道路和桥梁工程绪论

1、道路和桥梁工程绪论 本章主要介绍道路线形设计的基本概念和我国公路交通的发展情况。第一篇 道路工程概论第一章 绪论芝加哥的城市交通一交通运输的概念交通(Traffic) 人、车、物以及信息在两地之间的往来、传递、输送。第一节 交通运输的特点及其在国民经济中的地位地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通地面交通法国的轻轨交通自行车交通磁悬浮交通管道交通十 大 地 铁 (1)莫斯科(俄国)：年输送旅客量达26亿人次，每张票价1美分。(2)东京(日本)：客流量25亿人次，每张票价78美分。(3)纽约(美国)：客流量15亿人次，每张票价1.15美元。 (4)墨西哥城(墨西哥)：年载旅客15亿人次，每乡票

2、价11美分。(5)巴黎(法国)：乘地铁人次为12亿，每张票价为87美分。(6)大阪(日本)：载客为9.48亿人次，每张票价为78美分。(7)列宁格勒(前苏联)：8.21亿人次，每张票价1美分。(8)伦敦(英国)：年输送旅客8.15亿人次，每张票价1.17美元。(9)汉城(韩国)：年输送旅客8.12亿人次，每张票价28美分。(10)香港(中国)：年输送旅客6.3亿人次，每张票价32美分。一交通运输的概念交通(Traffic) 人、车、物以及信息在两地之间的往来、传递、输送。第一节 交通运输的特点及其在国民经济中的地位地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通

3、多伦多地铁大型航母波音747-200大型客机管道交通管道交通地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通管道交通位于陕北靖边的长庆油田天然气净化厂传送01的信息交通交通沟通 4综合运输体系协调发展： 各种运输方式的优缺点相互补充，尤其是以现代通讯手段为基础的信息高速公路得到了飞速的发展。二.交通发展的四个阶段1水运阶段：公元250年始有简易船。1807年美国有了汽轮机。2铁路：1825年英国第一辆蒸汽机开通。火车对工业化进程起到了主导作用，最高时期达到了货运量的3/4。 3公路、航空、管道运输竞相发展： 1886年德国第一辆四冲程汽油车诞生。二战期间，汽车、公路得到发展，始形成“交通工程学”。19

4、03年第一架飞机上天。目前， .全球汽车超过5亿辆，小汽车4亿辆，美国1.5亿辆 .全球交通网络中，2/3是公路。 .公路完成总货运量的80%。1.机动灵活。可迅速集散货物二道路运输(road traffic)的特点1.机动灵活。2.迅速直达3.适应性强4.服务面广5.运输成本高2.迅速直达。“门到门” 的运输1.机动灵活。可迅速集散货物2.迅速直达。“门到门” 的运输3.适应性强。大、中、小货物运输1.机动灵活。可迅速集散货物2.迅速直达。“门到门” 的运输3.适应性强。大、中、小货物运输4.服务面广。既可独立完成一次运输，也可作为其它运输方式的补充1.机动灵活。可迅速集散货物2.迅速直达。

5、“门到门” 的运输5.运输成本较高。燃料贵、服务人员多、单位运量小3.适应性强。大、中、小货物运输4.服务面广。既可独立完成一次运输，也可作为其它运输方式的补充1.机动灵活。可迅速集散货物5.运输成本较高。燃料贵、服务人员多、单位运量小3国防战略通道。三道路运输在国民经济中的地位1实现客流、货流的快速移动。2联结各地区，实现经济文化的交流。一.公路(highway)发展现状 我国公路建设始于1908年(光绪末年)。1908年3月，满清政府为镇压人民起义，广西巡府拔军响十万银元派驻军苏元春部修建镇南关(友谊关)凭详那堪龙州公路(55公里)。谭洗明部各营修建龙州水口关公路(长33公里)。 1949

