市道路-分类,道路-连结城市之间，连结城市和乡村的道路。城市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路。 道路建设需进行大量研究，设计工作，主要有： 1、调查-经济调查、地形调查、交通

6、调查。 2、规划-估算现在的交通量和预测未来的交通 量，经济效益和社会效益的研究。 3、设计-土工、桥梁、隧洞、挡土墙等。 还有 照明、路标、信号、停车场。 4、施工。 5、维修。,道路建设,路面是在路基顶面的行车部分用各种混合材料铺筑而成的层状结构物。 路面基本要求: 具有足够的强度-车辆荷载，振动力，冲击力。 具有足够的稳定性-暴露于大气之中，受各种 自然因素的不利影响。 具有足够的平整度。 具有足够的抗滑性能。,路面工程,面层-应具有足够的结构强度，良好的温度稳定性、耐磨、 抗滑、平整、不透水性（水泥混凝土、沥青混凝土及 其他沥青混合料等）。 基层-承重作用，应具有足够的强度 （碎石、石

7、灰土、工业废渣等）。 垫层-路基土质差时设置。起排水、隔水、防冻、 防污、扩散荷载应力等作用（砂、砾石等）。,路面结构,道路和铁路的交叉，道路相互间的交叉。 交叉方式-平面交叉和立体交叉。,道路的交叉,排水性路面-在保证强度的前提下，增大孔隙比和透水性，雨水不在路面上，也不会积水，有利于行车安全。 透水性路面-雨水一直渗到地基，以补充地下水。 也具有排水性路面的优点。,新技术,立 交 桥,城市立交桥不仅大大方便了交通，而且成为城市建设的美丽风景。 1928年，美国首先在新泽西州的两条道路交叉处修建了第一条公路交叉。 1930年，芝加哥建起了一座立体交叉桥。 1931年至1935年，瑞典陆续在一

8、些城市修建起立体交叉桥。从此，城市交通开始从平地走向立体。,北京部分立交桥,北京六环路上的最大立交桥西沙屯立交桥,北京六环路上的最大立交桥西沙屯立交桥,国外部分立交桥,Tom Moreland Interchange, intersection of Interstate 85 and Interstate 285, Atlanta, Georgia, USA,The Central Motorway Junction - New Zealand State Highways 1 and 16, Auckland, New Zealand.,7918网=8.5万km东部加密，中部成网，西部连通

9、,7=首都放射线 9=南北纵横线 18=东西线,中国道路建设阶段性目标,2010-公路180万km，高速3.5万km 2020-公路230万km，高速5.5万km=中东部地区高速公路网 2040-基本实现现代化，公路300万km，高速网密度=美国水平,首都放射线7条,1 京沪高速 北京上海 1245公里 北京-天津-济南-江阴-无锡-苏州-上海 2 京台高速 北京台北 2030公里 北京-天津-济南-徐州-黄山-衢州-南平-福州-台北 3 京港澳高速 北京港澳 2285公里 北京-石家庄-郑州-武汉-长沙-韶关-广州-深圳-香港 4 京昆高速 北京昆明 2865公里 北京-石家庄-太原-西安-

10、成都-西昌-攀枝花-昆明 5 京藏高速 北京拉萨 3710公里 北京-张家口-呼和浩特-银川-兰州-西宁-格尔木-拉萨 6 京新高速 北京乌鲁木齐 2540公里 北京-张家口-呼和浩特-额济纳旗-哈密-吐鲁番-乌鲁木齐 7 京哈高速 北京哈尔滨1280公里 北京-唐山-山海关-锦州-沈阳-铁岭-四平-长春-哈尔滨,沈大高速公路在1990年完工时为全部四车道，誉为“神州第一路”。 在新沈大2004年9月改扩建完毕通车时，为八车道高速公路。再次获得“东北第一黄金大道”的美誉。,沈大高速公路北起沈阳，南至大连。全长348公里，路基宽42米，双向8车道。设计时速120公里。,沈大高速公路,交通信息化,

11、交通信息化内涵主要包括以下五个领域： 一是交通政务信息化； 二是交通基础设施建设与管理信息化； 三是交通运输生产管理信息化； 四是交通产品营销信息化； 五是交通科学技术信息化。,1825年英国修建了从斯托克顿至达林顿的铁路，这是世界上第一条蒸汽机车牵引的铁路。 它的出现标志着近代铁路运输业的开端，使陆上交通运输迈入了以蒸汽机为动力的新纪元。 1876年英国人在上海修建的吴淞铁路，这是中国领土上出现的第一条铁路。 1881年清政府为了解决开平矿务公司的煤炭运输而修筑的唐胥铁路（唐山至胥各庄）是中国自己创办的第一条铁路，全长约10 km，以后逐步发展成为现在的京沈（北京至沈阳）铁路。唐胥铁路的建成

