1、第 29 单元课文公路安全设计确定适当的设计速度是规划和开发任何公路工程项目的初始步骤之一。设计速度的选择是关键的，因为几乎所有道路和路边设计及与工程有关的运作标准都受到设计速度的影响。对新建设项目或改造、回复和加铺面（3R）工程，设计速度应该满足驾驶人员对公路类型和特点的期望值。此外，对 3R 工程，设计速度应该反映实际的运行速度，不必是法定的速度极限。以其说道路条件明显艰难时驾驶员更容易接受速度下限，还不如说他们没有这样做的明显理由。大多数情况下，驾驶员调节他们的达到生理和交通极限。当然，在针对选择的速度，提供几何与路边设计不切实际时，可能会有例外。针对这样的情况，应该想出一种方法，向驾驶
2、员警告驾驶条件，如：在进入急拐弯的水平曲线前，使用带有速度劝告牌的拐弯警示标记。在设计长距离公路时，希望假定设计速度不变。地形和自然条件控制变化可能强制在工程范围内的某些路段和终点改变速度。当出现这种情况时，遵循积极指导原理，应该使用过渡设计，如缓慢变薄的简化路面或路肩宽度，还应采用交通控制装置，改变驾驶员的驾驶速度。最优竖曲线的准则是允许有一个美学上的舒适和驾驶的方便。更重要的是安全，竖曲线要提供大的视距，以便驾驶员能够看到前方道路。然而，对所有竖曲线均满足这样的准则或许是不实际的。应该对每个位置进行分析，以保证其附近不存在或没有潜在的危险条件。当不得不使用或留有最小的或非标准的竖曲线时，如
3、对 3R 工程那样，设计者应该考虑增加超高或采用更宽、更便于横过的净空带，以降低这些曲线的影响。所选超高应该符合所在位置的物理限制，并适应冰雪条件下使用。尽管在决定水平和垂直线形时停车视距通常能够满足，但在高速公路设计中，特别是针对复杂和预料不到的特征，应该考虑决策视距准则。一旦存在信息接收、决策、或控制动作中出现错误的可能性，驾驶员就需要决策视距。复杂的变道、左侧出口变道、断面改变、车道变窄及收费站等高速公路中经常看到的关键位置的例子。在这些位置以上各种错误均有可能出现，提供决策视距是人们所希望的。纵向缓坡与最小横坡和大半径曲线段的结合趋于使水经过很长的排水路径才能达到道路边缘。这种现象在全
4、拱路段和平曲线的超高路段等区域是值得注意的，并将导致过厚的水膜，即便小雨时也如此。厚的水膜增加打滑的潜在性。入口控制是公路安全、高效运转的最重要因素。全入口控制的效益在州际系统事故研究中得到了证明。这项研究发现，州际公路上撞车、受伤和死亡率比洲际公路出现前的传统公路上的事故率高 3070%。在不可能进行全入口控制的非高速公路上，入口管理，特别是在交叉点，对道路的安全和高效常常是必要的。入口管理是控制来自临近道路交通量的做法，这通过对公路系统中的入口位置、数量、间距及入口设计、中央通道及交通信号进行管理来实现。入口管理是加强安全性和改善大交通量系统的运转所必须的，在这些地方，存在或预计存在交通冲
5、突点。良好的路面必须经得住气候的影响，驾驶平稳，不产生过多的轮胎磨损和噪声，耐磨损、耐磨光，排水性能好，提供良好的抗滑性。这些性能所达到的程度影响公路的安全性。路面的抗滑特性是特别重要的。路面表面与车辆轮胎的相互作用是控制车速和停车的关键。一个典型客运车辆轮胎与路面的接触面积只有人手掌近似大小。因而，车辆与路面的总接触面积很小。几乎所有干燥的路面都能提供足够的交通安全运行的摩擦力；然而，当路面抗滑性能较差时，路面上小到 0.02mm 的水膜都可能减小轮胎与路面之间的摩擦多大 75%。仅需0.2mm/h 的降雨量，就很容易出现这种程度的水膜。因此，必须对路面进行合理设计和适当维护，以使水流出路面
6、，并在使用寿命内路面维持足够的摩擦表面。每年，大约 60%的致命性交通事故只涉及单一车辆，对于乡村的交通事故，这一比例甚至会更高。这些事故的 70%涉及到车辆驰离车道，并造成翻车或碰上固定物体。车辆驰离道路的原因有多种；大部分是无意识的，或原于驾驶员的错误，如：超速行驶、驾驶中打瞌睡、疲劳驾驶、注意力分散、不顾后果的行为、因为饮酒、吸毒引起的技能降低、或这些因素的组合。某些驰离道路是有意识的，如：避让错误行驶的车辆或避让洒落到路面的遗弃物。无论什么原因，驰离道路的驾驶员常常是开始了潜在的危险之旅。净空带的概念，即：相近车道的区域，其内无固定的障碍物，坡、路面允许行驶错误的车辆回到正确车道。重要
