道路工程的发展.docx

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道路工程的发展

道路工程的发展

道路伴同人类活动而产生，又促进社会的进步和发展，是历史文明的象征、科学进步的标志。

它实现铁路、水运、航空运输的货物及旅客的集中与分散，与铁路、内河运输分流，可补充铁路长距离运输的不足，是一种其他运输方式所不能替代的运输方式。

一、道路工程发展史

1、中国古代道路　

原始的道路是由人践踏而形成的小径。

东汉训诂书《释名》解释道路为“道,蹈也，路,露也，人所践蹈而露见也”。

距今4000年前的新石器晚期，中国有记载役使牛马为人类运输而形成驮运道，并出现了原始的临时性的简单桥梁。

商朝已经懂得夯土筑路，并利用石灰稳定土壤。

从商朝殷墟的发掘，发现有碎陶片和砾石铺筑的路面，并出现了大型的木桥。

周朝的道路规模和水平有很大的发展。

《诗经·小雅》记载：

“周道如砥，其直如矢。

”说明当时道路坚实平坦如磨石，线形如箭一样直。

对道路网的规划、标准、管理、养护、绿化以及沿线的服务性设施方面，也有所创建。

首先把道路分为市区和郊区，可以说是现代城市道路和公路划分的先河。

战国时期车战频仍,交往繁忙，道路的作用显得日益重要，甚至一国道路的好坏，为其兴亡的征兆。

秦朝修筑的驰道可与罗马的道路网媲美。

秦始皇统一中国后即开始修建以首都咸阳为中心、通向全国的驰道网。

道路路基土壤采用金属椎夯实，以增加其密实度；路旁种以四季常绿的青松。

定线的原则是尽量取直。

宋朝、元朝、明朝均在过去的道路建设基础上有所提高，尤其是元朝地域辽阔，自大都（今北京）通往全国有7条主干道,形成一个宏大的道路网。

清朝利用原有驿道修建了长达约15万公里的“邮差路线”。

在筑路及养路方面也有新的提高,规定得很具体。

在低洼地段,出现高路基的“叠道”，在软土地区用秫秸铺底筑路法，有如今天的土工织物（见预压法），对道路建设有不少新贡献。

2、西方古代道路

公元前1900年前，亚述帝国曾修筑了从巴比伦辐射出的道路；今天在巴格达和伊斯法罕之间,仍留有遗迹。

传说非洲古国迦太基人曾首先修筑有路面的道路,后来为罗马所沿用。

罗马帝国大修道路对维护帝国的兴盛起着很大的作用。

由首都罗马用道路和意大利、英国、法国、西班牙、德国、小亚西亚部分地区、阿拉伯以及非洲北部联成整体，以维持在该广大地区的统治地位。

并把这些区域分成13个省、有322条联络干道,总长度达78000公里。

罗马大道网,以29条主干道为主,其中最著名的一条是由罗马东南方向越过亚平宁山脉通往布林迪西的阿庇乌大道,全长约660公里，开始兴建于公元前400年前后，用了68年的时间,完成后起了沟通罗马与非洲北部和远东地区的作用。

正因为道路建设对罗马帝国的兴盛起着很大的作用，罗马人修建了凯旋门，纪念诸如恺撒、图拉真等的筑路功绩。

随着罗马帝国的衰亡，道路也随之败坏。

可以说，国家的兴衰和道路的状况有着密切的联系。

3、西方近代道路　

首先用科学方法改善道路施工的，是拿破仑时代法国工程师P.-M.-J.特雷萨盖，由于他的努力，筑路技术向科学化和近代化迈出了第一步。

他曾于1764年发表了新的筑路方法，10年后在法国获得普遍采用，主要特点是减薄了路面的厚度，底层用较大的石料竖向铺筑，用重夯夯实；其上同样铺成第二层后，再用重夯夯击并将小石块填满大孔隙中；最上层撒铺坚硬的碎石,罩面形成有拱度的厚约7.5厘米的面层。