6、年新中国成立时，全国公路网通车里程仅7.5万KM，全国1/3的县不通公路。第二节 道路现状与我国道路发展规划2现状 公路网密度仅为发达国家的1/14-1/20，是印度的1/4。公路里程列美国、俄罗斯、巴西、印度之后居世界第五位。约为美国的1/6。 但是近几年发展较快，到2010年我国高速公路已经超过7.4万KM。全国公路通车里程达到398.4万公里。1历史汽车数量少、吨位小、性能差 通车里程少、等级低、质量差。 测设施工水平低。 交通运营管理水平落后。 桥梁宽度不够。 发达国家汽车保有量10人一车，甚至2-3人一车。我国17人一车（中国汽车拥有7800万辆）。燃油消耗8.7L/100tkm，美

7、国3.1L/100tkm。 交通部预计到2020年我国汽车的保有量将会达到1.4亿辆（10人一辆，达到发达国家水平）二公路规划（highway planning）“五纵七横”国道主干线 规划于1992年由交通部正式提出，总长约35万公里，由12条国道主干线和公路主枢纽及信息系统构成，是全国公路网的主骨架，主要路线都采用高速公路技术标准。 “五纵七横”国道主干线已经于2008年除全部开通 。满洲里哈尔滨乌鲁木齐呼和浩特二连浩特北京沈阳长春丹东大连青岛连云港济南徐州淮阴上海宁波南昌台北长沙衡阳南宁海口香港澳门广州韶关同江绥芬河厦门高雄昆明霍尔果斯格尔木拉萨瑞丽河口友谊关北海湛江桂林西安重庆银川太原

8、石家庄天津烟台西宁兰州成都珲春三亚唐山国道主干线南京合肥武汉郑州杭州福州贵阳珠海深圳二高速公路规划2.国家高速公路网 2005年1月提出，采用放射线与纵横网格相结合的布局形态，构成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的公路交通大通道，包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线，简称为“7918网”，总规模大约为8万5千公里 1990年第一条高速公路（沈大高速公路）建成通车；到2000年底，高速公路总里程达1.6万公里；到2001年底，高速公路总里程达1.9万公里，超过加拿大（1.9万公里）、仅次于美国（8.8万公里），位居世界第二位；2007年底高速公路总里程达到5.36万公里;

9、2008年我国完成“五纵七横”国道主干线系统收尾工作，推进国家高速公路和西部开发8条省级公路通道建设。 1994年底公路通车里程达到110万公里，并实现了县县通公路，97的乡及78的行政村通了汽车。第二次全国公路普查结果表明，到2000年12月31日我国公路总里程达到167.98万公里。其中高速公路通车里程为1.6万公里。98的乡镇和89的行政村通了公路。（不通公路的乡镇460个，不通公路的村有7.4万个）除港、澳、台地区外，到2001年底我国公路总里程达到169.8万公里，居世界第四位。截至2010年底我国公路通车总里程达398.4万公里，其中高速公路7.4万公里。第三节 道路的分类分级与技

10、术标准 P20 一.分类（class）1公路(highway)：城市郊区以外、连接城乡间的较长道路。分国道、省道、县道、乡道 2城市道路(urban road)：城市范围内的道路，除承担交通运输任务外，并能反映城市建设水平及建设面貌的布局风格。3专用道路（包括厂矿道路(factories and mines road)和林区道路 (forest road ) ）4乡村道路(country road )城市道路乡村道路 1. 公路分级 高速公路：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 。 二.公路分级（grade）与技术标准(technical standard) 四车道高速公路应

11、能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量2500055000辆 。 六车道高速公路一般能适应各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为45000-80000辆。 八车道高速公路一般能适应各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为60000-100000辆。昆曼生态高速公路广惠高速-广东)成温高速公路景观成温高速公路景观郑少高速公路景观(河南)一级公路：为供汽车分向、分车道行驶的公路，一般能适应各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜交通量为15000-30000辆。 二级公路：一般能适应各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为3000-7500辆。三级公路：一般能适应各种车辆