7、的是净空带提供了更安全的道路边缘。1974 年“与公路安全有关的公路设计与运营实践”中相关这一概念的最初指导要求 9m 的净空带（由行车道边缘起算） 。以后的经验使得这一最初的指导得到了大大细化，净空带范围根据设计车速、日平均交通量及特别重要的几何要素的不同而变化。几何要素包括：水平曲线是否存在及弯曲的程度，路堤或路堑的位置、平行坡的数量、是否存在来自邻近车道或道路交叉坡、以及其坡度。理想的情况是，净空带应该具有不会引起车辆翻车和不含有任何固定物的边破。尽管1:3 的坡度在技术上可被客运车辆跨越，但它具有边缘的安全价值。错误驾驶而试图恢复对其车辆控制的驾驶员常常不能在 1:3 的坡上成功驾驶或
8、刹车。当其他的特征，如：分隔装置、树、或侵蚀沟处于边坡上或边坡临近时，1:3 的边坡变成潜在的危险。在路堤段，近期设计的一个特点是，在净空带范围内（或如果可能，超出净空范围）设置有至少 1:4 或更平的坡。在不易受到危害的净空带范围之外区域重新布置路边硬件更受欢迎。在不可能的地方，采用分隔设计作为这样的硬件能够提供必要的路边宽容。不受到这些处理影响的固定物体应该通过适当的设计和安装交通屏障或吸能撞车缓冲器加以保护。不能采取这些任何一种方法处理的障碍物应该肯定地通过一种或多种批准的技术加以标记，以提醒司乘人员。选自：AASHTO. “公路安全设计与运营指导” ，1997第 30 单元课文路面设计
9、柔性路面设计中，路面结构通常认为是一个多层的弹性系统，每层材料以各自的特定物理性质为特征，物理性质可能包括：弹性模量、回弹模量和泊松比。通常假定，路基层在水平和垂直方向是无限的，而其它层在垂直方向有限，水平方向无限。轮载施加引起应力分布，这可用图 30.1 所示表示。图 30.1 载荷扩散原理a) 载荷扩散差； b) 载荷扩散好最大垂直应力是压应力，直接出现在轮载下方，并随离地表深度的增加而减小。最大水平应力也出现在轮载的正下方，但可能是拉应力，也可能是压应力。当载荷与路面刚度在一定范围内时，在中性轴上方出现水平压应力，而在中性轴下方出现拉应力。路面结构中的温度分布也对应力大小产生影响。因而，
10、路面设计一般以应力准则为基础，将水平与垂直应力限制在将会引起过多裂缝和过度永久变形的应力水平以下，准则应按施加重复载荷的情况考虑，因为积累交通载荷重复次数对路面裂纹和永久变形的发展具有重要意义。柔性路面的设计基本涉及到确定道路表面和基层材料的强度特性，然后确定垫层（如果有） 、基层和面层（应该铺在天然土上）的各自厚度。设计的厚度应该足以预防裂缝和永久变形超出一定极限，这一极限按要求的载荷极限特性考虑，可能确定为18,0001000,000,000 道路设计寿命中预计路面要承受的单轴载荷重复次数。要求能够求解高度复杂的多层系统的计算机解，加之最近材料评价的进步，已经导致了几种完全或部分以理论分析
11、为基础的设计方法的产生。更为普遍采用的设计方法有沥青学会的方法、美国州公路与运输机构协会（AASHTO）的方法，以及加利福利亚的方法。刚性路面中的应力原于几个因素，包括：交通轮载的作用、温度变化引起的混凝土胀缩、支撑混凝土路面垫层或路基的屈服，以及体积变化等。如：交通轮载将导致弯曲应力，它与交通车轮相对于路面边缘的位置有关；而胀缩可能导致拉应力或压应力，这与混凝土面层中温度变化的范围有关。导致混凝土中应力的这些不同因素已经使得应力的理论确定相当复杂，因而需要做简化假设。刚性路面维持一种跨越路基材料中的不规则的类似梁作用的能力，建议弯曲理论是分析这类路面的基本方法。因而，支撑在弹性基础上的梁理论