他重视养护，被认为是首先主张建立道路养护系统的人，在他的影响下，法国的筑路精神重新受到了鼓舞。

导致拿破仑当政期间，建成了著名的法国道路网。

因而当时法国尊称特雷萨盖为现代道路建设之父。

英国的苏格兰工程师T.特尔福德于1815年建筑道路时，采用一层式大石块基础的路面结构，用平均高约18厘米的大石块铺砌在中间，两边用较小的石块以形成路拱,用石屑嵌缝后,再分层摊铺10厘米和5厘米的碎石,以后借助交通压实。

其要求较特雷萨盖更为严格。

以后将这种大块石基础称为特尔福德基层。

1816年间英国另一苏格兰的工程师J.L.马克当，对碎石路面做了认真的研究，认为路面损坏的原因，主要是选用材料不良，准备工作不够，铺筑工艺欠精，以及设计不合理等。

他主张取消特尔福德所发明的笨重的大石块基础而代之以小尺寸的碎石材料，用两层10厘米厚的7.5厘米大小的碎石，上铺一层2.5厘米的碎石作面层获得了成功；因而今天仍将这种碎石路面称为马克当路面。

1858年发明了轧石机后,促进了碎石路面的发展,后来又用马拉的滚筒进行压实工作。

1860年在法国出现了蒸汽压路机，进一步促进并改善了碎石路面的施工技术和质量，加快了进度。

在20世纪初，世界上公认碎石路面是当时最优良的路面而推广于全球。

汽车发明后,性能不断改善,在速度、安全和舒适方面有很大的提高,原来的道路条件已不能适应,因而有高速公路的出现。

自第二次世界大战以后，各国也有相应的发展，高速公路已成为公路现代化的标志。

从上可见，道路工程的改革是自路面开始。

如碎石路面的结构，在当时虽然新颖，但只是原始的。

自古以来，在道路建设上也已经知道外加结合料的重要性，过去是石灰、沥青,后来是水泥。

由于所用材料的不同,其结构性能表现也各异，因而将路面分为柔性和刚性两大类。

近来，由于缓凝性质材料的采用，又有半刚性路面之分。

4、中国近代道路

1902年中国开始有了两辆汽车，只供统治者玩赏之用。

北洋政府时期公路建设处于萌芽状态，城市道路受到外来影响，有了现代化设施的雏形。

在北洋政府时期军阀割据，各自为政，道路建设也是支离破碎，较早的公路如湖南省长沙至湘潭的公路长50公里，1912年通车；广西省内的邕武路（即今的南宁至武鸣）长42公里，1919年通车；广东省内的惠山至平山路长36公里，1921年通车；在北方以张库公路为最长,自河北省张家口至库伦（现为蒙古人民共和国首都──乌兰巴托）,全长965公里,是沿着原有的“茶叶之路”加以修整而成,自1918年试车成功后至1922年间,有90余辆长途汽车行驶，在当时是交通最繁重的一条公路。

其他商营公路、兵工筑路和以工代赈所修的道路,出现于沿海、华北、华东一带,也促进了当时道路建设的发展，并且开始认识到道路建设的重要性。

到北洋政府末年，全国公路里程为26110公里，大都是晴通雨阻的低级道路。

在20年代,上海、天津等城市,开始出现了沥青和水泥混凝土路面,并有沥青拌和厂及压路机等筑路机械,对于中国道路建设的现代化有了一定的影响。

南京国民党政府时期（1927～1949），修建各省联络公路，逐渐走向统一化和正规化，初步形成公路网。

全国经济委员会于1932年成立后，首先制定了联络公路的规划，先由江苏、浙江、安徽三省开始，于1932年修通了沪杭（上海至杭州）公路；继之以杭徽（杭州至安徽歙县）公路，从此打破了公路分割的局面。

