道路勘测设计第1章绪论课件

道路勘测设计道路勘测设计考查方式：考试参考书：1、道路勘测设计张雨化主编人民交通出版社2、道路勘测与设计张金水主编同济大学出版社第一章绪论第一节道路运输系统及道路运输交通运输业（产业之一）交通运输网（构成）公路运输（方式之一，网）运输量大；迅速；但需转运；装卸费用较高；属线性运输

高速铁路：轮轨磁悬浮高铁机动、灵活，适应性强，直达，迅速；属于平面服务；可实现库—库运输，减少中转费用；单车运量小。高速公路集装箱运输终端运输耗能省、运输成本低；但受自然因素制约大方式：内河海洋（近海、远洋）速度最快；费用最高；舒适专业性强（专用）；连续性强运输成本低、损耗少，；运输对象单一2．各种交通运输方式的特点及优势

铁路运输公路运输：水运：航空运输：管道运输：古代：丝绸之路，唐朝鼎盛时期近代：本世纪初（1902年）汽车输入我国。从1906年在广西友谊关修建第一条公路到1949年底，全国公路通车里程仅8.1万公里。现代：中华人民共和国成立以后1978年底公路通车里程达88万公里第二节我国道路现状与发展规划

一、道路发展史2009年公路水路交通运输行业发展统计公报表明，到2009年12月31日我国公路总里程达到386.08万公里。其中高速公路通车里程为6.51万公里，仅次于美国，居世界第二位。到2009年底，全国等级公路里程305.63万公里，高速公路6.51万公里。截至2009年底，全国公路桥梁达62.19万座、2726.06万延米，隧道为6139处、394.20万延米。

1994年底公路通车里程达到110万公里，并实现了县县通公路，99.2％的乡及92.8％的行政村通了汽车。存在如下几方面的问题：

1．数量少。（1）公路通车总里程：目前通车里程虽己达386.08万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国（2001）为654万公里。美国人口约占世界的5%，公路里程占世界的28%；我国人口约占世界的25%，公路仅占世界的7%。二、道路现状评价美国、加拿大（2001）国土面积与中国差不多，高速公路里程已达8.8万公里和１.9万公里，法国国土仅为中国的十七分之一，高速公路里程已达9000公里；日本国土很小，而高速公路已达近7000公里。高速公路里程占公路总里程的比例偏低。中国刚达到1.6％，而发达国家已超过1.5％左右，如加拿大为1.88％，德国已达1.72％，美国为1.37％，印度、马来西亚等发展中国家高速公路发展也很快。高速公路总量也明显偏少。公路密度即每百平方公里国土面积拥有的公路里程数。从总体上讲，我国公路基础设施总量不足，密度偏低。美国公路密度每百平方公里为67公里，英国为160公里，法国为147公里，日本为303公里，印度为61公里，而我国只有38.86公里。每万人拥有公路长度，美国为242公里，英国为63公里，法国为140公里，日本为91.5公里，印度为22公里，而我国只有11公里。（2）公路密度：东西部差距较大，平原区与山区差别大。到2000年底全国仍有353个乡（0.8%），6.9万个村（9.2%）不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km，天津85.1km，北京81.0km，海南61km，广东58km，江苏56.6km。10km以下的省有5个，西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃，黑龙江省13.8km，排位倒数六。4．通行能力低。通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。5．服务水平低。公路运输服务不满足要求。

3．发展不平衡。三、发展规划1．发展方向

（1）提高等级与加大密度并举。新建公路，沟通断头路。国道主干线高速公路网建设（2）运输工具向专业化方向发展。大型车、小型车发展，控制中型车（3）运输服务向高效优质发展。（4）管理信息化发展。

（1）国道主干线公路全部建成高速公路。（3.5万公里）1990～2020年，总长3.5万公里国道主干线公路全部建成高速公路，全国公路总里程达到260~300万公里(该目标已提前实现)。2003年，完成“两纵两横”；2010年，完成“五纵七横”国道主干线(2007年底发展主要目标已提前实现)。2．发展规划“五纵七横”国道主干线“五纵七横”国道主干线示意图国道主干线国道主干线规划线国道：G102，G222，G301省道：S105县道：X101乡道村道（2）省道干线道路网形成。