12、可以用来分析路面受外部载荷时的路面中的应力。由于温度梯度变化，路面板边缘白天向下弯，夜间向上弯的趋势，受面板本身重量阻止。这种阻力趋于使面板保持在其原来位置，因而在路面中引起应力，白天分别在面板顶部和底部产生压应力和拉应力；而夜间在顶部产生拉应力，底部产生压应力。一定条件下，这些弯曲应力可能具有足以引起路面破裂的量值。这样的应力还可能降低路面下方某些部位的路基支撑，进而导致由于不均匀支撑，这些部位的交通载荷作用可能产生很大的路面中的应力增量。混凝土路面中设置有不同类型的接缝，以限制温度变化引起的应力，并便于路面相邻两部分在施工存在时间差（如：一天工作的结束与第二天工作开始之间的时间差）时的适当
13、弯曲。这些接缝可以分为四种基本类型：膨胀缝、收缩缝、铰接缝和施工缝。混凝土路面收到升温时，将膨胀，导致板长增加。当温度足够高时，如果板足够长，且没有采取措施适应增加的长度，板将翘曲或“向上弯” 。因而，通常要横跨道路，按规定的间距设置膨胀缝，以为板的膨胀提供足够空间。当混凝土路面经历温度降低时，如果路面板能自由运动，板将收缩。预防这种收缩运动将在混凝土路面中导致拉应力。因而，要按有规律的间距，横跨路面宽度设置施工缝，以释放预防收缩引起的部分拉应力。铰接缝主要用来减少沿公路路面中线的开裂。施工缝横跨路面宽度设置，以在不同时间浇注的混凝土之间提供适当过渡。如：施工缝通常用在一天浇注的末端，为第二天
14、浇注的开始提供适当接合。尼古拉斯 J. 戈博“交通与公路工程” ，1999第 31 单元课文 路面公路路面分两类：刚性路面和柔性路面。刚性路面的磨耗层通常用波兰特水泥混凝土建造，以便其在下层支撑材料中的任何不规则上方起类似梁的作用。另一方面，柔性路面的抗磨表面通常用沥青材料制作，因此即便出现小的不规则，柔性面层也保持与支撑材料接触。柔性路面通常由此沥青表面层、下铺的一层颗粒材料和一层粗细骨料适当配比的材料层组成。交通载荷由磨耗层通过骨料的相互咬合、颗粒材料的摩擦效应及细骨料的粘结力传给支撑材料层。柔性路面进一步细分为三小类：高级路面、中等路面、低级路面。高级路面具有足以支撑预计交通载荷而不会由
15、于疲劳出现明显的损坏，且不易受气候条件影响的磨耗层。中等路面具有的磨耗层为：从经活化面层到质量仅低于高级路面的磨耗层的范围。低级路面主要用于低成本的道路，具有的磨耗层为从未经活化面层到松散的天然材料，再到表面活化土的范围。柔性路面的组成包括路基或施工好的路基，垫层，基层和面层（图 31.1） 。路面的性能取决于每一组成的满意性能，这要求对每一组成部分性质分别进行适当评估。图 31.1 道路横断面基本结构路基通常是沿着路面水平轴线方向铺设的天然材料，用作路面结构的基础。路基可以由一层取自选择性的地点，经压缩达到规定指标的土组成。活化路基材料，达到一定的建设路面类型要求的强度性质可能是必要的。垫层
16、直接位于路基之上，垫层部分由高质量的到一般用于路基建设的材料组成。对垫层材料的要求通常用等级、塑性特征和强度等指标给出。当路基材料质量满足垫层材料要求时，可以不设垫层。在不易获得适当的垫层材料情况下，可对获得的材料相互活化，以达到必需的性质。这种活化土，以改善其工程性质的过程称为稳定。基层直接位于垫层之上，如果不设垫层，基层直接位于路基之上。基层通常由颗粒材料组成，如：碎石，粉碎的或非粉碎的。基层材料的性能指标通常包括比对垫层材料更严格的要求，特别是对其塑性，等级和强度。如果经波兰特水泥、沥青或石灰适当稳定，不具备所要求性能的材料可以用做基层材料。在某些情况下，高质量的基层材料也可以用沥青或波
17、兰特水泥活化，以改善重载路面的刚度特性。面层是道路路面的最上面一层，直接修建在基层上。柔性路面的面层通常由矿物骨料和沥青材料的混合料构成。它应该具有承受高轮胎压力、抵抗交通的磨蚀力、提供抗滑的推进表面以及预防地表水渗入下面各层等的能力。耐磨表层厚度范围为 3 英寸大于 6 英寸，这取决于路面上的预计交通。已经表明，柔性路面的面层质量依赖于所使用的沥青混凝土的配合比。刚性公路路面通常修建来承受重型交通载荷，尽管也用于住宅区道路和地方道路。适当设计和修建的刚性路面具有很长的服务寿命，而且常常是其维护费用低于柔性路面。一般用于刚性路面的波兰特水泥混凝土由波兰特水泥、粗骨料、细骨料和水构成。根据修建的