后逐步扩大到全国。

1937年抗日战争开始，前方公路随军事失败而有始无终，乃集中力量于打通西北的羊毛车路线和西南通往缅甸的滇缅公路。

此外，还在后方西北、西南一带修筑若干联络干线，如川康、康青、南疆、乐西、汉白、华双、西祥等路，截至1945年抗战胜利，全国公路总里程为123720公里。

1949年能通车的不过75000公里。

关于科研方面,1933～1941年间，曾在南京修建两条试验路，一条主要试验国产材料的筑路技术,一条主要用进口的沥青材料试验表面处理。

1937年又在西兰公路上咸阳市附近，试验水泥稳定土壤路面。

1940年在乐西公路乐山附近又修建了级配路面试验路。

1932年间，在上海曾试用冷拌沥青碎石路，获得成功。

1941年滇缅公路，修建了沥青表面处治路面155公里,采用筑路机械200余部,是中国公路机械化施工的开端。

一般公路大多采用就地取材、造价低廉的泥结碎石路面。

5、中华人民共和国的道路建设　

1949年10月1日中华人民共和国成立。

首先医治了道路的创伤，修复了被破坏的桥梁。

在50年代，修筑了著名的康藏（西康至西藏）及青藏（青海至西藏）两公路：

康藏公路（见川藏公路）自今四川的雅安起至西藏拉萨，全长2271公里，翻越海拔3000米以上的大雪山、宁静、他念他翁等山脉，跨越大渡河、金沙江、澜沧江、怒江等急流，更有冰川、流沙、塌方和泥沼、地震、森林地带，地形十分复杂，工程特别艰巨,路基土石方有2900多万米3,其中石方有530多万米，1950年开工,于1954年完工通车。

青藏公路自青海省的西宁至拉萨,全长2100公里,横越高达4500米号称世界屋脊的昆仑、霍霍西里、唐古拉等山脉，沿途草地、沼泽、环境十分困难,经过艰苦努力,也和康藏公路同时于1954年12月25日在拉萨举行通车典礼。

中华人民共和国建国30多年来,经过中央和地方的共同努力,全国通车公路10倍于建国初期；而且工程标准和施工质量有了进一步的提高。

建成了从首都北京通往各省、市、自治区重要城市的国道网。

二、道路工程的功能与作用

功能是一个事物在所界定的环境中所起作用的具体体现。

根据我国公路交通、特别是高速公路建设的发展形势，借鉴世界发达国家高速公路建设和管理的历史经验，结合我国公路网功能层次划分的现实，国家高速公路网的功能可从宏观和微观两个层面去界定。

1．宏观层面

从对社会经济发展所起作用的宏观层面上，国家高速公路网的功能定位可概括为：

国家高速公路网具有支撑经济发展、推动社会进步、保障国家安全、服务可持续发展等重要作用，是国家意志在交通运输领域的具体体现。

——支撑经济发展：

提高运输能力和质量，促进工业化，推进城市化，加快信息化，服务现代化；

——推动社会进步：

优化运输布局和服务，强化国土均衡开发，促进区域协调发展，改善人民生活质量；

——保障国家安全：

增强运输可靠性和安全性，确保国家稳定，提高国防能力，维护经济安全，保障抢险救灾；

——服务可持续发展：

改善运输效率和效益，完善综合运输，集约利用土地，降低能源消耗，加强环境保护。

2．微观层面

从在全国公路网中所起作用的微观层面上，国家高速公路网的功能定位可概括为：

国家高速公路网是我国公路网中层次最高的公路主通道，是综合运输体系的重要组成部分，作为具有全国性政治、经济、军事意义的重要干线公路，主要连接大中城市，包括国家和区域性经济中心、交通枢纽、重要对外口岸和军事战略要地；能够承担区域间、省际间以及大中城市间的中长距离运输，为全社会生产和生活提供安全、舒适、高效、可持续的运输服务，并为应对战争、自然灾害等突发性事件提供快速交通保障。

——在法律概念上，国家高速公路网是属于国道范畴并相对独立的系统，是具有全国性政治、经济、军事意义的重要干线公路，主要连接首都、直辖市、各省区首府、区域经济中心、大中城市以及主要港站枢纽、对外口岸和军事战略要地；

