1、土建工程概论 第五章 交通工程Transportation Engineering,交通工程学,1、交通工程学的概念 交通工程学的定义 交通工程学是研究人、车辆、道路和周围环境之间的关系的学科。 交通工程学是把交通运输过程中的静态结构物(道路)、汽车工程和运输工程中的动态物(车辆)、人类工程学中的人(驾驶员、乘务员、乘客和行人)放在交通这个统一体中进行综合研究的学科，但它并不包括三个方面本身的全部内容。,交通工程学的发展过程 交通工程学是关于现代交通运输的一门新兴学科。 早在四十年代，世界上第一个交通工程学会曾给交通工程学下过一个定义；所谓交通工程学是研究道路和街道的规划、几何设计及交通运用，
2、道路网、车站及与它们相邻接的土地等与交通工具之间关系的学科，使人和物的移动达到安全、有效和便利的目的。 著名的交通工程学者布伦敦教授下的定义是：交通工程学是关于交通和旅行的计测科学，是研究交通流和交通发生法则的科学，为了使人和物安全而有效地移动，把这些科学知识应用于交通规划，设计和运用的领域。,2、交通工程学的内容 交通工程学要解决的四大问题 法规(Enforcement)、教育(Education)、工程(Engineering)、环境(Environment)，所以，交通工程又简称“四E”科学。只有把这四个问题综合起来考虑才能保证人、车、路之间正确的时间和空间关系。 研究交通工程的目的 在
3、于寻求最大的道路通行能力、最少的交通事故和最低的交通公害，从而达到安全、迅速、舒适和低公害的交通效果。 交通工程不仅要从动态的观点来研究交通系统中的人、车、路和各种交通附属设施在交通行为中的作用和它们的相互关系，而且还要研究公路交通与铁路、水路、航空及管道运输相衔接而产生的技术问题。,综合考虑节约能源、环境保护、城市规划、土地利用等问题，所以，交通工程不仅与公路工程、汽车工程、运输工程等学科息息相关，而且与社会经济、城市规划、土地利用、医学、心理学，生理学、应用数学、自动控制、计算技术、环境科学等有着密切的联系。 交通工程学是综合治理交通，特别是进行城市规划、城市建设、公路建设、实现交通运输现
4、代化、城市管理现代化的一门基础学科。 现代化交通运输主要包括铁路、公路、水路、航空和管道五种运输方式，它们各有其不向的技术经济特征与使用范围。 五种运输方式它们各有分工又相互联系与合作，共同承担国家建设所需的原材料及产品的集散、城乡物资的交流以及生产和生活必需品的运输任务。,铁路运输对于远程的大宗货物及人流运输起着主要的作用； 水运在通航的地区起着廉价运输的作用；水路运输按照航行的区域分为远洋运输、沿海运输和内河运输三种类型；远洋运输指无限航区的国际运输。沿海运输指在沿海区域各港口之间的起输；内河运输指在江河湖泊及人工水道上从事的运输。 航空运输则起着快速运送旅客，贵重、紧急物品及邮件等的作用
5、； 管道运输多用于运输液态、气态以及散装物品（如石油、天然气、成品油、煤气以及煤、矿石等(制成浆体运输到目的地后脱水)）； 公路运输具有机动、灵活、直达、迅速、适应性强和服务面广的特点，对于客货运输特别是短距离的运输，效益尤其显著。,第五章 交通工程 第一节 公路工程 Highway Engineering,甘肃陇南高楼盘山公路,第五章 交通工程 第一节 公路工程,本节内容提要： 一、公路概述 二、公路设计要点,引言 路与人的关系是非常密切的，有人走，便会成为路，俗话说：“路是人走出来的”，只要有了路，人们便可以彼此往来，社会就会兴盛繁荣。道路的主要功能是作为城市与城市、城市与乡村、乡村与乡村
6、之间的联络通道。中国是文明古国，道路运输的发展先于世界各国。道路的名称源于周朝，清朝时将京都通往各省会的道路称为为“驰道”、“驿道”、“大道”。清朝时将京都通往各省会的道路称为“官路”，省会之间的道路称为“大路”，市区街道称为“马路”。20世纪初，汽车出现以后则称为“公路”等。 道路的修筑促进了人类的进步，而人类进步又促进了道路的建设。公元前3000年出现了轮车，从而对道路提出了平整，不沉陷的要求。现代道路的修筑始自18世纪的法国和英国，那时对道路提出排水良好，密实的地基的要求。汽车的出现及车辆速度的不断提高，使路面承重荷载的要求不断提高，对道路提出了更高的要求。,1、公路的概念公路的定义；公