12、折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为1000-4000辆。四级公路：一般能适应各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为:双车道1500以下；单车道200以下。二级公路 三级公路四级公路2.公路工程技术标准各级公路主要技术指标汇总表公路等级高速公路一级二级三级四级计算行车速度（km/h）120100806010060804060304020车道数8644444422221或2行车道宽度（m）215.0211.2527.527.527.527.027.527.09.07.07.06.3.5或6.0路基宽度（m）一般值42.535.027.5或28.026.024.5

13、22.525.522.5012.08.508.57.56.5变化值40.533.025.524.523.020.024.020.017.04.5或7.0极限最小半径（m）65040025012540012525060125306015停车视距（%）21016011075160751104075304020最大纵坡（%）345546576869车辆荷载计算荷载汽车超20级汽车超20级汽车20级汽车20级汽车20级汽车10级验算荷载挂车120挂车120挂车100挂车100挂车100履带503.公路等级的选用 一条公路可以根据交通量等情况分段采用不同的等级。 一条公路设计交通量不同，而在同一地形分区

14、采用不同的公路等级时，相邻路段的设计车速之差不宜超过20km/h。 一条公路通过不同地形分区时，相邻路段设计车速相差一般较大，在相互衔接处前后一定路段，主要技术指标应逐渐过渡，避免突变。 按照不同车速设计的路段长度不宜太短。高等级公路一般不小于20公里，其它公路不小于10公里。 三.城市道路的分类与分级 城市道路分四类： 1快速路：为城市大量、长距离、快速交通服务，有中间分隔带。 2主干路：为连接城市各主要分区的干路，以交通功能为主。 3次干路：次干路和主干路结合组成城市道路网，起集散交通的作用，兼有服务的功能。 4支路：为次干路和街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。项目类别级别

15、 设计车速(km/h)双向机动车道数(条)分隔带设 置横断面形式快速路80-604必须设双、四幅主干路I(50万人)60-504应设单、双、三II(2050万)50-403-4应设单、双、三III20万人40-302-4可设单、双、三次干路I50-402-4可设单、双、三II40-302-4不设单III30-202不设单支 路I40-302不设单II30-202不设单III202不设单城市道路分级（四类十级）及技术标准第四节 道路勘测设计的阶段和任务公路规划、勘测设计、施工、养护。具体步骤：1依长远规划或项目建议书进行可行性研究。2依可行性研究，编制计划任务书(设计任务书)。3根据批准的计划任

16、务书，现场勘测，编制初步设计文件及概算。4根据初步设计文件，编制施工图设计和工程预算。5列入年度基本建设计划。6进行施工前的各项准备工作。7编制施工组织计划及开工报告。8竣工验收，决算。一公路基本建设程序二勘测设计的阶段依据工程性质的要求可分三阶段：一阶段设计：两阶段设计：三阶段设计：一阶段设计：对于技术简单、方案明确的小型建设项目，可采用，即一阶段施工图设计； 两阶段设计：公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计，即初步设计和施工图设计 三阶段设计：技术上复杂而又缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用三阶段设计，即初步设计、技术设计和施工图设计。

17、一阶段设计：路线视察设计任务书一次定测一阶段施工图设计施工图预算。两阶段设计：可行性研究计划任务书初步测量初步设计，设计概算定线测量两阶段施工图设计，施工图预算。三阶段设计：预可研可行性研究计划任务书初步设计技术设计施工图设计。第五节 城市道路网和红线的规划一城市道路网的结构形式和特点1方格网式：北京旧城，西安，洛阳，开封。 优点：布局整齐，有利于建筑物的布置，方向性好。 缺点：对角线方向交通不便，非直线系数较大。1.27-1.4。 2环形放射式：沈阳，成都，伦敦，东京，莫斯科。 优点：利于城市中心对外联系。非直线系数较小。 缺点：交通组织不灵活，各区间联系稍有不便。一城市道路网的结构形式和特