18、路面类型，可以不使用加强钢筋。刚性公路路面可以分成三种基本类型：素混凝土路面，简支钢筋混凝土路面和连续钢筋混凝土路面。每种路面类型的定义与所使用的钢筋量有关。素混凝土路面不含温度钢筋或传递载荷的插销钢筋。然而，通常采用钢筋来在纵向接缝处获得铰效应，预防接缝开口。素混凝土路面主要用于低交通量公路或采用水泥稳定土作垫层的情况。相对而言，接缝间距（1020 英尺）小于其它类型的混凝土路面的接缝间距，目的是减少开裂。在某些情况下，素混凝土路面的横向接缝在平面上倾斜约 45 英尺，以至于一次只有一个交通车轮通过接缝。这有助于获得平稳的行驶。简支钢筋混凝土路面设有插销钢筋，以使交通载荷传过接缝，因为这时的
19、接缝布置间距较大（范围从 30100 英尺） 。温度钢筋贯通道路面板，钢筋量取决于板长度。纵向通常也采用约束钢筋。连续钢筋混凝土路面不设横向钢筋，特殊位置必需的施工缝或膨胀缝（如：在桥梁上）除外。这些路面含有相对较高的配筋率，通常面板的断面最小配筋率是 0.6%，面板也含有传过纵向缝的约束钢筋。选自：尼克拉斯 J。戈博“交通与公路工程” ，1999第32单元课文 建筑轮廓：尺寸与形状建筑物的尺寸、形状及几何属性称为其轮廓或构造。建筑物的轮廓与其结构系统的相关性对建筑物的抗风和抗震能力有重要影响。多年前，当工程师开始系统研究地震问题时，他们注意到，具有某种形状和比例的建筑物似乎在地震中比其它建筑
20、物更易受到破坏，而与所采用的建筑材料和结构系统无关。一般地，建筑物形状越不规则即：建筑物形状偏离规则的同一对称形状越多，似乎越容易受到破坏。过去，建筑物趋于具有简单的轮廓，因为传统材料，如：石材和砖料，在设计上不允许过多超级和表面装饰的不规则。（有时，如中世纪哥特式大教堂或文艺复兴时期的意大利宫殿，这种表面的“不规则”达到了最高的最持久的艺术形式）。但从十九世纪后期开始，现代的钢结构和钢筋混凝土框架结构允许增加结构的织补性，允许建筑学家构思出新奇的设计，这些设计在采用传统砖石建筑材料条件下将不可能的。轮廓不规则导致两方面主要影响应力集中和扭力。应力集中不规则趋于产生强度和刚度的突然改变，这可能
21、以不和需要的方式产生集中力。这些集中的力即便在现代结构中可能也很难处理。因此，虽然建筑物必须承担的总力大小由方程F=ma确定，但总力分配和集中的方式则由轮廓决定。应力集中意味着不适当比例的总力将集中在建筑物的几个点处，如：一组特殊的梁、柱和墙处。这些少数的构件可能破坏，通过连锁反应，使整个建筑物倒塌。因为，如前所述，力被吸引到建筑物的刚性较大构件上，这些构件趋于成为应力集中点。从事建筑物拆除行业的人们知道，如果他们削弱了建筑物中的几根关键柱或连接，他们将能使建筑物倒塌。地震趋于“找到”这些“弱连接”。垂直方向的不规则也可能产生应力集中。最严重的垂直不规则条件是软、弱的楼层条件，其中某一层，通常
22、是第一层，非常弱或柔度大于上面各层。通常，在建筑上都希望第一层有大的层高，以提供较大空间大厅、银行营业场地、旅馆会议室等。设计在不连续点处产生大的应力集中，而且在极端环境下，如果在这些点设计不足，将导致设计失败。第一层弱的一个普通例子出现在公寓住宅中，它们常将一层的全部或大部分用于停车，它们的柱间距大，墙最少。北岭牧场公寓的第一层，设计在软第一层问题完全为人们理解前完成，1941年北岭地震中垮塌，造成了重大人员死亡。很多的其它类似公寓也倒塌或严重破坏，但所幸仅有汽车被毁。扭力除了应力集中外，不规则，特别是在平面图中，可能允许所谓的扭力或转动力的发展，这对建筑物抗力分析产生了重要的不确定性因素。
23、（“平面图”指建筑物的水平布置，它可能是简单的方形或矩形或带有不同形状和比例尺寸翼的不规则形状。）建筑物中扭力的产生是由于缺少抗力构件位置与建筑物质量布置之间的平衡。工程师将这种现象称为质量中心与抗力中心之间的偏心，偏心趋于使建筑物绕抗力中心旋转，并在抗力构件中产生扭转。建筑物中，主要的侧向力是由楼面、墙及屋面的重量引起的，这些力通过质量中心（通常是平面图中的几何中心）发生作用。如果墙和柱提供的抗力通过这一点（抗力中心）向回推，则没有扭力，平衡得以维持。否则，将产生扭力，并产生危险的应力集中。这就是为什么建议地震危险区的建筑物要设计成尽可能对称的原因。最可能产生扭力的建筑物轮廓具有凹角的特征（
