道路工程概论讲义优质PPT.ppt

道路工程概论讲义优质PPT.ppt

《道路工程概论讲义优质PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道路工程概论讲义优质PPT.ppt（180页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

属线性运输高速铁路：

轮轨磁悬浮机动、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，,1.2道路与道路工程道路运输特点及功能1.道路的基本属性；

2.道路的经济特征；

道路的组成1.线形的组成2.结构组成,三、道路工程体系的组成,1.3我国道路工程的发展概况一、我国道路工程的发展历史道路是设置在地表面上供人、马、车行走的一种线状建筑物。

1912年修筑第一条汽车公路（湖南长沙-湘潭,全长50km）.1941年完成滇湎公路155km,我国最早的沥青路面工程.建国前,全国公路7.5万km,现在全国公路达300万km,高速公路达3600km.建设中的国道主干线,有”五纵七横”,总长约1万km.,“五纵七横”国道主干线系统,五纵七横12条路线,我国国道干线系统的代号：

北京向外辐射的有12条，代号第一个字取“1”，如北京至昆明为108国道。

由北向南的有28条，代号第一个字取“2”，如山海关至广州为205国道。

由东向西的有30条，代号第一个字取“3”，如上海至拉萨为318国道,北京珠海,同江三亚,上海成都,连云港霍尔果斯,两纵,两横,二、道路现状评价,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175.8万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。

如美国为630万公里，日本140万公里，印度160万公里。

高速公路总量也明显偏少。

美国、加拿大国土面积与中国差不多，高速公路里程已达8.8万公里和.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。

中国仅为0.82，而发达国家已达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。

（2）公路密度：

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17.5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公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。