7、路是一种带状的三维空间人工构造物，是布置在大地表面（或浅层地下）供各种车辆行驶的一种线形带状结构物。 公路常常和桥梁、涵洞、隧道等构成统一的工程实体。在现代，人们又常常把公路指为乡村地区的交通道路，是同城市中的街道相对而言的。把道路指为乡村地区使用较少、交通量不大、不太重要的交通道。这里，道路是对所有各种公路或干线的统称。 公路的设计一般从几何和结构两大方面进行研究。在道路的结构设计上一般要求用最小的投资，使得道路在自然力及车辆荷载的共同作用下，在使用期限内保持良好状态，满足使用要求。,第五章 第一节 公路工程 一、公 路 概 述,公路的基本组成 公路由路基、路面、桥梁、涵洞和隧道等基本部分组
8、成；此外还有路线交叉、防护工程和沿线设施等。 公路的基本要求 1）平顺的线形，和缓的纵坡； 2）坚实稳定的路基； 3）平整和防滑性能好的路面； 4）牢固耐用的桥面和其它人工构造物以及不可缺少的附属工程和设施。 5）路线的交叉，是道路设计的重要组成部分。它是提高交叉路口通行能力，减少以致消灭交通事故的一项重要任务。道路交叉又分为平面交叉和立体交叉两种。后者又多被采用于高速公路上。交叉口的设计一般要进行细致的交通分析。,2、公路的地位和特点 （1）公路的地位 公路运输在交通运输体系中占有较大的比重，是短途客货运输的主力。在缺乏铁路、水运或这些运输不是很发达的地区公路运输就成了运输的主体。随着国民经
9、济建设的不断发展，特别是汽车专用公路(如高速公路、一级公路等)里程的增加，公路运输在国民经济建设和社会服务等各方面的重要作用日益突出、并显示出广阔的发展前景。 （2）公路的特点公路运输机动灵活性；能够在需要的时间、规定的地点迅速地集中和分散货物；公路运输迅速直达；能深入到货物集散点进行直接装卸而不需要中转，这就可以大大节约时间和费用还可以减少货物损失，这对短途运输来说，效益特别显著；,公路运输适应性强、服务面广；与其它运输方式相比，受固定交通设施的限制较小，可以直接涉及到边远的山区、小镇及任何工矿企业的场地和厂区；资金周转快，社会效益显著；公路运输的缺点；公路运输和铁路、水运相比，由于所用的燃
10、料较贵、服务人员多、单位运量较小等，因此运输成本偏高。但是这些缺点将随着汽车制造技术的不断改进，公路技术等级的提高以及运输组织管理的改善而逐渐克服。 近二十年来，由于高等级公路的迅速发展汽车运输速度的提高、载重量的增大，公路运输已成为各国广泛采用的一种运输方法。我国准备用30年的时间修建“五纵、七横”共12条主干线，总长达3.5万公里，形成将全国重点城市、工业中心、交通枢纽、对外口岸连接起来。,“五纵、七横”共12条主干线,“五纵七横”国道主干线,“五纵七横”国道主干线示意图（2020年完成）,“两纵两横”国道主干线,“两纵两横”国道主干线示意图（2003年完成）,3、公路的分级 （1）按公路
11、的技术分级 依据1988年交通部颁发施行的公路工程技术标准，分为两类五个技术等级 （A）汽车专用公路 高速公路；一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的年平均昼夜交通量为25,000100,000辆以上；具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分道高速行驶并全部控制出入的公路。 一级公路；一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的年平均昼夜交通量为15,00030,000辆，为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区、港口、机场、专供汽车分道行驶并部分控制出入的公路。 二级公路；一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为4,5007,500辆，为连接政治
12、、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的专供汽车行驶的公路。,（B）一般公路 二级公路，一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为30005000辆，为连接政治、经济中心或大矿区、港口、机场等地的公路。 三级公路，一般能适应技各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为1,0004,000辆，为沟通县以上城市的公路。 四级公路，一般能适应核各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为双车道1,500辆、单车道200辆以下，为沟通县、乡(镇)、村等的公路。 公路等级的选用；应根据公路网的规划和远景交通量，从全局出发，结合公路的使用任务、性质综合确定。 公路的远景设计年限：高速公