各省、市、自治区根据本地区的情况，规划修建省级干线网。我国公路网管理层次：国道网分类：首都放射线：编号1南北纵线：编号2东西横线：编号3（3）2030年实现智能化公路运输系统。（4）2040年智能化综合交通运输系统形成。

另外，国家高速公路网规划方案逐步实施，简称“7918网”：7条首都放射线、9条南北纵向线、18条东西横向线，总规模约8.5万km，其中主线6.8万km，地区环线、联络线等其他线路约1.7万km。一、道路功能具有两大特性：

通过功能和通达功能；

分类：

1）按功能分：干线公路、集散公路和地方公路。2）按行政管理属性：国道、省道、县道和乡道。第三节道路的功能与分级

二、公路分级与技术标准

1．公路分级交通部2004年颁布的《公路工程技术标准》JTGB01一2003（现行）将公路分为五个等级高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。划分等级目的：按需求建设公路依据：公路使用任务、功能交通量（远景设计）功能：一级公路是连接高速公路或是某些大城市的城乡结合部、开发区经济带及人烟稀少地区的干线公路。具有两种不同的任务和功能：（1）干线功能，部分控制出入；（2）可以采用平交的距离不长的连接线等。一级公路强调必须分向、分车道行驶，《标准》规定一级公路一般应设置中央分隔带。当受特殊条件限制时，必须设置分隔设施，不允许用画线代替。一级公路：为供汽车分向、分车道行驶的公路，一般能适应按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15000～55000辆。功能：二级公路为中等以上城市的干线公路或者是通往大工矿区、港口的公路。三级公路：一般能适应按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1000～4000辆（小汽车2000~6000辆）。功能：为沟通县、城镇之间的集散公路。四级公路：一般能适应按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辆以下；单车道200辆以下。功能：为沟通乡、村等地的地方公路。二级公路：一般能适应按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(小汽车年平均日交通量5000~15000辆)。重丘地形：指连续起伏的山丘，且有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在20°以上，路线平、纵面大部分受地形限制；高原地区的深浸蚀沟，以及有明显分水线的绵延较长的高地，地面自然坡度多在2°以上，路线平、纵面大部分受地形限制。山岭地形：指山脊，陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等地形变化复杂，地面自然坡度大部分在20°以上，路线平、纵、横面大部分受地形限制。

公路等级应根据公路网的规划，从全局出发，按照公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。各级公路远景设计年限：高速公路和一级公路为20年二级公路为15年三级公路为10年四级公路一般为10年。设计路段长度：按不同计算行车速度设计的各路段不宜过短。高速公路不宜小于15km

一级、二级公路不宜小于10km。4．公路等级的选用三、城市道路分类与技术分级城市道路分类：

按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，城市道路分为四类：

1．快速路快速路为城市中大量、长距离、快速交通服务。快速路对向行车道之间应设中间分车带，其进出口应采用全控制或部分控制。快速路两侧不应设置吸引大量车流，人流的公共建筑物的进出口，两侧一般建筑物的进出口应加以控制。在进出口较多时，宜在两侧另建辅道。

主干路为连接城市各主要分区的干路，以交通功能力主。自行车交通量大时，宣采用机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。主干路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口。3．次干路次干路与主干路结合组成城市道路网，起集散交通作用，兼有服务功能。4．支路支路为次于路与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。2．主干路

除快速路外，各类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。大城市（人口50万以上）应采用各类道路中的Ⅰ级标准；中等城市（人口20万~50万）应采用Ⅱ级标准；小城市（人口20万以下）应采用Ⅲ级标准。城市道路分级：技术依据：《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)、《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)、《城市道路设计规范》(CJJ37-90)、《公路勘测规范》(JTGC10-2007)等。自然条件：主要有地形、地质构造、气候状况、水文情况、土壤及植被等。第四节道路设计控制一、设计车辆按使用目的、结构或发动机的不同分成各种类型，而作为道路设计依据的汽车可分为四类，即：小客车、载重汽车、鞍式列车铰接车（城市道路)。

汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：1.总高：4.0m；2.总宽（不包括后视镜）：2.5m；3.总长：16m；（1）载重汽车（包括越野载重汽车）12.0m；（2）客车12.0m；铰接式客车18.0m；（3）牵引车拖半挂车16.5m；（4）汽车全挂汽车列车20.0m。国家标准GB1589—89对汽车的外廓尺寸限界的规定1.设计速度的定义：当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受公路本身的道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适行驶的最大行驶速度。设计速度是决定公路几何形状的基本依据，曲线半径、超高、视距等技术指标都起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。其它如车道宽度、路肩宽度等虽与设计车速无直接关系，但它们影响行车速度。

