公路工程重点.docx

1、公路工程重点第一章 1、公路主要组成部分:公路是线性结构物,包括线 形和结构两个组成部分。公路线形是指公路中线 的几何形状和尺寸。包括平、纵、横三个方面。平 面线形有直线、圆曲线和缓和曲线等基本线形要素 组成;纵断面线形由直线及竖曲线等基本要素组 成;横断面由行车道、路肩、分隔带、路缘带、人 行道、绿化带等组成。公路结构是承受荷载和自 然因素影响的结构物,包括路基、路面、桥涵、隧 道、排水系统、防护工程、特殊构造物及交通服务 设施等组成。道路工程的主体是路线、路基和路 面。 公路的结构组成包括路基、路面、桥涵、排水系统、 隧道、防护工程、特殊构造物、沿线设施 2、道路分类与分级:道路按其使用特

2、点分为公路、城市道路和专用道路。公路按其实用性质和重要性可划 分为国道、省道、县道和乡道;城市道路按其地位、功能划分为快速路、主干路、次干路和支路;专用道路有厂矿道路、林区道路。公路根据交通量使用任务、性质可划分为五级:高速公路、一级、二级、三级、 四级公路。 第二章 1、公路设计基本要求:快速、安全、舒适、经济、 环保。 1、公路平面线形的主要组成要素:直线、圆曲线 和缓和曲线。 道路跨越支流的桥头布线包括直跨方案和绕线方案 2、直线最大长度限制原理和规定:为避免直线过 长带来的景观单调和公路环境缺乏变换使驾驶员产 生疲劳或注意力分散,以致发生事故需限定最大长 度。规定长直线不大于20V(m

3、)(V为设计速度km/h). 直线最小长度限制原理和规定:为满足驾驶员的视 觉反应要求,确保驾驶员的驾驶从荣性,需限定最 小长度。规定同向曲线之间直线的最小长度不小于 6V,反向曲线之间直线的最小长度不小于2V。 3、圆曲线最小半径确定原理及规定:最小半径的 确定:考虑行车的横向倾覆性、行车的滑动稳定性、乘客舒适性和营运经济性(燃油消耗和轮胎磨损)。 最小长度的确定原理:(1)驾驶员操作从容:大 于6s行程(2)乘客心里平稳:大于3s行程(3) 避免驾驶员错觉:小偏角(11o或7o)会使曲线看 起来长度比实际短、半径比实际小。极限最小半 径:指能保证以设计车速行驶的车辆,安全行驶的 最小半径,

4、它是设计采用的极限值;一般最小半径:指按设计车速行驶的车辆能保证其安全性和舒适性 的最小半径,它是通常情况下采用的最小半径值; 不设超高的最小半径:当路面不设超高时,路拱为 双向横坡,与直线段的路拱横坡横坡相同,这时使 汽车在圆曲线外侧行驶也能获得足够的安全性和舒 适性的最小半径。极限最小半径一般最小半径 不设超高的最小半径。 4、缓和曲线的作用和性质、缓和曲线最小长度: 作用:(1)曲率变化缓和段,从直线向圆曲线或从 大半径圆曲线向小半径圆曲线变化;(2)横向坡度 变化的(超高)缓和段,直线段的路拱横坡渐变至 弯道超高横坡度的过渡或圆曲线之间不同横坡度的 过渡;(3)加宽缓和段,直线段的标准

5、宽度向圆曲 线部分加宽段之间的渐变。性质:缓和曲线应采用 与汽车行驶轨迹线一致的曲线形式,采用回旋线基 本方程。最小长度:缓和曲线要有足够的长度以保 证驾驶员操作方向盘所需要的时间、限制离心加速 度的增长率及满足设置超高与加宽过渡等的要求。 确定的根据:(1)离心加速度变化率(舒适性)(2)驾驶员操作反应时间(安全性)(3)超高渐变率不 过大(安全性)。 5、路拱横坡、超高及加宽:路拱横坡的定义和作 用:道路的横断面常做成中间高两边低的形式, 从而形成横向坡度,看起来像拱形,故称路拱横坡。 其主要作用是便于路面排水。超高及其作用:汽车在弯道行驶要受到离心力的作用,故在平曲线设置 时常将弯道外侧