13、路、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，也可根据实际情况适当缩短。,（2）按行政管理体制分级 根据公路的位置以及在国民经济中的地位和运输特点，又把公路分为国道、省道、县道、乡道以及专用公路，并实行分级管理。国道1）即国家的干线公路，是以首都为中心，连接各省、自治区、直辖市、各大军区、重要大中城市、港站枢纽、工农业基地的主要干线公路。 它由中央统一规划，由各所在省、市、自治区负责建、管、养。维修养护的资金由养路费解决，大中型的新改建项目由部分养路费及国家投资补助解决。2）我国国道共有70条，除去重复里程和城市管辖里程外，总计110037公里。国道分三类，采
14、用三种统一编号：,第一类，首都放射线11条，由北京分别通往沈阳，哈尔滨，塘沽，福州，珠海，广州，深圳，昆明，拉萨，银川和加倍达奇，另加上一条北京外环线共12条，全长23178公里。编号以“1”开头，按顺时针方向统一编为G101至G112。“G”是“国”字汉语拼音中第一个字母。 第二类，是由北向南的纵线，如鹤岗大连、烟台汕头，包头南宁，兰州景洪等28条，全长38004公里。编号以“2”开头自东往西排列，依次编为G20l至G228。其中G228为台湾环线。 第三类是由东向西的横线，如荣城兰州，上海伊宁，厦门成都、上海埦叮等30条，全长48855公里。编号以“3”开始由北往南排列依次编为G301至G
15、330。,省道，以省会、自治区首府、直辖市为中心，联系本地区重要城市、交通枢纽、工农业基地的干线道路。它由省、市、自治区交通部门在国道网颁布后、对具有全省意义的干线公路加以规划，并负责建设、养护和改造。 县道，为具有全县意义的公路及县与县的联络线，部分主要的县道由省、自治区规划、建设及养护，大部分县道由县自行规划、建设、养护及使用。 乡道，是直接或主要为乡、村内部经济、文化、行政服务的公路和乡、村与外部联系的公路，由县统一规划，并由县、乡组织建设、养护和使用。 专用公路，为工厂、矿山、农场、林区等部门专门运输而修建，由专用部门自行规划、建设、使用与维护。,（3）道路一般按照其在道路网中的地位、
16、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能来分类。 快速道；双向行车道、中央设有分车带、进出口一般全控制或部分控制，为城市大量、长距离、快速交通服务； 主干道；连接城市主要分区的干路，以交通功能为主，一般为三幅或四幅路； 次干道；与主干道组成道路网，起集散交通之用，兼有服务功能； 支路；为次干路与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。 城市道路的设计年限规定为：快速路与主干路为20年；次干路为15年；支路为1015年。,1、公路设计技术要求 公路设计技术要求即公路的技术标准，是根据理论和总结公路建设的经验以及国家政策而拟定的，是国家的法定技术要求，它反映了一个国家公路建设的技术方针和生活水
17、平。一般分为“几何标准”、“载重标准”和“净空标准”等，在公路设计时必须严格遵守。 “几何标准”或称“线形标准”主要是确定路线线形的几何尺寸的技术标准。 “载重标准”是用于道路的结构设计，它主要依据是汽车的载重标准等级。 “净空标准”是根据不同汽车确定的外轮廓尺寸和轴距，来确定道路的尺寸。,第五章 第一节 公路工程 二、公路设计要点,公路的技术标准表,2、公路的通行能力 是指一条道路在单位时间内，公路与交通正常条件下，保持一定速度安全行驶时，可通过的车辆数。 它是一条道路规划和设计的依据，也是检验一条道路是否充分发挥了作用和是否发生阻塞的理论依据。 影响通行能力的主要因素有道路、交通条件、汽车
18、性能、气候环境条件等。因此在道路设计时，必须综合上述因素来考虑道路的实际通行能力。 3、公路选线 公路选线工作一般包括从路线方案选择、路线布局，到具体定出线位的全过程。一条路线的起点及中间必须经过的地点，通常是公路网所规定或决策机关根据需要指定的，这些指定的点成为“据点”，把据点连成线，就是路线的总方向或称大方向。两个据点之间有许多中不同的走法，而每一种走法就是一个大的路线方案。,路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否能起到应有的作用，是否满足国家在政治、经济、国防等方面的要求和长远利益。 （1）在选线时必须