12、通车，是中国铁路建筑史上的一件大事，和世界上第一条铁路相比晚了56年。,三、铁路,新中国成立后，我国铁路在新线建没和原有铁路的技术改造方面取得了巨大成就。2002年，铁路总营业里程已突破70,000km，其中复线里程达21,000km，电气化里程达 15,000km。 高速铁路20世纪60年代开始出现了，速度从120 kmh提高到450 kmh左右，以后又打破传统的路轨相互接触的粘着铁路，出现了轮轨相互脱离的磁悬浮铁路。而后者的试验运行速度，已经达到500 kmh以上。 我国从上海浦东国际机场至龙阳路地铁站的磁悬浮铁路的建设，标志着我国铁路建设已逐步达到国际先进水平。 地下铁道与城市轻轨已是各

13、国发展城市公共交通的重要手段之一。世界上第一条载客的地下铁道是1863年首先通车的伦敦地铁。目前，伦敦的地铁长度已达380 km，全市已形成了一个四通八达的地铁网，每天载客160余万人次。我国的北京、上海、广州等城市先后开通地铁。,铁路由线路、路基和线路上部建筑三部分组成。此外，属于铁路工程的还有桥梁、涵洞、隧道、车站投施、机务设备、电力供应等。 铁路按其动力-蒸汽、内燃机、电力及电磁力。 按其轨道间的宽度： 标准轨 (1435毫米) 宽轨 (1600毫米) 狭轨 (1067毫米) 按其目的-普通、军用、矿山、森林铁路等,铁路的基本组成,由钢轨、枕木、轨道固定装置、道床及路基组成。 钢轨强度-

14、由列车的重量、列车的通过量、通行速度来决定。 道床-均匀传递车辆的荷载于路基面上，阻止轨道产生位移，缓和列车对线路的冲击作用。 路基-承受轨道及列车荷载的基础。,路基轨道断面,列车速度-最高速度，平均速度，表定速度。 最高速度-根据车辆的性能及线路的条件下能发挥出的速度上限。 平均速度-所经过的路程除以所需时间 (除掉停车时间)。 表定速度-所经过的路程除以所需的全部时间。 利用者最关心的速度是表定速度。 铁路运输现代化的方向-客运高速化和货运重载化。,列车的速度,第一代高速列车-日本新干线，速度为 210 km/h。 第二代高速列车-法国东南干线，速度为270km/h; 大西洋干线，速度为3

15、00km/h。 第三代高速列车-日本磁浮客车载人运行试验 速度达到408km/h。德国达到 412.6km/h。,指设在站场内用于铁路输生产和各种技术作业的建筑物。天桥、地道、站台、雨棚、检查坑、 灰坑、水塔、水鹤、给沙设备、给煤设备、站场照明灯桥等。,铁路站场建筑,青藏铁路,青藏铁路是世界上海拔最高,线路最长的高原铁路。 格拉段经过海拔4000米以上地段960公里,翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072米,高原严寒缺氧,不仅对人体生理和机械设备使用带来不利影响,而且生态环境十分脆弱。 沿线地质复杂,经过连续多年冻土地段550公里。另有部分地段为岛状冻土及深季节冻土,地震,崩塌,滑坡,泥石流等地

16、质灾害严重。 全线桥隧总长约占线路总长的8。总工期为6年。设计运送能力为客车8对,单项货流密度500万吨。 2001年6月,国家批准青藏铁路格拉段开工建设。,青藏铁路西宁至拉萨全长1956公里,其中西宁至格尔木814公里已于1979年铺通,1984年投入运营。 新开工修建的青藏铁路格尔木至拉萨段,全长1142公里,其中新建铁路(南山口至拉萨)1110公里,格尔木至南山口32公里为既有线。,胡锦涛主席在青藏铁路视察,进藏铁路方案比较,通往西藏的铁路除青藏铁路外还有三条规划通路：甘藏铁路、川藏铁路、滇藏铁路。青藏铁路与其它几条进藏通路相比，具有以下明显优势。 以1995年底物价水平为基础，青藏线投