6、抬高,构成与内侧车道同坡度的单 向坡,这种设置成为平曲线超高,起作用是是汽车 在平曲线上行驶时获得一个指向内测的横向分力, 用以克服离心力,减少横向力,从而保证汽车行驶 的稳定性及乘客的舒适性。加宽的定义和作用:汽车在曲线上行驶时,其四个车轮的轨迹半径半径不 同,其中前轴外轮半径最大,后轴内轮半径最小, 因而需比直线上更大的宽度。此外,汽车在曲线上 行驶时,其行驶轨迹并不完全与理论行驶轨迹相吻 合,而是有一定的摆动偏移,故需路面加宽来弥补,以策安全。这种在曲线上适当拓宽路面的形式称为 平曲线加宽。 6、曲线组合形式主要种类:基本型(1:1:1)、S 形(R2/R1=1/31)、卵形 (D/R2

7、=0.0030.03)、复曲线、凸形、复合型:基本型:按直线回旋线圆曲线回旋线直线的 顺序组合的形式;S形:两个反向圆曲线用回旋线 连接的组合形式;卵型:用一个回旋线连接两个同 向圆曲线的形式。复曲线:半径不同的同向圆曲线 径向相连;凸形:两个同向回旋线间不插入圆曲线 而径向相接;复合型:两个以上同向回旋线间在曲 率相等处相互衔接的形式。 7、路线平面图:路线平面图是路线平面设计的最 终成果,他综合反映路线的平面设置、线形和尺寸 以及公路和周围环境、地形、地物等的关系,是公 路设计文献的重要组成部分,是公路施工平面图的 基本资料。它是指包括路中线在内的有一定宽度的 带状地形图。平面路线图中应绘

8、出:沿线的地形、 地物,示出里程桩号、断链、平面线的要素及主要 桩位、水准点、大中桥、路线交叉、隧道、主要沿 线设施的位置及县以上境界等。 8、视距种类和规定:种类:停车视距(驾驶员自 看到前方障碍物时起,至障碍物前能安全停车所需 的最短行车距离)、会车视距(两对向行驶的汽车能 在同一车道上及时刹车所必须的距离)、超车视距 (后车超越前车过程中,从开始驶离原车道之处起,至可见逆行来车并能超车后安全驶回原车道所需的 最短距离)。停车视距会车视距超车视距规定:(1)高速公路、一级公路分道、同向行驶应 满足停车视距要求(2)二三四级公路根据车道及交 通情况:单车道满足会车视距要求、双车道混合交 通(

9、不分道)满足会车视距要求、双车道分车道行 驶满足停车视距。 第三章 用一曲面沿道路中线数值剖切,展开成平面称道路 的纵断面。反映路线在纵断面上的形状、位置及尺 寸的图形叫路线纵断面图。 1、纵坡度最大、最小限制原理:最大纵坡限制原 理:主要是依据汽车的动力特性、道路等级、自然 条件、车辆行驶安全以及工程、运营经济等因素进 行确定的。出于汽车爬坡能力的考虑,对最大纵坡 加以限制。最小纵坡:为保证挖方等地段的纵向排 水,需采用不小于0.3%的纵坡。 2、坡长最大、最小限制原理:最大坡长限制:根 据汽车动力性能来决定的。长距离的陡坡对汽车行 驶不利。连续上坡,发动机过热,影响机械效率, 使行驶条件恶

10、化;下坡则因制动频繁而危及行车安 全,故需限制最大纵坡长度。最小坡长限制:坡长 过短,频繁变坡,行车颠簸,视距不良,竖曲线布 设不下,故需限制最小纵坡长度。最小纵坡的限制 是从汽车行驶平顺性、乘客的舒适性、纵面试距和 相邻两竖曲线的布置等方面考虑的。 3、竖曲线最小半径、最小长度限制:各级公路在 变坡点处均应设置竖曲线,竖曲线采用二次抛物线。 竖曲线最小半径限制:(1)凹形竖曲线极限最小半 径主要从限制离心力不致过大(凹形竖曲线产生增 重)、夜间行车前灯照射的影响以及保证跨线桥下的 视距三方面计算分析确定。(2)凸形竖曲线极限最 小半径主要从限制离心力不致过大(凸形竖曲线产 生失重)和保证纵面