18、点 第五节 城市道路网和红线的规划 3自由式：重庆，青岛，九江，南宁 优点：能结合自然地形，节省工程造价。 缺点：不规则街坊多，道路非常直线系数较大。一城市道路网的结构形式和特点 第五节 城市道路网和红线的规划 4混合式：北京，上海，南京，合肥 特点：扬长避短，适合不同城市结构。目前我国多数大城市都采用方格式和环形放射式的混合式。一城市道路网的结构形式和特点 第五节 城市道路网和红线的规划 第五节 城市道路网和红线的规划 二城市道路红线规划 1.道路红线：指城市道路用地的分界控制线。包括车行道、人行道、绿化带在内的总宽度。 2.红线规划内容 .确定红线宽度：根据道路功能，性质，横断面形式，定出

19、机动车道、非机动车道、人行道、绿地的合理宽度，进而确定道路红线总宽度。要求：远近期结合，以近期为主。 .确定红线位置 .确定交叉口型式 .确定控制点的标高和坐标第六节 道路勘测设计的依据道路勘测设计的基本设计依据：设计车速，设计车辆，设计交通量。一 设计车速1.概念：在具有控制性路段上(急弯、陡坡)具有中等驾驶水平的驾驶员，在天气良好、低交通密度时，安全舒适行驶所能维持的最大安全速度。是决定公路线形及几何要素的基本要素。2.设计车速的制定：主要有三种方法行政命令 统计方法 调查法 行政命令：用于高速公路和一级公路。 高速公路按地形分平原微丘、重丘、山岭分别为120km/h，100km/h,80

20、km/h，60km/h。 .统计方法：平原微丘区二、三、四级公路。 对已建成公路的平均技术车速进行统计，按平均技术车速与设计车速的比值推算公路等级平均车速(km/h)平均车速/设计车速计算值规范取值二500.6-0.783-7180三40-450.7-0.864-5060四350.8-0.943-3940 调查法：山岭重丘区二三四级公路 通常以调查车辆在平曲线最小半径上的行驶车速为控制条件。3.各级公路的计算行车速度公路等级高速公路一二三四计算行车速度120100806010060804060304020二.设计车辆 1概念：车辆的几何尺寸、重量、性能直接关系到行车道宽度、弯道加宽、道路纵坡、

21、行车视距、道路净空等道路的基本参数。 2. 设计车辆的规定：(公路设计车辆外廓尺寸见相关教材p10.） 城市道路设计车辆的外廓尺寸见下表：车辆类型总长总宽总高前悬后悬轴距小型汽车51.81.61.01.32.7普通汽车122.54.01.54.06.5铰接车182.54.01.73.85.8-6.7三.设计交通量P16 1 交通量：单位时间内通过道路某断面的车辆数(或行人数) 交通量是交通规划、交通建设规模、公路几何线形设计的主要依据。 交通量的单位：辆/年，辆/日(年平均日交通量)，辆/小时。 2设计交通量：公路远景设计年限能达到的年平均日交通量(辆/日)，是确定道路等级的基本依据。 设计交

22、通量的推算： 根据年平均增长率推算：Nd=No(1+n) 根据年平均增长量推算：Nd=No+ n 3设计小时交通量：远景设计年限主要方向标准高峰小时交通量(单向)。 小时交通量：以小时为单位的交通量。是确定车道数的主要依据。 高峰小时交通量：一年或一日中的最大小时交通量。. 标准高峰小时交通量：全年8760小时个交通量按照大小的顺序排列，取30位小时交通量 为标准高峰小时交通量。 设计小时交通量与年平均日交通量的关系 Nh=NdkD D-方向不均匀系数。k-设计小时交通量系数 4交通量的折算 交通量在计算时，应将行驶中的车辆折算为某种标准车辆， 公路中一般以中型载重汽车作为标准车辆，城市道路中一般以小汽车为标准车辆。 第七节 通行能力 p19通行能力是指在一定的道路交通条件下，单位时间内通过道路某一断面的车