24、如：像L型或T型的建筑物）。这种建筑物的翼趋于扭转，产生扭力。此外，凹角建筑物还趋于在凹口处（翼相连处）产生应力集中，此处常有更大的刚度，因而吸收力的比例较大。在不同建筑物侧面具有较大周边抗力变化的建筑物也趋于产生扭力。这种周边抗力变化的形式常常出现在如商店这样的建筑物中。这种建筑物中，侧墙或端墙可能是砖石或混凝土隔墙，而正面墙可能是大的玻璃墙。质量中心和抗力中心不平衡，在极端情况下，建筑物可能剪开。第 33 单元课文质量管理与质量保证质量管理根据假设的和期望的设计储备强度来保证设计系统的性能可靠性。进行“质量管理”，获得“质量保证”包括检测施工任务和所有参与人员的工作表现。所有参与人员包括：
25、客户或业主、设计师、混凝土生产者、实验室试验人员、施工人员和用户。建造混凝土结构系统各阶段（从概念到设计、施工、使用）所涉及人员素质的可靠性取决于他们的知识、培训和各种层次的交流。正确信息在所有参与人员之间的顺利传递和发展中问题共同的系统性理解导致向着改进解决方法的方向动力增强，因而改进质量管理并由此获得高水平的质量保证。总之，提供质量保证体系需要在各阶段进行质量管理和整个系统相互作用参数的基础上进行。设计系统的施工基本上由五大任务控制。五大任务指：规划、设计、材料选择、施工和使用（包括维护）。这一过程从用户开始，因为工程的主要目的是满足用户的需要，并且工程以用户作为工程最终产品的主要受益人而
26、达到顶点。质量保证是满足用户需要所必需的。它保证影响混凝土结构最终质量的活动有：（1）一定的以清晰的基本要求为基础的活动，这些基本要求满足工程一开始就确定了的操作、环境和周边条件。（2）以优化设计过程为基础的，在精确的、测量精准的工程施工图中进行适当表述的活动。（3）由有能力的人员根据事先确定的计划和施工图正确、高效完成，并在设计阶段受到严格监管的活动。（4）根据详细的技术要求系统执行的活动，这些技术要求符合可适用的规范和地方规程。为了对提出的施工系统的成功执行做出计划，所有的主要和分项活动都必须有清晰的定义。这一计划的完成过程是：将整个工程分解成分别定义的若干活动的网络图，建立每项活动与时间
27、的关系，分析输入控制和由此产生的输出控制，以列表的形式表述这些条件。以这样的方式，有关性能要求的决策过程变得容易完成。这样的过程通常必须包含有关建筑工程中什么样的功能需要实现，何时何地这一功能将会得到完成，系统将如何施工，以及用户将是谁等的决定。这些因素的正确确定导致关于所需要质量管理水平和希望达到的质量保证的决策。设计中质量管理的目的在于证明设计系统具有期望系统用途所要求的、可适用规范要求的安全性、适用性和耐久性，而且这样的设计要正确表示在施工图和相对应的技术说明中。质量管理的程度取决于将建造的系统类型：系统越重要，所要求的管理越严格。最低程度是，设计必须总是由除初始设计工程师之外的工程师进
28、行检查。由于工程施工图是设计过程和施工过程之间的主要联系，施工图应该成为保证设计质量的主要目标。因此，学生不得不非常熟悉阅读和解释施工图，并且必须能够绘制出清楚的草图，如果施工系统是真实设计的反应，那么绘制的草图应正确解释设计细节。一开始就必须强调，钢筋混凝土这样的材料质量不能仅用抗压或抗拉强度试验来确定。很多的其它因素也影响到成品混凝土产品的质量，如：水灰比、水泥含量、蠕变和收缩性能、冻融性能、及其它耐久性方面和条件等。施工是工程设计的执行阶段，施工可用于在规定的时间限度内，以最小的成本满足所有的设计及技术说明等要求。为了达到希望的质量保证，施工阶段必须在精心的和正确的准备阶段后进行，准备阶
29、段是设计阶段的一部分。准备和规划阶段是非常关键的，因为这些阶段将给出工程涉及的各种活动和施工不同阶段可能出现问题的整体清晰的情况。在施工阶段，人的因素是十分重要的。在大多数情况下，主要的现场活动包括劳动力使用及劳动力的使用计划。一种改进的信息流系统命令链的清晰描绘及对优质表现的奖赏，将增加工作激情，并导致整个质量保证系统的总体改进，以及工程效益与成本比例的优化。第 34 单元课文道路对于任何一个国家的高速经济、工业和文化增长而言，良好的运输系统是非常必要的。运输系统由良好的道路、铁路网，十分发达的水路和空中运输线路组成。空中和水路运输虽然在某种程度上有助于国内运输，但它们是国与国之间的主要运输