11、行车视距两方面确定。(3)为 使行车有较好的舒适性,设计时多采用大于极限最 小半径1.52.0倍的的半径值,此值即为竖曲线一 般最小半径。最小长度限制:竖曲线过短,易使驾 驶员产生急促的变坡感觉,并对行车造成冲击,故 按汽车在竖曲线上3s的行车时间控制竖曲线的最 小长度。 4、平、纵面线形组合合理性:组合设计原则:(1) 应在视觉上能自然地诱导驾驶员的视线,并保持视 觉的连续性(2)平纵面线形的技术指标应大小均衡, 使线形在视觉上、心理上保持协调(3)合成坡度应 组合得当,以利于路面排水和行车安全(4)主义与 道路周围环境的配合。线形组合设计要点:(1)平 曲线与竖曲线的组合:a平曲线与竖曲线

12、应相互重 合,且平曲线应稍长于竖曲线,即“平包竖”;b平 曲线与竖曲线大小应保持均衡;c暗弯与凸形竖曲 线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理、悦目的;d 平竖曲线应避免的组合:凸形竖曲线的顶部与凹形 竖曲线的底部,不得插入小半径平曲线;凸形竖曲 线的顶部与凹形竖曲线的底部,不得与反向平曲线 的顶点重合;在完全通视的条件下,长上(下)坡 路段的平面线形多次转向形成蛇形组合,应极力避 免;小半径竖曲线不宜与缓和曲线相互重叠;平面 转角小于7o的平曲线不宜与坡度角较大的凹形竖曲 线组合(2)直线与纵断面的组合:直线上一次边 坡是较好的平、纵组合。直线与纵断面的组合应避 免的情况:(1)长直线配长坡(2)

13、直线上短距离 内多次变坡(3)直线段内不得插入短的竖曲线(4) 在长直线上设置陡坡及曲线长度短、半径小的凹形 竖曲线(5)直线上的纵断面应避免出现驼峰、暗凹、 跳跃等线形。(3)平纵线形组合与景观的协调配合: 平、纵线性组合必须是在充分与道路所经过地区的 景观相配合的基础之上进行的。 5、纵断面图、缓和坡段、合成坡度、爬坡车道: 纵断面图:路线纵断面设计图是路线纵断面设计的 最终成果,它反映路线所经范围的中心地面起伏情 况与设计纵坡之间的关系。采用直角坐标,横坐标 表示里程桩号、纵坐标表示高程。纵断面图由两部 分构成,上半部分主要(1)用来绘制地面线和纵坡 设计线,同时更具需要标注竖曲线的位置

14、及其要素 (2)桥涵、隧道(3)与道路铁路交叉时的桩号及 路名(4)水准点的位置、编号及高程(5)断链桩 位置及长短链关系(6)沿线跨越河流的的现有水位 和设计洪水位,影响路基稳定的地下水位等;下半 部分主要用来调谐有关数据,自下而上依次填写: 直线与平曲线、里程桩号、地面标高、设计标高、 填挖高度和土壤地质说明等。缓和坡段:我国规范 规定,对于二、三、四级公路当连续纵坡大于5%时, 应在不大于规定的长度处设置缓和坡段,它指在纵 坡长度达到坡长限制时,按规定设置的较小纵 坡路段。合成坡度:合成坡度是指在设有超高的平 曲线上,路线纵坡与超高横坡或路面横坡组合而成 的最大坡度,其方向为流水方向,又

15、称为流水坡度。 爬坡车道:是在陡坡路段主线行车道外侧增设的供 载重车行驶的专用车道。 第五章 1.路基设计的一般要求:有足够的整体稳定性、 有足够的强度和刚度、有足够的水温稳定性。 2.路基受力:车辆荷载引起的应力(随深度增加 而减小)和土基自重引起的应力(随深度增加而增 大)的叠加。路基工作区:当汽车荷载引起的垂直 应力仅为路基自重引起的处置应力的1/101/5对 应的深度范围内的路基称为路基工作区。此区之外 汽车荷载影响忽略不计。 3.土基的强度指标:(1)回弹模量Eo(弹性模量): 路基模型为弹性半空间体(2)土基反应模量Ko: 路基模型为温克勒地基(弹簧地基)(3)加州承载 比(CBR