19、考虑以下主要因素： 路线在政治、经济、国防上的意义，国家和地方建设对路线使用的任务、性质的要求，国防、支农、综合利用等重要方针的体现。 路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响，路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、主要材料用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。,其它如沿线历史史迹、历史文物、风景区的联系等。 （2）路线方案选择的方法及步骤为： 搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图、地质图、水文、地质、气象资料。 根
20、据确定的路线总方向和公路等级，先在小比例尺的地形图上，结合搜集的资料，初步研究各种可能的路线走向。研究重点在地形、地质、地貌、外界干扰多、涉及面大的段落，如可能沿哪些溪沟、工矿，是穿过还是绕过等，以提出多种方案，并进行实地查勘。 按室内初步研究提出的方案进行实地考察，野外考察中发现的新方案都必须坚持跑到、看到、调查到。 由于公路经过的地形是起伏不平的，汽车必须循着具有不同纵坡度的道路行驶，所以从纵断面上看，公路也是由一条折线组成，其中纵坡度变化的交点，称为转点。它是公路设计的重要技术文件之一。,（3) 确定路线的类型及其特点 平原地路线 平原区的地面高差变化微小，其平面线形可采用较高的技术指标
21、，尽量采用长直线或小偏角，避免随意转弯，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，合理确定路基设计高度，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 丘岭区路线 （a）选线活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，设计中应注意： （1）路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。 （2）平、纵、横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓，而使路线弯曲，平面标准过低；或者只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程过大；,（3）冲沟比较发育的地段，汽车专用公路和二级公路可考虑采用高路堤或高架桥的直穿方案；三、四级公路则宜采用绕越
22、方案。 （b）丘陵地形包括微丘和重丘，它们介于平原和山岭间，其特点是宽脊低岭，山形或聚或散，迂回曲折，地面起伏多变，相对高差较大。根据地形起伏大小丘陵地区路线分为：微丘区路线和重丘区路线。 微丘区路线的平面线形应充分利用地形处理好平、纵线形的组合，不应迁就微小地形，造成线形曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。 重丘区的路线选线活动余地较大。 山岭区路线 山岭地区山水相隔，山峦重叠，山高坡陡，谷深流急，地形曲折复杂，但山脉水系清晰。山岭地区路线一般以顺山沿河布设，必要时横越山岭。按路线通过部位的地形特征可分为以下几种线形。,沿河线：即沿着河谷两岸布线。特点是纵面困难较少，平面受限制较多。主
23、要问题是河岸选择、线位高低和跨河桥位的选定等。而路桥配合的关系一般为：路线服从大桥，小桥服从路线。越岭线：是以纵断面为主导，主要处理好垭口选择、过岭标高选择和哑口两侧路线展线方案三者的关系。哑口是越岭线的主要控制点。目前随着隧道挖掘技术的进步，越岭线逐步被隧道替代；越岭线与沿河线相互融合形成以等高线为基准的桥隧道路。山腰线：也称山坡线。要求是在任何情况下，路线必须设在平缓稳定的山坡上。山脊线：在合乎路线总方向的条件下，沿分水岭布设的路线。优点是排水性能良好，排水结构物可以少用。缺点是距离居民点远，受自然条件影响大等。,中国兰新公路,沿河线,山腰线,越岭线,青藏公路,西藏公路,立交桥,高速公路,
24、4、公路建设程序公路建设项目属于国家的基本建设项目。 （1）公路基本建设的程序是：根据国民经济长远规划和布局所确定的公路网规划，通过调查、进行可行性研究，编制设计任务书； 批准后进行勘测和初步设计； 经过批准后，列入国家年度计划，进行定测，编制施工图； 组织施工；完工后，进行竣工验收，最后交付使用。 （2）公路设计即是公路勘测设计；包括路线勘测、路基路面设计、桥涵和隧道等结构物设计、路线交叉及沿线设施设计等内容，它是由专门机构如公路勘察（测）设计院（室、所）负责，按该公路主管部门下达的计划任务书规定的项目要求，对该公路进行具体布局、测量和设计，并提交该公路的设计文件。,公路工程基本建设项目一般