30、模式；而铁路与公路也在某种程度上有助于国与国之间的运输，但它们的主要关心却在国家自身内部。工业家们必须运输原材料，然后还要将他们的最终产品投放市场。他们只有通过良好的运输系统，才能高效率地完成这些工作。只有通过良好的道路系统，农民才能经济地将他们的产品运送到附近市场进行交易。正像通过人体动脉进行血液运输对人类健康是必不可少的一样，类似的良好运输系统对一个国家良好状态也是必不可少的。当今，良好的运输系统实际上已经成为国家经济和社会发展的度量标准。在前往火车站、港口或机场乘坐这些运输模式过程中，道路（公路）是将我们运送到这些地方的第一模式。因而，可以说所有各种运输类型中，道路运输是与人类最接近的。
31、道路可以按几种方式进行分类。根据使用的筑路材料，给出道路分类如下：天然土道路 这种道路是造价最便宜的，用于交通稀少的地方。这种类型道路的路面结构完全由道路现场取土修建。这些道路的性能主要取决于有效的维护和排水。砂砾道路 砂砾道路也可认为是未经碎石铺面的道路。这种道路实际上处于土路和碎石铺面路之间。这种道路的修建通过压实砂砾和土的混合物而成。混合物通常由 26%的砂，13%的粘土和 61%的砂砾组成，人们认为砂砾路优于土路。砍咔道路 砍咔不过是一种不纯的石灰石，它是碳酸钙和硅酸土的混合物。硬的砍咔种类可能具有与石头一样的强度，但软的砍咔种类强度可能很低。具有砍咔铺面层的道路称为砍咔道路。这种道路
32、的交通承载能力取决于施工中所采用的砍咔类型。大体上，其交通承载特性与砂砾道路相同。木茸梦道路 木茸梦产生于火成岩受气候影响的分解。这种道路中，车道表面用木茸梦铺成。这也是一种低成本的道路，其性能相当于砂砾路和砍咔路。结合水碎石（WBM）道路（结合水玛卡达道路） 结合水碎石（玛卡达）道路是根据苏格兰工程师约翰玛卡达命名的。结合水碎石（WBM）道路具有比普通土道路、砍咔道路、木茸梦道路更好的性能。碎石（玛卡达）这个术语今天指破碎的石料，用于道路路基的施工中。碎石也用铺路石的名字来称谓。顾名思义，WBM 道路是这样的路，其中碎石由于碾压作用而相互结合，空隙则由筛下屑和胶结材料因水的帮助而充填。根据不
33、同情况，WBM 基层可以铺设在准备好的路基垫层，基层或已有面层上，WBM 施工中的胶结作用通过在有水的条件下使用石粉作填料而达到。WBM 的施工分层进行，每层压实厚度不超过约 1015cm。根据交通和路基要求，WBM 的施工总厚度可以在 7.530cm 之间变化。就可能性而言，WBM 结构层不应该用作面层，因为在这种条件下，碎石层将会在交通下立即分离。因而，为了预防 WBM 道路的分离，WBM 结构层应该用沥青面层或其它适合的面层覆盖。沥青道路 含有联合沥青作为胶结材料的道路称为沥青路面。由于沥青道路的顶层是黑色的，因此这样的道路称为黑顶层道路。这种道路非常普通，印度以及世界的大部分道路都以这
34、样或那样的方式使用沥青构筑。沥青道路建设采用不同的骨料粒径、复合料和不同类型的沥青胶结材料。因而，有多种不同的沥青道路施工技术。根据路基和交通要求的不同，沥青路面的施工厚度从用作表面铺装的薄层到多大 2025cm 的范围变化。当在现有道路表面施铺时，沥青路面由于消除了粉尘危害，增加乘客的舒适性，而且它也对其下面道路结构铺层提供保护。水泥混凝土道路 水泥混凝土道路具有很高的标准。这是成本最高的道路类型。这种道路提供极好的行驶表面和令人愉快的外观。水泥混凝土道路称为刚性路面，因为这种路面不允许任何柔性。尽管这种道路需要很高的初期费用，但由于具有很长的服务年限，极好的行驶功能，可以忽略的维修成本，通