二、设计速度（计算行车速度）

计算行车速度较低时，平均行车速度大约为计算行车速度的90%～95%；在计算行车速度较高时，其平均行车速度约为计算行车速度的80%。3．计算行车速度的拟定计算行车速度的最大值：120km/h

根据汽车性能，并参考国内外的实际经验，从节约能源以及人在感官上的感觉出发，计算行车速度的最大值采用120km/h是适宜的。计算行车速度的最低值：20km/h。2.计算行车速度与平均行车速度的关系

高速公路在设计、施工、运营管理上与一般公路有所不同，本次修订按高速公路的运营要求和交通需要的变化把计算行车速度分为四档，即120km/h、100km/h、80km/h和60km/h。

高速公路的计算行车速度不与地形直接挂钩，设计时设计人员应结合交通需求的变化，考虑技术经济的合理性，更好地与地形景观相配合，作出更合理的设计。一般情况下应选用120km/h的计算行车速度，当受地形、地物、工程造价等条件限制时，交通量又相对的小一些，可选用100km/h甚至是80km/h的计算行车速度。对于条件特殊困难地段，经技术、经济论证可选用60km/h的计算行车速度。（1）高速公路的计算行车速度

为了使汽车在各级公路上都能充分发挥其技术性能，达到应有的运输经济效益，并结合已有公路汽车行驶的实际情况，一级公路的平均行车速度应在60km/h以上，二级公路的平均行车速度应大于50km/h，三级公路的平均行车速度采用40km/h～45km/h，四级公路采用35km/h。根据上述计算行车速度和平均行车速度的关系，拟定计算行车速度如表5。（2）平原、微丘区的计算行车速度表5计算行车速度计算表

公路等级平均运行速度

（km/h）计算行车速度（km/h）平均运行速度/计算行车速度计算值采用值一级公路＞600.6＞100100二级公路＞500.6～0.783～7180三级公路40～500.7～0.864～5060四级公路35左右0.8～0.943～3940（3）山岭、重丘区的计算行车速度在山岭、重丘区，计算行车速度的大小直接影响着公路工程量大小和工程的难易程度。一般情况下，山岭、重丘区的计算行车速度比平原、微丘区的要小一些。考虑到山岭、重丘区公路的工程量要求和施工难度的要求，同时考虑到各级道路条件下行车安全顺适的要求，利用极限最小半径的实践经验，确定了各级道路在山岭重丘区的计算行车速度值。见表6。表6山岭重丘区公路计算行车速度公路等级控制速度的极限最小半径(m)计算行车速度

（km/h）备注一级公路10060根据计算和实测资料，100m半径时运行速度可达60km/h二级公路6040根据计算和实测燃料，60m半径时运行速度可达40km/h三级公路3030根据计算和实测燃料，30m半径时运行速度可达30km/h四级公路1520根据计算和实测燃料，15m半径时运行速度可达达20km/h交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。其具体数值由交通调查和交通预测确定。交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。定义：年平均日交通量(pcu/d)

小时交通量(pcu/h)年累计交通量三、交通量

1．设计日交通量一条公路交通量的普遍计量单位是年平均日交通量（简写为AADT），用全年总交通量除以365而得。

设计日交通量是指欲建公路到达远景设计年限时能达到的年平均日交通量（pcu/d）。远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。（一）设计交通量远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。

Nd＝N0(1+γ)n-1式中：Nd——远景设计年平均日交通量(pcu/d)；

N0——起始年平均日交通量（pcu/d），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量：

γ——年平均增长率（％）；

n——远景设计年限(年)。远景设计年平均日交通量计算：

小时交通量（pcu/h）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平时的依据。第30位小时交通量：设计小时交通量一般采用第30位小时交通量。意味着在一年中有29个小时超过设计值，将发生拥挤，占全年小时数的0.37％，也就是说能顺利通过的保证率达99.67％。2．设计小时交通量

Nh＝Nd×k×D式中：Nh——主要方向高峰小时设计交通量(pcu/h);