25、采用两阶段设计。对于技术简单、方案明确的小型建设项目，可采用一阶段设计；对于技术上复杂而又缺乏经验的项目或项目中个别路段、特殊大桥、互通式立交叉、隧道等，必要时采用三阶段设计。两阶段设计，即初步设计和施工图设计，根据批准的设计任务书(或勘测设计合同)和勘测资料，编制初步设计和设计概算；根据批准的初步设计和定测资料，编制施工图设计和施工图预算。 （3）公路施工即公路的修建，由专门的施工机构如公路工程局(队)、筑路公司等负责，按计划任务书和设计文件规定的技术要求、施工期限等进行该公路的建筑，经竣工验收后交付使用。 （4）养路（公路养护），即公路使用的管理和维修也由专门的机构如公路管理局(处)、养路
26、总段(段)等负责，对交付使用的公路，按设计文件和技术要求进行科学的管理和养护，以确保公路的正常使用。,5、公路的结构 （1）公路的路基路基定义；是公路行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工结构物、路基必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。组成；公路路基的横断面组成有：路堤、路堑和填挖部分组成。 路堤有一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等； 路堑是开挖地面而成的路基，两旁设排水边沟，基本路堑形式有全挖式、台口式、半山洞式； 填挖部分路基是路堤和路堑的结合形式。路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。 路基高度由路线纵
27、断面设计确定； 路基宽度则根据设计交通量和公路等级而定； 路基边坡则会影响路基的整体稳定性，必须正确设计。,(2) 公路的路面定义；公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供汽车安全、迅速和舒适地行驶。因此路面必须具有足够的力学强度和良好的稳定性，以及表面平整和良好的抗滑性能。分类；路面一般按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类。 柔性路面主要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好。 刚性路面是指水泥混凝土路面，它一般强度高，刚性大，板体性好，在车轮的作用下路面的变形较小。路面的常用材料；有沥青、水泥、碎
28、石、粘土、砂、石灰及其它工业废料等。,(3) 公路排水结构物为了确保路基稳定，免受地面水和地下水的侵害，公路还应修建专门的排水设施。地面水的排除系统按其排水方向不同，分为纵向排水和横向排水。 纵向排水有边沟、截水沟和排水沟等。横向排水有桥梁、涵洞、路拱、过水路面、透水路堤和渡水槽等。 (4) 公路特殊结构物公路的特殊结构物有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等。 隧道是为公路从地层内部或水层下通过而修建的结构物，当公路翻山越岭或穿过深水时，为了改善平、纵面的线形和缩短路线长度，一般采用开凿隧道来解决。 悬出路台是在山岭地带修筑公路时，为了保证公路连续，路基稳定和确保行车所需修建悬臂式的路
29、台。,防石廊则是在山区或地质复杂地带，为了保证公路的行车安全所修建的预防阻止落石的沿线挡廊。 挡土墙是在横坡陡岭或沿河岸修筑公路时，为保证路基稳定和减少填、挖方工程量，常需修建的挡土墙。 防护工程；在陡岭山坡或沿河一侧路基边坡受水流冲刷或不良地质现象的路段，为了保证路基稳定，加固路基边坡所建的人工构造物称之为防护工程。 (5) 公路沿线附属结构建设 公路沿线附属结构包括交通管理设施、交通安全设施、服务设施和环境美化设施等。 交通管理设施是为了保证行车安全，使司机知道前面路况和特点，道路上沿线设置交通标志和路面标线。 交通安全设施是为了保证行车安全和发挥公路的作用，各级公路的急弯、陡坡等路段，均