16、)(4)抗剪强度指标(边坡稳定性、挡土 墙设计时用) 路基的破坏形式包括路堤的变形破坏(路堤沉陷、 边坡溜方及滑坡、路堤沿地基滑动)、路堑的破坏 形式(边坡剥落和碎落、边坡滑坍和崩塌)、特殊 地质水文条件下的破坏既综合又有主导作用的原 则) 公路自然区划分的三项原则:道路工程特征相似性 原则、地表气候区域差异性原则、自然气候因素 4.公路自然区划(一级):我国公路自然区划分 为三个等级:一级区划首先将去全国划分为多年冻 土、季节冻土和全年不冻土三大地带,再根据水热 平衡和地理位置划分为冻土、湿润、干湿过渡、湿 热、潮暖、干旱和高寒七个一级区,用于公路总体 规划设计。二级区域是在一级区域基础上以

17、潮湿系 数为主进一步划分(33个二级区,19个2级副区); 三级区域是在二级区域内划分更低一级的区域。 5.土基的干湿类型(四类):干燥、中湿、潮湿 和过湿。用稠度作为划分标准,路基设计要求路基 处于干燥或中湿状态。 引起路基湿度变化的水源主要有:大气降水,通 过路面、路肩和边坡渗入路基边沟水及排水不良 的地表积水,以毛细水的形式渗入路基靠近地面 的地下水,借助毛细作用上升到路基内部在土粒 空隙中流动的水气凝结成的水分 6.路基最不利季节:土基强度最低的季节。 7.路基土的分类(四大类):依据土的颗粒组成特 征、土的塑性指标等划分为巨粒土、粗粒土、细粒 土和特殊土。 8.路基土的工程性质:巨粒

18、土有很高的强度及稳定 性,是填筑路基的很好材料;砂土无塑性、强度高、 水稳性好,但压实困难;砂性土粗细颗粒适宜,是 良好的路基材料;粉性土工程性质最差,需改良后 方能使用,有机土和特殊土不宜用作路基材料。 9.一般路基与特殊路基:一般路基是指在良好的水 文地质条件下,填方高度不超过20m或挖方深度不 超过30m可结合当地地形、地质情况直接选用长期 生产实践和科学研究总结你定的典型横断面图或设 计规范进行设计,而不必进行个别论证和验算的路 基。对于超过规范规定的高填、深挖路基以及特殊 水文地质条件下的路基则为特殊路基,它需个别设 计和验算。 10.路基典型横断面(三种):路堤(全部用岩土 填筑而

19、成的路基)、路堑(全面在原地面开挖而成的 路基)和填挖结合(部分填筑,部分开挖后而形成 的路基)三种形式。 11.路基的基本构造(三要素):路基的宽度(路 基宽度为路面及两侧路肩宽度之和)、路基高度(指 路基设计标高与路中线原地面标高之差,亦称施工 高度,即路堤的填筑厚度或路堑的开挖深度)和路 基边坡坡度(用边坡高度H与边坡宽度b之比表示) (主要因素)三者构成。 12.路基的附属设施(32):(1)取土堆与弃土堆 (2)护坡道和碎落台(3)堆料坪与错车道 13.路基防护与加固工程分类(3):坡面防护、冲 刷防护、支挡工程。 14.路基边坡稳定性验算方法(3):直线法(适用 于由砂土或砂性土组

20、成的路堤或路堑边坡的稳定性 验算)、圆弧法(适用于一般黏性土组成的路堤或路 堑边坡的稳定性验算)、折线法(适用于滑动面为折 线或其他形状的边坡稳定性验算) 15.路基设计汽车荷载考虑方法(路堤、当量高度): 路堤承受汽车荷载作用,以最不利情况排列汽车荷 载,把车辆荷载换算成当量土柱高,当量高度即以 相等压力的土层厚度来代替荷载。 挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,用来支撑天然 边坡或人工边坡,保持土体稳定的建筑物。 16.挡土墙的分类(4位置)及用途:分类:按照 挡土墙设置的位置可分为:路堑墙、路堤墙、路肩 墙和山坡墙四类。用途:(1)在路堑地段,以支撑 边坡,降低挖方边坡高速,减少挖方数量,避

