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1、道路工程课件word版 第一章 绪论 第一节 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：2010年底通车里程预计达395万公里，(2008年底373.02万公里），但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国为630万公里。 （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，而我国只有不到40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

2、不超过20公里。2公路网等级低、高等级公路相对较少、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10.7%多，等级以上公路所占比重为74.5%，还有达不到技术标准的等外公路96.16公里。高级、次高级路面里程占公路总里程的53.5%。3发展不平衡。 东西部差距较大，平原区与山区差别大。 公路密度各省市差距大。4通行能力低。 通行能力大、运营效益高的公路主骨架未全部形成。5服务水平低。 公路运输服务不满足要求。发展规划 19902010年，国家高速公路网基本成形。 至2007年年底，贯通“五纵七横”12条国道主干线；2010年，基本建成西部开发8条省际公路通道；重点建设高速

3、公路网规划中的“五射两纵七横”共14条路线，并力争到2010年基本贯通。 第二节 道路的分类及分级一、道路的分类二、公路的分类及分级三、城市道路的分类及分级 一、道路的分类 按其交通性质和所在位置分为公路和城市道路 1、公路 是连接城市、乡村、工矿和林区的道路，主要供汽车行驶并具备一定技术条件的交通设施。 2、城市道路 是城市范围内的道路，供各种车辆和行人通行并具备一定技术条件的交通设施，并有形成和促进城市结构布局、提供通风、采光空间，作为上下水道和煤气、电力、通信设施埋设通道的功能。 二、公路的分类及分级1、道路的分类 按其在公路网中的作用与地位分为国家干线公路、省干线公路、县公路、乡公路和

4、专用公路。2、公路的分级 根据交通部公路工程技术标准的规定，公路按其使用任务、功能和适应的交通量分为五个技术等级。高速公路、一、二、三、四级公路。国家干线公路 是指国家公路网中，具有全国性政治、经济、国防意义，并经确定为国家干线的公路，简称国道。省干线公路 是指有省公路网中，具有全省性政治、经济、国防意义，并经确定为省级干线的公路，简称省道。县公路 是指具有全县性政治、经济意义，并经确定为县级的公路，简称县道。乡公路 是指主要为乡村生产、生活服务，并经确定为乡级的公路，简称乡道。专用公路 是指专为企业或其它单位提供运输服务的道路。如：厂矿道路 ，林区道路 。高速公路 a.专供汽车分向、分道行驶

5、； b.全部控制出入； c.具有4个或4个以上车道； d.设有中央分隔7带； e.全部立体交叉； f.具有完善的交通安全设施、管理设施、服务设施； g.四车道能适应 Q=2500055000辆； h.六车道能适应 Q=4500080000辆； i.八车道能适应 Q=6000100000辆。 （Q为各种汽车折合成小客车的远景设计年限（t）年平均日交通量(AADT)。）一级公路 a.供汽车分向、分道行驶； b.部分控制出入； c.设施与高速公路基本相同； d.四车道能适应 Q=1500030000辆；二级公路 a.是连接中等以上城市的干线公路； b.能适应Q=30007500辆。 (Q为各种车辆折

6、合成中型载重汽车的远景设计年限年平均日交通量)三级公路 a.沟通县、城镇之间的集散公路； b. 能适应Q=10004000辆。四级公路 a.沟通乡、村等地的地方公路； b.能适应Q1500辆。 三、城市道路的分类及分级 快速路 a. 为城市大量距离、快速交通服务； b.有4个以上车道，中间设分车带； c.全部或部分控制出入。主干路 a.连接城市各主要分区、车站、港口； b.以交通功能为主； c.机非分行。 三、城市道路的分类及分级次干路 a.连接主干路的辅助性干道； b.兼有交通、服务功能。支路 a.连接次干路与街区路； b.解决局部交通，以服务为主。 三、城市道路的分类及分级 除快速路外，每

7、类路按所在城市规模、设计交通量、地形分为、级。级大城市采用；级中城市采用；级小城市有用。 第三节 道路的基本组成一、公路的基本组成 公路是承受车辆荷载的结构物，它主要由路基、路面、桥涵、隧道、排水系统、防护工程和交通服务设施组成。二、城市道路的组成 城市道路作为行车构造物也是由路基、路面、桥涵等组成。 一、公路的基本组成1、路基 是由土、石材料按一定技术要求，填筑压实而成的结构物，它承受路面传递的行车荷载，是支承路面的基础部分。三要素：宽度、高度、边坡坡度。2、路面 是用各种材料或混合料分层修筑在路基顶面供车辆行驶的层状结构物，能满足车辆安全、迅速、舒适地行驶。基本结构：面层、基层、垫层。 一