30、需按规定设置必要的安全设置，如护栏、护柱等。,服务性设施一般是指渡口码头、汽车站、加油站、修理站、停车场、餐厅、旅馆等。 环境美化设施是美化公路，保护环境不可缺少的部分。如路侧带和中间分隔带等地的绿化等，原则以不影响司机的视线和视距为宜。 6、公路设计基础 （1） 路线设计 含义；路线是指公路沿长度方向的行车中心线。 路线线形设计的总原则；是公路线形必须满足行车安全、迅速、经济与乘客舒适的要求； 公路路线设计，是根据公路的使用任务、性质和交通量以及所经地区的地形、地质等自然条件来确定公路在空间的位置、线形与尺寸，即公路在平面、纵断面、横断面上的几何形状与各部分尺寸的设计。,路线纵断面是沿着路线
31、前进方向道路在立面上的投影，在路线纵断面图上，可以看到沿线地形的起伏，路线的纵坡度(上、下坡)和路线的高程。 道路横断面是垂直于道路中线的横向剖切面，在道路横断面图中，可以看到路基、路面的宽度，路基的形状和路面的结构层次等。 汽车行驶的要求， 1）汽车行驶的稳定性 汽车行驶稳定性是指汽车能够沿公路安全地行驶，在各种情况下行驶时不翻车、不倒溜、不侧滑。 2）尽可能地提高车速 提高车速，缩短行程时间，为提高汽车的运输周转率、节约燃料、减少轮胎磨耗等创造了条件，这些都是公路质量在运输经济上的反映。,3）行车畅通 保证行车畅通达到安全与迅速的目的是线形设计的原则之一。公路线形设计需要保证平面上有足够的
32、视距，纵断面上应正确设置竖曲线，横断面上应有足够的通行宽度和高度。此外，还应尽可能地减少平面交叉以及增加交通安全和防止公害措施必要时修慢车道等。 4）行车舒适 在进行公路线形设计时，需正确地组合平面线形和纵面线形、以增进驾驶员和乘客在视觉上和心理上的舒适感；对平、竖曲线的最小半径要加以限制，以免车辆离心力过大而引起驾驶员和乘客不好适。此外，需要路面平整少尘，在路两旁进行绿化以美化路容。 设计依据是：车辆类型、交通量、行车速度。,线路设计要点 （A） 平曲线设计 公路路线在转折处一般应用曲用的曲线一般为圆曲线，所以叫做平曲线，用转角和半径R表示。 1）平曲线各部分的名称,2）平曲线半径的选定 设
33、置平曲线，首先要决定于曲线半径的大小； 如果半径用得小了，曲线不长，弯转得很急，这时汽车耗油多，轮胎的磨耗大，经济上不合算，而且汽车有可能向外滑，人坐在车上身子向外倾，所以既不安全又不舒适；有时汽车在拐弯急时还要开慢些，降低了行车速度。 受到自然条件的限制或考虑工程数量增加得太多，不能采用大半径曲线，不得不采用较小的半径（但大于或等于最小半径，以提高公路的使用质量）。 不设超高的平曲线半径，是考虑曲线半径较大时，离心力的影响较小，路面的摩擦阻力可以保证汽车有足够的稳定性，这时不需要设置超高。汽车在不设超高的平曲线上行驶，由于路面有路拱度，汽车可以沿路拱外侧行驶。,3) 平曲线分类(1)圆曲线
34、圆曲线是公路曲线的主要形式，它可能是单曲线，即两段直线问插入单独的一个圆曲线也可能为复合线。其组合有： 同向曲线：转向相同的两相邻曲线，称为同向曲线。当同向曲线之间所夹直线很短时称为断背曲线，这种曲线对行车不利。（C型） 反向曲线：转向不同的两相邻曲线。半径大而无超高的反向曲线可直接衔接间留有足够长的缓和直线。称为反向曲线；（S型） 复曲线：两同向曲线直接相连，中间不设直线，这种曲线称为复曲线。根据地形可设置多于两段圆弧的多圆弧复曲线。,（2）缓和曲线， 为了车辆能安全迅速、平稳而舒适地行驶，在直线与圆曲线、大半径曲线与小半径曲线之间增设一个平缓的半径不断变化的联结曲线，这一平缓的联结曲线称为
35、缓和曲线。 设置缓和曲线的目的： 有利于驾驶员操纵转向盘，使得路线顺畅； 消除离心力的突变，使得汽车不致产生侧向滑移； 完成超高和加宽的过渡。 （3）回头曲线， 在山区地形中地面的自然坡度很陡。为了降低路线的纵坡度，有意识他让路线回头转弯从而把路线拉长，当路线的方向在某处回头前进时，就需要采用回头曲线，回头曲线是由一个主曲线、两个辅助曲线和主、辅助曲线所夹的直线段组成的复杂曲线。,人,（B） 竖曲线设计 1) 路线纵坡度的表示方法 顺路线前进方向公路的上下坡，就是路线的纵坡度。纵坡度用百分率表示，沿路线前进方向，上坡(升高)为正，下坡(降低)为负。如某段路的纵坡度是正百分之五，记作+5，表示该
36、路段每前进100米升高5米。 2）竖曲线 竖曲线的设置条件；汽车驶过纵断面上的变坡点时，将受到冲击，行车的平顺性遭到破坏；为了缓和这种突变，保证行车平衡和满足视距要求，在变坡点应设置竖曲线。 竖曲线的种类；按其变坡点在曲线上方或下方分别叫做凸形或凹形竖曲线，竖曲线的线形有圆形和抛物线形两种。 标准规定采用圆形竖曲线。,竖曲线设计； 首先要确定其半径；就行车来讲，竖曲线的半径和平曲线一样，越大越好，竖曲线的半径越大，坡度的改变就越乎顺，行车就越安全和舒适。 凹形坚曲线处的视距一般能得到保证，设竖曲线的目的主要是为了缓和行车时车辆的颠簸和展动。 凸形竖曲线上，行车的前方路面是低下去的所以有一个看不