35、过这些事实可证明这种道路比沥青道路成本低。此外，工程师对水泥混凝土材料更有信心，他们也喜欢建造这种道路。另一方面，根据其位置和功能，道路可以分类如下：国家公路（国道） 国家公路是其穿越国家长度和宽度的主要公路。这些公路用于连接国家首都与州府地，主要港口城镇，边境地区，朝圣中心，等。这些道路构成了国家运输的主要要道，具有战略上的重要性。连接相邻国家的道路也称国家公路。国家公路（国道）至少有两个车道，应该有高级的表面整修，以及足够的结构强度。国道的实际建设与维修由州公路部门在中介的基础上进行。为此，州公路可获得 7.5%的中介费。与规划、勘测、技术说明书及监管相关的工作由州公路部门在印度政府传播与
36、运输部道路部门的指导下进行。所有的国家公路都有分配的编号。如：连接瓦腊纳西马杜赖坎雅库马里的公路称为 NH7。州公路 这是州内的主要道路。州公路连接州的重要镇和城市，将州的重要城市与国家公路和相邻州的公路相连。州公路更适合于为两车道宽，但如果只有一个车道，则必须修建有宽路肩。州公路结构上应该坚固，并具有良好的表面修整。州公路形成州内道路运输的主要动脉。区域公路 区域公路是跨越每个地区的道路。区域公路服务于生产区和市场区，并建立与国家或州公路和铁路的联系。这种公路应该承担通往区域内乡村的交通。区域公路被认为是国家或州公路的主要支线。区域公路分为主要区域公路和其它区域公路。（1）主要区域公路 主要
37、区域公路将生产区和市场区与州公路、国家公路或铁路相连。这些公路形成相邻地区首府之间的主要联系。这些公路应该是铺碎石的及至少一个车道宽，并具有现代型的表面修整。（2）其它区域公路 其它区域公路具有略低于主要区域公路和州公路的技术标准。这些公路主要服务于乡村人口，并建立与主要区域公路和州公路的联系。它们应该具有碎石铺面路面，适当的排水，并且应该全年可通行汽车。（3）乡村道路 乡村道路主要意味着供乡村使用。乡村道路将乡村彼此相连，并连接附近城镇。这些道路可能是稳定的土路，但如果提供碎石铺面路面，它将能够提供更多有益用途的服务。第 35 单元课文 建筑施工与建筑物检查员（）工作性质建筑施工与建筑物检查
38、员对建筑物、公路与街道、污水与供水系统、大坝、桥梁及其它结构物进行检查，以保证这些工程的施工、改造和修复遵循建筑规范和条例、当地规程及合同技术要求。在美国，建筑规范和标准是为了公众健康与安全对建筑施工进行调节的主要手段。尽管很多地方都有补充性的条例和规范对国家典范的规范进行修正或补充，但国家典范的规范是由国际条例委员会（ICC）公布的。为了监测遵循规程的情况，检查员要在施工的第一阶段完成初步的检查，并对整个施工工程进行跟踪，做进一步的检查。然而，永远不存在完全相同的检查。在某种恶劣气候或自然灾害如：地震或飓风更普遍的地区，检查员要检查是否遵循针对在灾害发生期间保护建筑物和居住者所设计的附加安全
39、规程。检查员有多种。建筑物检查员检查结构质量和建筑物的总体安全。某些检查员擅长于钢结构或钢筋混凝土结检查构这样的领域。施工开始前，规划检查员确定建筑物或其它结构物是否遵循建筑规范规程，以及是否适合建筑物场地的工程和环境要求。为了检查土层条件和基础的位置与深度，检查员要在基础浇注前亲临工地检查。随后，基础浇筑完成后，检查员要返回工地对基础进行检查。结构的大小和类型，以及结构的施工速度决定检查员除前述亲临工地检查之外，其它必须亲临工地检查的次数。一旦工程完工，检查员及进行最终的、综合的检查。除了结构特性外，建筑物检查员主要关心的是防火安全。他们检查建筑物的消防洒水装置、报警系统、烟雾控制系统、消防
40、出口等。检查员要对建筑类型、建筑物内的物质设备、消防保护设备的满足性和对相邻建筑造成的风险等做出评估。电气检查员检查电气系统和设备的安装，以保证电气系统和设备发挥正常功能，并遵循电器规范和标准。电气检查员要亲临工地检查新的和已有的声学及安全系统、配线、灯光、电机及发电设备。他们也检查供热和空调系统电线的安装、电器和其它部件。电梯检查员检查上升和输送装置，如：升降电梯、自动扶梯、可移动人行道、起重机与绞车、倾斜轨道、滑道提升机、以及娱乐设施。住宅检查员对新建或此前自有住宅、住宅单元、城镇住宅、工厂住宅、居民单元房（公寓）、以及有时对商业建筑进行检查。在住宅购买过程中，住宅检查已经成为标准做法。一