8、、公路的基本组成3、桥涵 桥梁 是为道路跨越河流、山谷、人工障碍物而建造的构造物。桥梁可分为四类：特大桥、大桥、中桥、小桥。 a. 特大桥：L500m or LO100m b. 大桥：100 m L500m or 40 m LO100m c. 中桥：30 m L100m or 20 m LO40m d. 小桥：8 m L30m or 540 m LO20m 涵洞 为渲泄面水流而设置的横穿路堤的小型排水构造物。它包括8m or LO5m的板涵及所有跨径的圆管涵。 一、公路的基本组成4、隧道 是道路穿越山岭、地下或水底而修筑的构造物。5、排水系统 对排除地面水和地下水面设置的排水构造物。它包括桥梁

9、、涵洞、边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、盲沟、渗井、渡槽。 一、公路的基本组成6、防护工程 为加固路基边坡，确保路基稳定的结构物。它包括：填石边坡、砌石边坡、挡土墙、导流构造物等。7、交通服务设施 为确保行车安全、顺畅、舒适，在道路沿线设置的交通安全、养护管理、服务和环境保护的设施。它包括：交通标志、标线；护栏、护墙、护柱；中央分隔带、隔音墙、隔离墙；照明设施；加油站、停车场；养护管理房屋、绿化美化设施。 二、城市道路的组成1、机动车道、非机动车道、人行道；2、人行地道，包括地下人行道、人行天桥；3、交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站；4、交通安全设施，包括照明设施、护栏、交通标志标线；

10、5、沿街设施，包括电线杆、给水栓、邮筒、电讯；6、地下铁道、高架桥、立交桥；7、绿化带。 第二章 道路车辆及运行特性第一节 汽车行驶特性汽车的驱动力及行驶阻力汽车行驶条件汽车的爬坡能力汽车的动力来源： 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。汽车的行驶阻力： 空气阻力 道路阻力 （包括：滚动阻力、坡度阻力、惯性阻力）汽车的行驶条件： 汽车在道路上行驶，当驱动力等于各种行驶阻力之和时，汽车就等速行驶；当驱动力大于各种行驶阻力之和时，汽车就加速行驶；当驱动力小于各种行驶阻力之和时，汽车就减速行驶，直至停车。所以，要使汽车行驶，必须具有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。汽车的爬坡能力：汽车的爬坡能力 是指

11、汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。最大爬坡度 指汽车在坚硬路面上用最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。第二节 设计车辆 规范对各种车辆进行归类，将其尺寸标准化，称为“设计车辆”，作为道路设计的依据。1、公路工程技术标准将机动车分为三种： 小客车 载重汽车 鞍式汽车2、城市道路设计规范将机动车分为三种： 小型汽车 普通汽车 铰接车3、城市道路设计规范将非机动车分为四种： 自行车 三轮车 板车 兽力车计算行车速度 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。1、公路计算行车速度 2、城市道路计算行车

12、速度 计算行车速度计算表 第三章 道路交通流特性及通行能力 第一节 交通量1、交通量的定义 是指在一定时间段内，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。2、交通量的意义 交通量与经济发展速度、气候。物产、文化生活水平等多方面因素有关，且随着时间、地点的不同随机变化。观察、研究交通量变化规律是十分重要的。它是道路规划与设计、交通规划与管理的重要依据。3、交通量的种类 交通量的种类 平均日交通量 ADT 年平均日交通量 AADT （用于确定道路等级 ） 月平均交通量 MDAT （用于交通量统计分析 ） 周平均交通量 MADT （用于交通量统计分析 ） 设计小时交通量 DHV 平均日交

13、通量ADT Qi 各规定时间段内的日交通量， 单位：辆/d or pcu/d n 各规定时间段的天数，单位：d 设计小时交通量DHV 取一年中的排序第30位最大小时交通量，作为设计小时交通量。选取原则： 保证道路在规划期满足绝大多数小时车流顺利通过，不造成严重阻碍，同时也要避免道路建成后车流量很低，投资效益差的现象发生。 第二节 行车速度1 行车速度的定义 是车辆在道路上行驶的距离L与所需时间t的比值，也称车速。2车速的类型 3影响车速变化的因素 车速的类型 地点车速 车辆通过某一点或某一断面的瞬时速度。观测距离以20-50m为易。用于道路设计、交通管制和规划。行驶车速 车辆通过某一区间所需要