37、见的区域。,同向曲线：相邻两个同向凹形或凸形竖曲线，特别是同向凹形竖曲线之间，如直坡段不长应合并为单曲线或复曲线，避免出现断背曲线。,反向曲线：相邻反向竖曲线之间，为使增重与减重间和缓过渡，中间最好插入一段直坡段。若两竖曲线半径接近极限值时，这段直坡段至少应为计算行车速度的3s行程。当半径比较大时，亦可直接连接。,3）纵断面设计方法与步骤1准备工作：（1）应收集有关设计资料：里程桩号和地面高程；平面设计成果；沿线地质资料等。（2）点绘地面线，填写有关内容。2标注高程控制点：路线起、终点；越岭哑口；重要桥涵；最小填土高度；最大挖深；沿溪线的洪水位；隧道进出口；平面交叉和立体交叉点；铁路道口；城镇
38、规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。3试坡：根据地形起伏情况及高程控制点，初拟纵坡线。,标注高程控制点,初拟纵坡线,4调整： 按平纵配合要求及标准执行情况等进行检查调整。,5核对：典型横断面核对。 6定坡：确定变坡点位置及变坡点高程或纵坡度。 变坡点桩号：一般要调整到10m的整桩号上。 公路按1000m设里程碑（K6），100m设标识桩；,7.竖曲线设计：确定半径、计算竖曲线要素； 8. 设计高程计算：从起点由纵坡度连续推算变坡点设计高程；逐桩（1000m）计算设计高程。,（C） 横断面 公路的横断面；是公路中心线的法线方向切面。 横断面的组成；行车道、路肩、分隔带、边沟
39、、边坡以及截水沟、护坡道等，对于高速公路，还有变速车道、爬拉车道、紧急停车带、慢行道及路上设施等。 行车道宽一般最小为3.5米。 四级公路标准低，一般为单车道；一、二、三级公路为我国常见的公路，一般为双车道；一级公路和高速公路的通行能力大，因此一般为四车道，中间用分隔带将两个方向的车辆分开，以保证行车安全。国外高速公路还有六车道和八车道的情况。 路肩的宽度；是根据公路的等级、汽车和行人交通的稠密情况而定的。一级公路要求设置较宽的路肩，其余的各级公路一般设置2.5-0.5米的路肩。小半径的弯道上路面需要加宽，路面加宽后若侵占了路肩的宽度，则应加宽路肩，使其宽度仍不小于0.5米或0.7米。,分隔带
40、的宽度；与占用土地、工程造价等有着密切的关系，各国均有不同的规定，我国原则上采用窄分隔带(宽度在4.5米以内)。 公路路基宽度；为行车道与路肩宽度之和。当设有中间分隔带、路线带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行车道或路上设施时，均应包括这些部分的宽度。 停车视距；由三部分组成：ss1+s2+s3；S1-司机反应时间内行驶的距离(反应时间我国用1.2秒)；s2-司机开始制动到完全停止时汽车行驶的距离动距离”；S3-安全距离，一般可取用5一l0米。,高速、一级公路横断面组成：行车道、中间带、路肩-必要组成部分 紧急停车带、爬坡车道、变速车道等-特殊组成部分,二、三、四级公路横断面组成： 行车道
41、、路肩、错车道,横断面设计 （a）是根据纵断面图上的施工高度，考虑当地地形、自然条件，参照路基标准横断图，初步绘出路基横断面图(俗称“戴帽子”)。 要使纵断面设计合理，必须综合考虑横断面、平面的要求，尤其是在复杂地段、更需要反复核对，多次调整。 （b）横断面图包括路基宽度包括加宽、超高、边沟、边坡、开挖台阶和视距台等。挡土墙、驳岸和护坡均可绘在本图上，并注明其起讫桩号、坛工种类及断面尺寸，对涵位处断面也应注明。 （c）横断面图的比例尺一般用1:200，绘制步骤如下： (1)根据路基设计表或纵断面图的设计成果,在己绘制的横断地面线图上逐段标出填或挖的数值、中线左右路基宽度(包括加宽)和超高的数值
42、。,(2)由地质人员根据所调查的资料，标识出各断面的覆盖层厚度或土石分界线、土石成分，设计边坡等。 (3)根据上述设计资料，利用横断面“帽子板”或三角板绘出横断面设计线。一般无超高断面时不绘出路拱坡度，有超高断面时则须绘出超高强坡度。 (4)对平曲线上的横断面、应检查能否保证视距要求距台的应在图上绘出。 (5）分别计算并注明每一横断面的“填”、“挖”面积。 (6)每一横断面图上应注明的项目，一般应填入横断面表上。路基设计表是公路路线设计文件中的主要技术文件之一、它是综合路线平、纵、横三个面的设计资料汇编成的。,补充：小客车、载重汽车、鞍式列车基本尺寸,表 计算行车速度计算表,1、警告标志 用来