Nd——设计年限的年平均日交通量(pcu/d)；D——方向不均匀系数，即高峰小时期间主要方向与两个方向总交通量之比(Nh／N’h)，一般取D=0.5~0.6；

N’h——高峰小时两个方向的总交通量(pcu/h);

Nd——设计年限的年平均日交通量(pcu/d)；设计小时交通量计算公式：我国的公路及城市道路以小汽车为准，汽车代表车型分为小客车、中型车、大型车和拖挂车。在换算车辆时应引入车辆折算系数，通常以车辆宽度B和平均行车速度V比值的对比来加以确定。以选定车辆的B/V为1，以其它车型的B/V与选定车辆对比求得。在设置慢车道实行分道行驶的道路或路段上，其交通量应按汽车交通量和非汽车交通量分别计算。（二）交通量折算代表车型车辆折算系数说明小客车1.0≤19座的客车和载质量≤2t的货车中型车1.5＞19座的客车和载质量＞2t~≤7t的货车大型车2.0载质量＞7t~≤14t的货车拖挂车3.0载质量＞14t的货车道路通行能力是在一定的道路、环境和交通条件下，单位时间内道路上某个断面上所能通过的最大车辆数，是特定条件下道路能承担车辆数的极限值。单位时间通常以小时计（pcu／h）。

1．基本通行能力基本通行能力是指在理想的道路和交通条件下，某一条车道或某个断面上，单位时间内所能通过的小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。四、通行能力（1）车头时距：指连续两车通过车道或道路上同一地点的间间隔。以车头时距计算一条车道的通行能力：

C=3600／t式中：t——连续车流平均车头间隔时间（s），可通过观测求得。（2）车头间距：是指交通流中连续两车之间的距离。以车头间距计算一条车道的通行能力：

C=1000V／l式中：l——连续车流平均车头间隔距离（s），可通过观测求得。基本通行能力的计算方法：

可能通行能力是在实际道路和交通条件下，单位时间内道路某一点所能通过的最大交通量。

3．设计通行能力1）服务水平及服务交通量：我国按照车流运行状态，把从小交通量自由流至交通量达到可能状态的受限制车流这一运行条件范围分为四级服务水平。《公路路线设计规范》JTGD20-2006（以后简称《规范》）规定了各级公路设计采用的服务水平等级。

2．可能通行能力公路设计中采用的服务水平等级为：

高速公路：二级服务水平但在不得已的情况下，匝道——主线连接处以及交织区可降低要求采用三级服务水平。一级公路：平原微丘区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。二、三、四级公路：采用三级服务水平。设计通行能力是指公路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内公路上某一路段可以通过的最大车辆数。设计通行能力是实际道路可能接受的通过能力，考虑了人为主观对道路的要求，按照道路运行质量要求及经济、安全、出人口交通条件等因素而确定作为设计依据的。设计通行能力=可能通行能力×V/C（V／C）比是在理想条件下，各级服务水平最大服务交通量与基本通行能力之比。2）设计通行能力：4.各级公路适应交通量(1)高速公路的适应交通量在进行高速公路规划设计时，要保证必要的交通服务水平和车辆运行质量，同时要考虑我国的经济水平和公路建设投资力量，并要避免高速公路不入因交通量不适应造成交通阻塞。《公路路线设计规范》JTGD20-2006规定我国公路服务水平分为一级、二级、三级、四级。根据我国国情，高速公路的适应交通量宜按二级（相当于美国的C级）来考虑，即计算行车速度为120km/h时，高速公路服务水平V/C比为0.8；计算行车速度为100km/h、80km/h和60km/h时，其V/C比应为0.72、0.68、0.64。最大服务交通量1600，1400，1300，1150。按照美国最近研究结果，高速公路上每车道以小客车计的基本通行能力大约为2200辆/h。我国交通状况下的通行能力按每车道2000辆/h计（120~100km/h）；80km/h—1900，60km/h—1800。目前世界上高速公路基本按单向单车道的设计小时交通量来考虑，但一方面因我国对某些参数尚待进一步研究，另一方面为便于进行公路规划设计并与我国一直延用的适应交通量指标相衔接。因而用适应交通量作为高速公路选用的指标。其值按下式计算：式中：AADT——远景年限的设计年平均日交通量（辆/日）；