21、免山 体失稳坍塌(2)在地面横坡较陡、填筑路基难以稳 定或征地拆迁费用高的填方路段,用以收缩路堤坡 脚,减少填方量,保证路堤稳定性。(3)对于沿河 路基,可避免沿河路基挤缩河床,防治水流冲刷路 基(4)在某些挖方路段,可防止山坡覆盖层下滑和 抵抗横坡。 17.重力式挡土墙的构造:墙身构造、基础、排水 设施和沉降缝与伸缩缝。 18.路基施工前的准备工作(4):(1)熟悉图纸资 料(2)施工测量(3)场地清理(4)试验:材料、 施工工艺 19.土方路堤施工要点(3):填料选择、基底处理、 填筑方案 20.影响路基压实效果的因素(4):内因有含水率 和土质,外因有压实功能、压实机具和压实方法。 21

22、.压实度:是指工地上压实达到的干容重与室 内标准击实试验所得的该路基土的最大干容重o 之比,即K=/o100%。影响路基压实效果的因 素含水率对压实效果的影响土质对压实效果的 影响压实功能对压实效果的影响压实工具和压 实方法对压实效果的影响 增加挡土墙稳定性的方法采用倾斜基地采用凸 榫基础采用人工地基 第六章 1.路面结构层组成(3):面层(路面结构的最上 层,直接与车辆荷载和大气相接触)、基层(在面 层之下,承受由面层传递下来的行车荷载,并将它 传递到垫层和土基上)和垫层(位于基层和土基之 间,它的功能是改善土基的湿度和温度的状况)。 2.对路面的要求(7):(1)足够的强度和刚度 (2)良

23、好的稳定性(3)耐久性(4)表面平整度(5) 表面抗滑行和耐磨性(6)不透水性(7)低噪声和 少尘性。 3.路面的分级(4)与分类(2+1):分级:按路 面面层的使用品质、材料组成和结构强度及稳定性 的不同可分为:高级路面、次高级路面、中级路面、 低级路面分类:从路面结构的力学特性出发分为: 柔性、刚性、半刚性。 4.路面设计对汽车荷载的考虑(大小、作用次数): 汽车荷载主要考虑轴重。轮胎与路面的接触形状近 似于椭圆,以圆形接触面积来表示,称为当量圆。 垂直力为标准轴载BZZ-100,单轴双轮组,轮胎接 地压力p=0.7MPa,双圆均布荷载的当量圆直径 d=21.3cm,轴载换算采用累计轴载作

24、用次数 5.我国沥青路面设计理论与方法:设计理论:弹性 层状理论。设计方法:以经验或试验为依据的经验 法;以力学分析为基础,同时考虑环境、交通条件 和路面材料特性的理论法。 沥青路面结构类型分五类:半刚性基层沥青路面, 混合式沥青路面,刚性基层沥青路面,柔性路面, 全复式沥青混凝土结构结构路面。 6.沥青路面设计内容:路面结构层组合设计、厚度 计算、路面材料配合比设计及方案比选。 7.沥青路面结构组合设计的原则(4):(1)按公路 等级确定路面等级和面层类型(2)适应行车荷载作 用的要求(3)考虑结构层自身特性(4)考虑不理 水温状况的影响、 混凝土路面类型:普通水泥混凝土路面、碾压混凝 土路

25、面、钢纤维混凝土路面、钢筋混凝土路面、连 续配筋混凝土路面、复合式混凝土路面、水泥混凝 土预制块路面、装配式混凝土路面、 8.水泥混凝土路面为什么设置接缝?:由于气温变 化,混凝土板会产生不同程度的收缩和膨胀,为避 免这种收缩或膨胀形成过大温度应力导板的断裂或 拱涨等破坏,故需设置接缝。 9.水泥混凝土路面接缝种类(横纵向、缩胀施工 缝):分为横缝和纵缝,其中横缝又包括缩缝、涨缝 和施工缝。 10.水泥混凝土路面设计理论与方法:设计理论: 弹性地基板理论。设计方法:采用混凝土面层厚度 的设计方法,即按重复和在产生的何在应力和温度 应力综合作用所引起的疲劳损坏确定混凝土板厚。 11.碎(砾)石基