17、资为1392亿元，甘藏线为6384亿元，川藏线为7679亿元，滇藏线为6538亿元。 从(新建)线路长度看，青藏线格尔木至拉萨段实际建筑长度为1080 km，甘藏线为2126 km，川藏线为1927 km、滇藏线为1654 km 从造价(静态)指标看：青藏线为1289万元km，甘藏线为3003万元km，川藏线为3985万元km；滇藏线为3952万元km。 从工期看，青藏铁路自五十年代末期至今，作了大量的前期工作，基础资料比较可靠可信，是其它三条进藏铁路无法比较的。总工期青藏线为7年，甘藏线为32年、川藏线为38年，滇藏线为32年,风火山隧道,风火山隧道，地处昆仑山与唐古拉山交界处的可可西里无人

18、区，是青藏铁路重点难点工程。 该隧道全长1338米，海拔4905米，是目前世界上海拔最高的隧道。 地质构造为含土冰层、饱冰冻土、富冰冻土和泥、沙岩夹层等，整座隧道处于永冻层以内，施工难度前所未有。,给排水工程技术难点,“冻土”和“污水处理”青藏铁路给排水工程亟须攻克的两大难关。 青藏高原地理位置独特，地质条件复杂，常年“滴水成冰”。青藏铁路格拉段穿越多年冻土地段560km左右，使供水管道及贮水构筑物的防冻、保温问题非常困难。 青藏高原生态环境脆弱，环境自净能力非常差。污水若不经处理或经简单处理后排入河流、湖泊，将造成河流、湖泊的水质变坏，使大量的以河流、湖泊为栖息场所的鸟类、鱼类等生物大量死亡

19、，并可能造成环境的进一步恶化。,解决方案,青藏铁路给排水管道的加热方式采用沿程加热（即沿管道长度方向设置加热设施）的方式，分设不同的加热段落，对需要加热的管段分别加热，采用管道自动加热系统及自动测温系统。 混凝土或钢筋混凝土构筑物导热系数大，热量传递快，构筑物内常年贮存有正温的液体，因此对冻土层会产生较大影响，造成融沉，形成不均匀下陷或产生较严重的冻拔，相应采用的措施为： 1.基础换填粗粒化； 2.在基础和构筑物外层之间增加隔热层。,环境保护的工程措施,高原植被的保护与恢复 冻土环境的保护 严格控制“三废”排放 加强对野生动物的保护 精心设计，严格施工管理,磁悬浮列车,磁悬浮列车，是使用这两块

20、磁铁之间的吸引力与排斥力将列车托起，使列车悬浮在轨道上方，和轨道之间没有直接接触，大大减小运行阻力，达到高速运行的目的。,磁悬浮的构想是由 德国工程师赫尔曼肯佩尔于1922年提出的。,用电磁力将列车浮起而取消轮轨，采用长定子同步直流电机将电供至地面线圈，驱动列车高速行驶，从而取消了受电弓（电力机车的弓是指它与电线相接的部分，又称受电弓 ）。 依靠电磁力来实现传统铁路中的支承、导向、牵引和制动功能。列车在运行过程中，与轨道保持一厘米左右距离，处于一种“若即若离”的状态。 避免了与轨道的直接接触，行驶速度也大大提高，其正常的运营速度可以达到每小时430公里。世界上第一列磁悬浮列车小型模型1969年

21、在德国出现，日本是三年后研制成功的。仅仅十年后的1979年，磁悬浮列车技术就创造了517公里小时的速度纪录。,磁悬浮列车快速、低耗、安全、舒适、经济、无污染。 运行成本和能耗低。由于没有轮子、无磨擦等因素，它比目前最先进的高速火车省电30%。在500公里小时速度下，每座位公里的能耗仅为飞机的13至12，比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触，震动小、舒适性好，对车辆和路轨的维修费用也大大减少。 磁悬浮列车交通有利于保护环境。它在运行时不与轨道发生磨擦，且爬坡能力强、转弯半径小，所以发出的噪音很低(只有当时速达到200公里以上时，才会产生与空气磨擦的轻微噪音)。 磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火

22、标准实行配置。它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨。列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流，同一区域内的电磁流强度相同，不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象，从而排除了列车追尾或相撞的可能。,磁悬浮列车的优点,上海磁浮列车,上海浦东高速磁浮铁路正线全长30公里，将上海市区与东海之滨的浦东国际机场连接起来，单向运行时间约8分钟，平均运行速度达到每秒6070米。 运行时，磁浮列车与轨道间约有10毫米的间隙，这就是浮起的高度。 除启动加速和减速停车两个阶段外，列车大部分时间时速为300多公里，达到最高设计时速430公里的时间有20多秒。,上海磁浮列车工程大事记,