CD——单车道设计通行能力（小客车/每车道/小时）；

CD=CB×（V/C）CB——理想备件下一个车道的基本能行能力，计算行车速度120km/h为2000小客车/小时；

N——单向车道数；

K——设计小时交通量系数，K值大约在0.095～0.135之间，具体应用时，可根据当地的交通量观测资料作适当调整；

D——交通量方向分布系数，根据我国实际交通调查情况，交通流方向分布系数D一般取0.6，具体应用时，可根据当地的交通量预测资料确定。高速公路适应的交通量计算公式：

高速公路远景年限的设计年平均日交通量范围

单位：小客车辆/日

计算行车速度四车道六车道八车道120km/h40000～5500060000～8000075000～100000以上100km/h35000～5000055000～7000070000～9000080km/h30000～4500050000～6500065000～8500060km/h25000～4000045000～6000060000～80000一级公路与高速公路相比，主要差别在于未排除横向干扰，车辆要经常变换车道及侧向余宽不足，其运行质量不及控制进入的高速公路。因此其通行能力和服务水平较高速公路有一定的折减。参考日本公路技术标准中关于通行能力的计算公式及有关侧向余宽，沿途条件和车道折减等修正系数，则可由高速公路公路通行能力推算出一级公路远景设计年限的年平均日交通量。(2)一级公路的适应交通量

AADT=（CD×R1×R2×2）/（K×D）=（0.6～0.76）CD×2/(K×D)式中：AADT——一级公路多车道公路远景设计年限的年平均日交通量（辆/日）；

CD——计算行车速度为60km/h和100km/h的高速公路设计通行能力，其值为1000～1300小客车/每车道/小时；（二级服务水平）

R1——侧向余宽修正系数，取值为0.85～0.95；

R2——横向干扰修正系数，取值为0.7～0.8；由上式计算出四车道一级公路远景设计年限的年平均日交通量约为15000辆～30000辆小客车。由高速公路公路通行能力推算一级公路远景设计年限的年平均日交通量：

根据国内研究结果，首先确定二、三、四级公路各项技术指标的平原微丘公路为基准条件，在一定服务水平下（以平均运行速度作为服务水平的指标）得出各级公路在平原微丘区下的允许通行能力，然后考虑高峰小时交通量（即容许通行能力）与年平均适应交通量之间的比值，即可得到基本路段的适应交通量。根据我国交通量调查情况和研究结果，基准路段AADT=容许通行能力/K=Ca/K。设计小时交通量系数K变化在0.10～0.115之间，至于各级公路基准路段的容许通行能力Ca，按照交通部公路科学研究所的研究成果取值。（3）双车道公路的适应交通量山岭重丘二、三、四级公路应作相应的纵坡折减，平均纵坡分别按4.5%、5%和5.5%考虑，对应的纵坡修正系数为0.60，0.55和0.50，其适应交通量应分别按40%，45%和50%左右折减。公路等级适应交通量范围（辆/日）公路等级适应交通量范围（辆/日）单车道四级公路200以下三级公路1000～4000双车道四级公路1500以下二级公路3000～7500双车道公路适应交通量范围（辆/日）

四、道路网（一）公路网

定义：公路网是在全国或一个区域内，由各等级公路组成的一个四通八达的网络系统。

区域内的城市、集镇以及某些运输集散点称作节点。

特性：

（1）集合性：众多节点和线的集合按一定规律组成的系统。

（2）关联性：路网内任意一条公路都受到全局因素的制约。

（3）目标性：公路网具有特定的功能，具有明确的目标。

（4）适应性：适应于区域国土开发利用和经济发展规划，适应于区域综合运输规划和公路交通需求。（二）城市道路网与红线规划1.城市道路网

宏观：公路网的一个节点；

微观：城市范围内所有道路组成的一个系统。

形式：方格网式、环形放射式、自由式和混合式。四、道路网2.城市道路红线规划定义：城市道路用地和城市建筑用地的分界控制线。红线之间的宽度即道路用地范围，称之为建筑红线宽度或路幅宽度。

主要内容：（1）确定道路红线宽度；

（2）确定道路红线位置；

（3）确定交叉口形式；

（4）确定控制点坐标和高程。五、道路建筑限界与道路用地1.道路建筑限界

又称净空，由净高和净宽两部分组成。

净高是指道路在横断面范围内保证安全通行所必须满足的竖向高度；

净宽是指道路在横断面范围内保证安全通行所必