——在路网功能上，国家高速公路网是全国公路网中层次最高的公路主通道，同时也是全国综合运输大通道的重要组成部分，能够承担区域间、省际间以及大中城市间的中长途客货运输，并为应对战争、自然灾害等突发性事件提供快速交通保障。

四、现代道路勘测的新技术

近几年来，现代道路测设技术在我国道路建设中得到广泛应用，新技术将设计人员从艰苦的外业测量和繁杂的内业设计工作中解脱出来，对加快工程测设进度，提高设计效率和质量，实现道路交通的现代化，适应全面建设小康社会需求等方面，具有重要意义。

道路外业勘测的关键是快速、准确、有效地获取设计所需要的各种地形原始数据。

目前最能为道路测设提供技术支持的是航空拍摄、数字化测图和遥感技术等。

航空摄影和摄影图像处理为大规模采集地形数据提供了快捷的手段。

在国外，航空摄影测量已经广泛应用于道理测设中。

利用航空摄影测量方法采集数据能直观地确定地表形态，工作环境好，可随意和方便地控制地形点的分布和密度，获取的地形信息可靠、精度高。

随着航测仪器的发展，较大范围的各种比例尺地形图都是由航测法成图的。

全数字化测图是在解析法测图基础上发展起来的更为先进的摄影测量方法。

全数字化测图系统的测图过程是，先将相片影相的灰度数字化，然后在计算机上进行数字化处理。

这种全数字化、自动化测图方法代表了航空摄影测量学科的发展方向，一些国家投入了相当多的资金和人力对其进行研究，随着研究工作的深入，数字摄影测量系统在理论上不断完善，在技术上不断创新，它将成为道路测设中地形数据采集的理想方法。

遥感技术是通过非接触传感器获得所摄目标的影响，并提取各种几何与属性信息的技术系统。

在道路勘测中，通过遥感判别技术可直接或简介获得大量有关工程地质及水文地质资料，如同把勘测现场搬到室内，既减轻了外业劳动强度，又提高了勘测设计的质量和速度。

国外目前广泛采用航天遥感资料进行计算机图像处理和信息提供，大量遥感信息已进入自动识别和自动处理成图阶段，为道路工程地质判别提供了准确、可靠的信息来源。

四、展望

预测表明，汽车客货运输在世界大部分地区仍将继续存在，多数地区还在持续稳步增长。

在人口繁密的市区，交通量不断增加，堵塞现象日益严重。

未来市区快速干道的发展，由于用地紧张，为将有限的地面留给行人和少数当地服务车辆，将被迫修建高架线路或隧道。

山区公路在交通量日益增长的条件下，为避免急弯陡坡、缩短里程、减少事故、节约运行时间和燃料，隧道和高架构筑物工程也将有较大发展。

未来道路安全将继续受到重视。

许多交通事故也在从道路工程本身找原因，必须吸取经验教训，预防补救。

为了适应运量激增的需要，应增加车道并提高路面等级。

为防护车辆撞向固定刚性目标，多采用易碎标志和轻型标注。

防护工程也要采用减震设施，使严重事故大大减少。

各种电子自动控制系统在交通管理上的运用，将使交通安全得到更可靠的保证。

当前，以石油为燃料的内燃机所造成的空气污染、噪声、振动等汽车公害日益严重。

汽车技术发展的动向是：

采用质量小、工艺性能好或耐高温、隔热的新材料，，如有机复合材料和陶瓷复合材料等代替钢材，改进新动力，如用绝热发动机、燃气轮机等取代原有的内燃机；发展电能和氢燃料，以取代石油能源，减轻公害，提高热效率和燃料经济性，从而降低运输成本。

汽车的革命势必促进道路工程各方面相应的变革。

电控自动化公路正在考虑发展，在汽车驶入时即被引入同步导航系统，控制其车速及行程，并保证绝对可靠的驾驶质量。

这将是未来道路研究的重点课题。