23、2001年3月：上海磁浮列车示范运营线工程在浦东新区正式开工。 2001年7月：重达70多吨的上海磁浮列车工程首根轨道梁“出炉”，这也是我国自行设计和生产的首根中心受压预应力混凝土梁。 2001年8月：首批上海磁悬浮列车设备自德国汉堡起程，安全抵达上海港，其中包括约1000公里长的定子线圈电缆。 2002年7月：上海磁浮快速列车轨道梁制作提前完成。 2002年8月：磁浮列车首批三节车厢运抵上海，并运往磁悬浮工程维修基地组装、调试。同月，磁浮列车开始安装磁铁模块。 2002年9月：上海磁浮工程实现了轨道梁全线贯通。 2002年12月：上海磁浮列车开始试运行。,上海磁浮铁路的起始车站龙阳路车站,磁

24、悬浮列车存在的问题,由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。 常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。 超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。,无论是轻轨还是地铁，都可以建在地下、地面或高架桥上，二者的主要区别是单向最大高峰每小时客流量的区别。 地铁的铁路能适应的单向最大高峰客流量每小时为 3 万 -6 万人次，轻轨铁路能适应单向最大高峰客流量为每小时 1-3

25、 万人次。 大载客量的地铁车厢，一般的额定载客量为每辆 310 人，超员为 410 人，编组采用每列 6 辆； 中等载客量的轻轨铁路车厢，一般的额定载客量为 202 人，超员 224 人，编组采用每列 2-4 辆。 轻轨铁路可以根据地形的变化而灵活变更运行轨道，有的建在地面，有的驶入地下，有的建成高架，具有投资省、见效快、适用范围广等优点。,四、 城市轨道交通,世界上第一条地下铁道于1863年1月10日首先在伦敦建成。开始是采用蒸汽机车牵引，经过27年到1890年改为电力牵引。 据有关资料统计，从1863年到1899年有7个城市修建了地下铁道，从1900年到1949年，世界上又有13个城市修建

26、了地下铁道。据日本地下铁道协会统计，到1999年全世界已有115个城市建成了地下铁道，线路总长度超过了7000km。 旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混合运行，又受路口红绿灯的控制，运行速度很慢，正点率低，而且噪声大，加减速性能较差。我国仅剩下大连、长春个别线路没有拆光，并一直保留至今，继续承担着正常公共客运任务。 1978年3月国际公共交通联合会（EITP）在比利时首都布鲁塞尔会议上，确定了新型有轨电车交通的统一名称，英文为Light Rail Transit，简称轻轨交通（LRT）。,城市轨道交通系统主要技术参数（参考数据）,北京地铁与轻轨,地铁1号线：苹果园-张家湾镇 地铁2号线：

27、西直门市区环线 地铁3号线：小煤厂-崔各庄 地铁4号线：定泗-十里河 地铁10号线：海淀-焦化厂 轻轨11号线：宋家庄-亦庄总站 轻轨12号线：北京南站-黄村 轻轨13号线：西直门-东直门,北京地铁13号线,上海地铁与轻轨,上海地铁一号线是上海城市轨道交通网络中的南北主干道，工程南起莘庄，北到宝钢。目前已建成通车的一期工程是上海兴建的第一条城市轨道交通快速线；工程南起莘庄，北至上海火车站，工程正线全长21.35公里。 地铁二号线是上海地铁网络中的东西线路。规划西起虹桥机场，经过上海闹市区，在南京东路外滩穿越黄浦江到达浦东陆家嘴金融贸易区，再向东延伸至线路终点张江高科站；在龙阳路站可与在建的磁悬

28、浮线换乘，直达浦东国际机场。,上海地铁与轻轨,轨道交通明珠线一期南起上海南站，北至江湾镇。工程全长24.97公里，其中地面线3.6公里，高架线21.37公里。沿线设19个车站，2000年已建成通车。 2004年明珠线二期工程建成后，明珠线一期工程中宝山路至虹桥路站区段将与明珠线二期工程形成上海轨道交通市区环线，与地铁一号线、地铁二号线相互换乘。,2007年3月16日，上海轨道交通11号线盾构从白丽新村站正式开始掘进。上海轨道交通11号线全长58.97公里，将设27座车站，其中地下车站18座，地面车站9座。,广州地铁与轻轨,1993年12月28日，广州地铁一号线正式动工建设。1999年6月28日，地铁一号线全线开通运营。广州地铁一号线全长18.48公里，设16个车站。 1998年7月28日，地铁二号线海珠广场站动工。，2002年月日，二号线首期段三元里到晓港站正式开通。2003年6月28日，广州地铁二号线全线（三元里琶洲塔）对外开通试运营。,广州地铁与轻轨,2005年1