26、(垫)层材料种类(4)及其施工 方法和工序:种类:填隙碎石、泥结碎石、泥灰结 碎石、级配碎石。前三种的施工工序为:准备工作、 铺撒史料并摊平、初压、灌浆、铺撒嵌缝料并碾压、 铺撒石屑并碾压级配碎石施工工序:准备下承层、 施工放样、准备集料和运输、摊铺、拌和及整型、 碾压、接缝处理。 12.半刚性基层材料种类(3)及其施工方法和工序: 种类:石灰稳定土、水泥稳定土、石灰工业废渣稳 定土。石灰稳定土的施工方法有路拌法和厂拌法。 路拌法的施工工序:准备下承层、施工放样、摊铺、 拌合与洒水、整型和碾压、养生。水泥稳定土采用 集中厂拌法,施工工序为:下承层准备、拌和及摊 铺、整形和碾压、接缝处理、养生及

27、交通管制。石 灰工业废渣稳定土多为路拌法,施工工序为:准备 下承层、施工放样、备料、运输和摊铺集料、运输 和摊铺粉煤灰石灰、拌和及洒水、整型、碾压、养 生 13.沥青类路面施工方法(3)和工序:施工方法: 层铺法、路拌法、厂拌法。层铺法施工工序:(1) 沥青表面处置(先油后料):清理基层、撒布沥青、 铺撒矿料、碾压、初期养护(2)沥青灌入式(先料 后油):清理基层、浇洒沥青、铺撒主层矿料、碾压、 浇洒第一层沥青、趁热铺撒第一层嵌缝料并碾压、 浇洒第二层沥青、撒布第二层嵌缝料并碾压、浇洒 第三层沥青、铺撒封层料、最后碾压。路拌法、厂 拌法。拌和法施工工序:拌和、运输、摊铺、碾压。 14. 水泥混

28、凝土路面施工方法(3)和工序:小型 机具施工:安装模板、钢筋布设、混凝土拌制与运 输、混凝土摊铺与运输、接缝筑做、表面整修与防 滑措施、养生、拆模填缝。轨模式摊铺机施工:混 凝土拌和与运输、摊铺与振捣、表面整修、接缝施 工。滑模式摊铺机施工:测量放样并悬挂基准线、 混凝土的搅拌和运输、混合料的卸料和布料、混凝 土的摊铺、接缝施工。 第七章 1.公路排水的重要性:路基、路面的强度与稳定性 和水的关系十分密切,而且水的浸湿和冲刷等作用 是路基、路面病害的主要原因。要保证路基的稳定 性,提高路基强度和抗变形能力,防止地面水浸入 路面,以提高路面的强度和耐久性,延长路面使用 寿命,都必须做好道路排水设

29、计。 2.路基排水分类(2)及其设施(4+2):分类:地 面排水(包括路面排水、路基边坡排水、沟渠排水) 和地下排水(包括路基地下排水、中央分隔带地下 排水、纵向填挖方交界处地下排水)。地面排水设 施有:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽。地 下排水设施有:盲沟、渗井。 3.路表排水分类(2)及其设施(2+5):分类:分 散漫流式路表排水和集中截流式路表排水。设施: 拦水带、泄水口、路肩急流槽、路肩排水沟 4.中央分隔带排水(2):直线段中央分隔带排水、 超高段中央分隔带排水。 5.路面结构内部排水设施:a.路面边缘排水系统: 透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管 b. 排水基层的排水系统

30、:全宽式排水基层、组合式排 水基层 c.排水垫层的排水系统 路面排水基本原则降落在路面上的雨水,应通过 路面横向坡度向两侧排流,避免行车道路面范围内 出现积水在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较 低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下,应采用在路 堤边坡上横向的方式排除路面表面水在路堤较 高、边坡坡面未作防护而易遭受路面表面水流冲刷, 或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷 时,应沿路面肩外侧边缘设置拦水带,汇集路面表 面水,然后通过泄水口和急流槽排离路堤。设置 拦水带汇集路面表面水时,拦水带断面内的水面, 在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边 缘,在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中 心线