14、的时间（不包括停车或损失时间）与该区间距离求得的车速。用于评价该路段的顺适性和通行能力，也可用于计算道路使用者的效益和费用。行程车速 车辆通过某段路程与该段路程所需总时间（包括有效运行时间、停车时间、延误时间、但不含车辆在起、终点装卸和调头时间）之比。用于评价道路的通畅程度和估计行车延误时间。运行车速 具有中等技术水平的驾驶人员在良好的气候条件、实际道路情况和交通条件下所能保持的安全车速。用于评价道路通行能力和车辆运行状况。 车速的类型临界车速 道路理论通行能力达到最大时的速度。用于选择道路等级。设计车速 道路交通气候条件良好情况下仅受道路条件影响时，具有中等技术人员能安全顺适地驾驶车辆的最大

15、车速。用于道路线形几何设计。时间平均车速 在单位时间内测得道路某断面各车辆的地点车速的算术平均值为该断面的时间平均车速。 区间平均车速 在某一特定瞬间，行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值。 影响车速变化的因素 道路条件 指道路的等级、路面状况、线形、视距。交通条件 指交通量、车辆组成、交通管理与控制。 驾驶员、环境 指驾驶员的技术水平、驾龄长短、年龄、性别、个性、婚姻状况。与气候、季节、地理位置有关。 第三节 交通密度1交通密度的定义 是指在单位长度的道路上，一个车道或一个方向上某瞬间的车辆数，又称车辆密度。 2交通密度的种类 3交通密度的作用 衡量道路车流畅通状况，判别交通

16、拥挤情况，从而决定采取何种管理措施。 4车头间距 在同一车道同向连续行驶的相距两辆车的车头距离。 5车头间距 同一车道同向连续行驶的相邻两辆车的车头时间间隔。 交通密度的种类最佳车流密度 路段通过车流量为最大时的车流密度。阻塞密度 当密度过大时，车辆几乎无法行驶时的车流密度。 第四节 交通流三参数的基本关系 Q=v/k式中：Q平均流量（辆/h）； V区间平均车速（km/h）； K平均车流密度（辆/km）。 基本关系的含义 当道路上车辆增多,车流密度由小变大时,车辆就会被迫降低车速行驶,此时交通量会减少；当道路上车辆减少，车流速度由小变大时，车辆就会增大车速行驶，此时交通量会增大。 反映交通流特

17、性的特征量 极大流量Qm 临界速度Vm 最佳密度Km阻塞密度Kf 畅行速度Vf 第五节 通行能力1、通行能力的定义 是指在一定的道路、交通、管制的条件下，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。2、影响因素 3、通行能力的分类 影响因素道路条件交通条件 车流中的车辆组成 、车道分布 、方向分布 管制条件 交通法规 、控制方式及管理措施 环境条件 街道化程度 、商业化程度 、横向干扰 、非横向占道 气候条件 风、雨、雪 规定运行条件 即限制条件 道路条件交通设施类型车道宽度车道数侧向净空路肩宽数平、纵面线形条件视距 计算行车速度 通行能力的分类根据道路设施和交通实体的不同分：

18、机动车道通行能力 非机动车道通行能力 人行道通行能力根据车辆运行状态的特征的不同分： 路段通行能力 交叉口通行能力 匝道和匝道接点通行能力 交织路段通行能力据通行能力的性质和使用要求的不同分： 基本通行能力 可能通行能力 设计通行能力 第五章 路线几何设计第一节 道路平面设计一、平面 （是指道路中心线在水平面上的投影） 二、平面线形要素 三、直线 四 圆曲线五、缓和曲线六、平曲线测设七、平曲线视距的保证 二、平面线形要素1、直线 曲率为0的线形。2、圆曲线 曲率为常数的线形。3、缓和曲线 曲率为变数的线形。 三、直线1、直线的特点路线短捷，缩短里程，行车方向明显；线形简单，易测设；长直线、行车

19、安全性差；直线只能满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境协调。 二、直线的运用宜采用直线线形的路段：（1）不受地形、地物限制的平坦地区或山 间的开阔谷地；（2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区；（3）长的桥梁、隧道等构造物路段； （4）路线交叉点及其前后；（5）双车道公路提供超车的路段。采用长直线应注意的问题 （1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。（2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。（3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。（4）长直线或长下坡的尽头的