在通车里程中，二级以上的公路，只占公路总里程的13.1%多，等级以上公路所占比重为78.3%，还有达不到技术标准的等外公路36.4万公里，占22左右。

高级、次高级路面里程占公路总里程的38.9%。

无路面里程15.4万公里,占9。

3发展不平衡。

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。

三、道路工程的发展趋势,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。

2发展规划,

（1）国道主干线公路全部建成高速公路。

（3.5万公里）19902020年，总长3.5万公里国道主干线公路全部建成高速公路。

2003年，完成“两纵两横”；

2020年，完成“五纵七横”。

（2）省道干线道路网形成。

（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。

1.4道路工程的基本概念,一、机动车与非机动车设计车辆行驶在道路上的车辆种类繁多，有机动车和非机动车。

机动车有摩托车、小汽车、公共汽车、载重汽车、拖挂车和大型集装箱车等。

非机动车有自行车、三轮车、板车、兽力车等。

规范对各种车辆进行归类，将其尺寸标准化，称“设计车辆”，作为道路设计依据。

二、行车速度设计速度：

当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。

当然，驾驶人员在道路上实际采用的车速不会按设计车速行驶，而是根据沿途的地形条件、道路条件、交通条件以及自身的驾驶技术选择各自的行驶速度。

三、交通量交通量：

交通量是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数量。

年平均日交通量、平均日交通量、高峰小时交通量。

第30位小时交通量与年平均日交通量的比值，称为第30位小时交通量系数，以K表示。

我国国家干线公路9个省的10个观测站资料统计得出，K值的分布为11一15，平均为13.3。

我国城市道路设计规范把系数K又称为设计高峰小时系数，即设计高峰小时交通量与年平均日交通量的比值。

K值的分布在9一14之间。

K值一般可如下取值：

城市道路用11；

公路：

平原区用13，山区用15。

四、通行能力1、通行能力是指在一定的道路、交通、管制条件下，单位时间内，一条车道或道路的某一断面所能通过的最大车辆数。

通行能力实质上是道路负荷状况的一种量度，它既反映了道路疏通交通的最大能力，也反映了在规定特性前提下，道路所能承担车辆运行的极限值。

一般以辆h或辆（车道h）表示。

2、道路设施和交通实体的不同，通行能力可分为机动车道通行能力、非机动车道通行能力和人行道通行能力；

根据车辆运行状态的持征不同，通行能力可分为路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力；

根据通行能力的性质和使用要求的不同、通行能力可分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力。

3、道路路段通行能力4、平面交叉口通行能力5、立体交叉口通行能力,1.5道路的分类分级与技术标准,一、道路的分类道路按其使用特点可分为：

公路、城市道路、专用道路及乡村道路。

二、公路与城市道路的分级2003年新公路工程技术标准将公路根据功能和适应的交通量分为以下五个等级。

高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。

一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。

二级公路为供汽车行驶的双车道公路。

三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。

四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。

城市道路分为四类十级。

1、快速路、主干路、次干路、支路四类。

2、除快速路外的每类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等又分为I、级。

第二章道路路线设计,概述原则：

近远期结合；

工程量小、造价低、效益好；

支援农业；

通过地质、水文好的地带；

环境保护；

利用地形，平、纵、横面结合；

各种地形条件下的选线平原微丘区选线：

优缺点注意方面,山岭重丘区特点分类：

沿河线、越岭线、山脊线各种布线的关键定线纸上定线实地定线航测定线,2.1路线平面设计,一、直线1、直线（曲率为零的线性）特点2、最长、最短限制,同向曲线间的直线互相通视的同向曲线间若插以短直线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲线的错觉。

在车速较高的道路（60kmh）上宜尽可能保证，而对于低速道路（40kmh），同向曲线间的最小长度（以m计）以不小于行车速度（kmh）的2倍为宜。

反向曲线间的直线最小长度转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和的需要以及驾驶人员转向操作的需要其间的直线最小长度（以m计）以不小于设计车速（以kmh计）的2倍为宜。

二、圆曲线（曲率为常数）1、计算圆曲线半径的基本公式特点任意点曲率半径为常数，曲率也为常数，故测设简单；

能较好地适应地形的变化，适用范围较广而灵活；

较大半径的长缓圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；

圆曲线上每一点都在不断改变方向，汽车受到离心力作用，同时汽车比直线段多占用宽度；

圆曲线半径较小时，驾驶员视线受到内侧路堑边坡或其他障碍物影响，视距条件差；

半径较小，中心角过大，会影响行车安全。

半径计算RV2/127（ih）式中：

V行车速度（km/h）横向力系数ih路拱横坡度,3、关于横向力系数,横向力的存在对行车产生种种不利影响，值越大越不利，主要表现在以下几个方面：

行车稳定性：

0.15一0.16，干燥与潮湿路面均可以较高的速度安全行驶；

0.07，路面结冰也能安全行驶。

乘客舒适性:

运营经济性：

当0.100.15，轮胎磨耗及燃料增加较小。

值与燃料消耗和轮胎磨耗变化关系，见表。

三种类型的最小半径，在选用值时所考虑的因素应结合具体问题来合理选用。

关于最大超高如ihmax,行车安全ihmaxfw式中：

fw一年中气候恶劣季节路面的横向摩阻系数。

驾驶员和乘客以心理上的安全感。

对重山区、城市附近、交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路，最大超高还要比一般道路小些。

我国标准对公路最大超高和城市道路最大超高的规定见下表。

3、半径限制：

极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径（取ihmax一0.015，0.035）,4、圆曲线的计算：

在选用圆曲线半径时,应尽量选用较大的半径,并考虑以下因素:

一般情况下,以采用极限半径48倍为宜，当条件受到限制时，也应采用大于或等于一般最小半径，只有在特殊困难时才采用极限最小半径。

圆曲线半径过大也无实际意义，一般不宜大于10000m。

各级公路不论偏角大小，均应设置平曲线。

圆曲线应同前后相邻的平面线形相协调，不宜悬殊过大，使之构成连续、均衡的曲线线形。

应与纵断面线形协调，必须避免小半径平曲线与竖曲线相重合。

ZY（桩号）JD（桩号）一TYZ（桩号）ZY（桩号）十LQZ（桩号）YZ（桩号）一L2JD（桩号）QZ（桩号）十J2,三、缓和曲线（曲率为变数）1、设置缓和曲线的目的

（1）曲率连续变化，便于车辆行驶；

（2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；

（3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；

（4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。

直线与曲线连接效果图（a）不设缓和曲线感觉路线扭曲；

（b）设置缓和曲线后变得平顺美观,2、缓和曲线的基本形式

（1）回旋线作为缓和曲线：

l=A2/极坐标方程式式中：

转弯半径（m）；

l回旋线上某点到原点的曲线长（m）；

A回旋线的参数。

A表征回旋线曲率变化的缓急程度。

（2）各要素的计算公式,任意点P处的曲率半径为,P的回旋线长为,上二式中的是回旋线上任一点P的切线方向与X轴的夹角，称作“缓和曲线角”。

其值为,P点曲率圆的内移值为,P点曲率圆的圆心M点的坐标为,P点的弦长为,P点的弦偏角为,3、有缓和曲线的道路平曲线几何要素,道路平面线形三要素的基本组成是：

直线一回旋线一圆曲线回旋线一直线。

4、主点里程桩号计算方法以交点里程桩号为起算点：

ZH=JDTHY