43、警告车辆、行人注意危险地点的标志。 2、禁止标志 用来禁止、限制车辆、行人的交通行为的标志。 3、指示标志 用来指示车辆、行人行进的交通标志。 4、指路标志 用来指示道路方向、地点、距离等信息的标志。,第五章 第一节 公路工程 三、公路交通标志,1、国道 （1）国道标准,第五章 第一节 公路工程 四、典型公路介绍,2、高速公路,3、特殊地区公路 （1）湿陷性黄土地区公路 （2）膨胀土地区公路 （3）山区公路,4、特殊地区代表公路 （1）川藏公路 川藏公路是中国筑路史上工程最艰巨的一条公路，有两条。 第一条称川藏公路北线，从四川成都出发，经雅安、康定、甘孜、昌都等地到达西藏首府拉萨，全长2415
44、公里，1950年动工修建，1954年12月通车。北线沿途越二郎山、折多山、雀儿山等座大山，相对高差达1000米以上，先后跨越大渡河、金沙江、澜沧江、怒江等12条河流。 第二条称川藏公路南线，由康定向西，从新都桥经巴塘、邦达至拉萨，全长2161公里，途径海拔4700米的理塘。其中昌都至邦达段（169公里）是川藏公路北线和南线的联络线。南线因路途短且海拔低，所以由川藏公路进藏多行南线。,国家重点公路工程建设项目川藏公路怒（怒江隧道西口）八（八宿县）段整治工程，于1999年12月竣工并通过国家验收。该路段是川藏公路的中间段，是四川西部进入西藏东南地区的主要通道和国道318线的组成段落，路段设计总长为
45、41.834公里，1997年5月动工。 川藏公路沿线海拔相差较大，一天可能历经四季天气，山上漫天风雪，山下可能气候温和。公路沿途通过米拉、色齐拉、叶拉、达马拉、雀儿、折多、二郎等14座大山；渡过迫隆藏布、怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河等10余条大河，以及沼泽、冻土区、地震区、碎石塌方区、原始森林和宿瓦卡大冰川，旅途虽然艰辛，但一路风景壮丽，是旅游探险爱好者和摄影师的极乐所在。 川藏公路波密拉萨段，属于青藏公路的货流吸引区，主要由拉萨转运供林芝地区需要的各种物资，运出当地的农畜、土特产品、药材和供应拉萨等地的木材。,川藏公路大多盘山而筑。道路崎岖，雨季时常塌方，阻塞公路，延误旅客时间，所以
46、要走这条线路的时间不能安排太紧。沿途风景名胜有景色优美的二朗山、大渡河上的泸定桥、建筑别具一格的康定、水流湍急的金沙江、迂回曲折的邦达七十二拐、瑞士般风光的然乌湖、称为泥石流黑点的通麦、牧场景色的鲁朗以及一日四季、一景四季的林芝等。 1950年初，中国人民解放军挺进西藏，这支英雄的军队遵照党中央的号召和毛主席“一面进军，一面修路”的指示，和藏族同胞一起发扬艰苦奋斗的精神，历经艰险、排除万难，在世界屋脊上修通了全长4360余公里的川藏和青藏两条公路，使得西藏人民用现代化交通运输取代了千百年来人背畜驮的极其落后的交通方式，开创了西藏交通事业发展的新篇章。,川藏公路,（2）青藏公路 由青海省西宁市经
47、格尔木市至西藏自治区拉萨市的中国干线公路。全长1943千米。 1950年动工，1954年通车。投资30万元人民币。 西宁市至格尔木市段路线翻越橡皮山(海拔3800米)、旺尕秀山（海拔3680米）、脱土山（海拔3500米）等高山，跨越大水河、香日德河、盖克光河、巴西河、清水河、洪水河等河流，计长782千米，其中属于平原和微丘区的里程为564千米，属于重丘区的里程为218千米 。全段海拔为22003800米。 格尔木市至拉萨市段翻越昆仑山(海拔4600米)、风火山（海拔5010米）、唐古拉山(海拔5320米)、头二九山(海拔5180米)等高山，跨越楚玛尔河、红梁河、曲水河、秀水河、北麓河、鸦马尔河
48、、通天河等河流，计长1161千米，全段海拔在4000米以上。,青藏公路原建标准较低，并且穿行在青藏高原上，沿线气候条件恶劣，地质条件不良。因而，这条公路通车后病害严重，曾不断进行整治和改建。 1974年开始全面改建，并将公路标准提高为二级公路，加铺沥青路面。青藏公路的改建工程极为艰巨，尤其是在海拔高的多年冻土地区铺筑沥青路面，各国均无先例。中国工程技术人员根据土基冰层中含冰量情况，采取填筑足够高度路基以保护冻土的方法，并采取路基排水设施以防止地面水对路基的浸蚀，实现了稳定路基的目的。改建后的路段，使用情况良好。 2003年再次对青藏公路整体改造，标准仍为二级公路，主要是加固路基、加宽道路。投资3亿多元人民币。,