20、平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。最长直线限制标准规定：直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。德国规定直线的最大长度（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）（适于高速公路V100km/h）。公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。合理利用地形和避免采用长直线。最短直线限制同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以kmh计）的6倍为宜（6V）反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以kmh计）的2倍为宜（

21、2V）四 圆曲线1圆曲线的特点 测试简单；适应地形变化，适用范围广而灵活；较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；汽车行驶在圆曲线上比在直线上多占用宽度；圆曲线半径较小时，视距条件差。2圆曲线的设计标准 公路路线设计规范中规定：各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。各级公路圆曲线的最小半径：a.极限最小半径 是路线设计中的极限值，在特殊困难条件下不得以采用的，一般不轻易采用。b.一般最小半径 是指能够满足旅客舒适感和工程量要求时所采取的半径。c.不设超高最小半径 是指即使在双向横坡的弯道上行驶也能安全、

22、经济、舒适的通过时所采用的半径。设计速度(km/h) 120 100 80 60 40 30 20一般值(m) 1000 700 400 200 100 65 30极限值(m) 650 400 250 125 60 30 15不设超高最小半径(m) 路拱2.0% 5500 4000 2500 1500 600 350 150 路拱2.0% 7500 5250 3350 1900 800 450 200最小半径指标的应用 （1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用极限最小半径；（2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半径的值；（3）有条件时，最好采用

23、不设超高的最小半径。（4）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，不应突然采用小半径曲线；（5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。（6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。圆曲线最大半径选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。规范规定圆曲线的最大半在不宜超过10000m。3、圆曲线的设计各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。路线平面线形中常用

24、的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。 圆曲线几何要素的确定 4、曲线主点里程桩号计算计算基点为交点里程桩号，记为JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 JD=QZ+J/25、计算公式与因素根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 当设超高时 ：式中：V计算行车速度，（km/h）； 横向力系数； ih超高横坡度； i1路面横坡度。 不设超高时 ： 五、缓和曲线 指设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。 1、缓和曲线的作用线形缓

25、和。使线形圆滑，增加线形美观，有良好视觉效果。行车缓和。有利于驾驶员操作方向盘。超高加宽缓和。 2、缓和曲线的方程 式中：r 回旋线上某点的曲率半径L 回旋线上某点到原点的曲线长A 回旋线参数 六、平曲线测设1、任务 根据选定的交点位置，测定转角，交点间距，选定曲线半径，确定缓和曲线参数，计算平曲线各要素，进行钉桩、量距、敷设曲线及桩号计算。用经纬仪测角，钢尽量距。2、记录 将有关数据记入中线测设记录中。 （2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。分道行驶： 二、三、四级公路，在工程特殊困难，或受其它条件限制路段，若保证2倍停车视距不可能，则必须满足

26、停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。如设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。 一）、选线的步骤1、路线方案选择 是解决起、终点间路线基本走向的问题。路线基本走向应根据指定的路线总方向（起、终点和中间主要控制点），考虑路线等级在路网中的作用，结合各种运输方式布局，城镇、工矿企业、资源状况，及各种自然条件，通过实地踏勘、航空视察或用遥感或航摄资料，或在小比例尺地形图上，从大面积着手，从面到线，通过调查、分析、比选确定一条最优路线方案。2、路线带选择： 在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部控制点，连接这些控制点即构成路线带。3、具体定线： 是根据技术

27、标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。 二）、选线的原则1、在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。2、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。3、选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或经济林园等。4、通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当

28、照顾美观。注意保护原有自然状态和重要历史文物遗址。5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下路线应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。6、选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面：路线对自然景观与资源可能产生的影响；上地、拆迁房屋所带来的影响；路线对城镇布避、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响；噪音对居民的影响；汽车尾气对大气、

29、水源、农田所造成的污染及影响；对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对策实施的可能性。 三）、地形的划分 1、平原区 地面高度变化微小，有时有轻微的波状起伏或倾斜。 有泥沼、盐渍土、淤泥、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠，耕地，居民点密集。 有湖泊、水塘。2、山岭区 山高谷深，坡陡流急，地形复杂； 温差大，暴雨多，河流水位变化大；3、丘陵区 介于平原区和山岭区之间； 微丘近似山岭地形。（平原微丘区） 重丘近似山岭地形。（山岭重丘区） 四）、各类地形选线要点 1、平原区选线要点平面线形应采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应避免长直线而随意转弯。在避让局部障碍物时要注意线形的连续、舒顺。纵面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局，合理确定路基设计标高，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 布设路线需注意 要注意支援农业