41、般地，预期的住宅购买者聘用住宅检查员检查住宅系统、组成单元和结构的条件，并写出检查报告。虽然住宅检查员寻求和报告违反建筑规范的事情，但他们没有权利强迫他人遵循规范。一般地，他们可能仅在住宅购买成交前受聘，或出现销售合同出现意外时受聘。除了检查结构质量外，住宅检查员也检查整个住宅系统和重要部分，包括：屋面及外观、房屋所在地、附带车库、基础、内部、排水管线、电器、供热及冷气系统等。某些住宅检查员为房屋所有者工作，这些房屋所有者需要他们对自己住宅的条件进行评估，或作为诊断住宅问题的一种方法。机械检查员检查商用厨房设备的机械部件的安装，供热及空调设备，燃气及燃油运输管道，及燃气和燃油设备。某些机械检查
42、员还擅长于锅炉或通风设备检查。管道检查员检查排水管道系统，包括：私有管道系统，供水及配水系统，管道固定设施及附属物，以及排水沟、垃圾及通风管线等。公共工程检查员保证联邦、州及地方政府的供水与排水系统、公路、街道、桥梁及大坝的建设服从于详细的技术要求。他们检查挖方与填方工作，混凝土模版的铺设，混凝土搅拌与浇注，沥青铺面及坡度缓和作业等。他们记录工程施工情况及使用的材料，以便计算合同进度付款。公共工程检查员可能擅长于公路、结构用钢、或沟渠，其它公共工程检查员则擅长于桥梁和大坝或港口的挖泥作业。施工中的房屋或建筑物业主聘用专门的检查员，以保证工程施工按照设计要求进行。专门的检查员代表业主利益，不代表
43、一般的公共利益。保险公司和财务机构也可以使用专门检查员的服务。与建筑工程、建筑物及拥有权限有关的细节，及其它文件一般储存在计算机中，因此这些资料很容易查找，保持精确，及时更新。例如，检查员可以使用笔记本电脑记录他们在现场检查中的发现。大多数检查员使用计算机帮助他们监测施工检查活动状况，并对发出的许可保持跟踪。某些情况下，还可在现场从他们的计算机获得所有施工与建筑规范，减少了对纸质契约的需要。然而，很多检查员继续使用纸质清单来详述他们的发现。虽然检查主要凭肉眼进行，但检查员可以使用皮尺、测量仪器、计量装置、以及如混凝土强度检测仪这样的仪器。他们坚持记工作日志，拍摄照片，并将报告归档。很多检查员也
44、在现场使用笔记本电脑或其它携便式电子设备，以便于保证书写报告的精确，也便于使用电子邮件和传真机传送工作结果。如果必要，他们将根据情况采取行动。如：在他们发现出现违反规范或条例，或存在不遵循合同技术要求或批准计划的行为时，政府检查员和施工检查员将通知施工合同商、管理人员、或监理人员。如果问题在合理的或其它特定的时间内没有得到纠正，政府检查员有权发出停工命令。很多检查员也对没有得到适当允许做出的施工或变更进行调查。受雇于市政当局的检查员执行与适当设计、施工及建筑物使用有关的法律。他们指导允许法律的违反者获得允许，并提交检查结果。工作条件施工与建筑物检查员通常独立工作。然而，几个检查员可能被分配到大
45、的、复杂的工程项目，特别是因为检查员趋向于擅长不同的施工方面，更是如此。虽然他们花费大量时间检查施工现场，但检查员也花费时间在现场办公室审查图纸，回信或回电话，编写报告，编排检查时间计划等。很多施工现场是脏乱的，可能堆放着杂乱的工具、材料或垃圾。检查员可能必须攀爬楼梯或多次在梯子之间行走，或在狭小的空间内缓慢爬行。尽管一般认为，检查员的工作不是危险的，但与其他施工人员一样，检查员要带安全帽，并在施工现场时坚持其它的安全要求。通常，检查员的工作时间是正常有序的。然而，在很多施工同时进行的时间段，他们可能需要加班。此外，如果施工现场发生事故，检查员必须立刻做出反应，或加班完成他们的事故报告。非政府
46、监察员特别是受聘自身的检查员可能有不同的工作计划，有时晚上工作，有时周末工作。第36单元课文 关于土木工程未来的讨论（）快速回顾土木工程的核心部分 我们社会的基本挑战是对土木工程人才需求的数量和重要性方面都正不断增加。我们的挑战包括：给不断增长的人口提供住房、应付正在衰退的城市基础设施、维持我们的环境、处理自然灾害和气候变化的影响、以及以安全有效的方式运送不断增多的所有货物。成功对付这些变化将需要新型技术和新型土木工程师。出现增长的领域 正出现的生物技术、材料、电子商务、先进的通信与信息技术等热点领域将对土木工程产生重要影响。虽然不太自然，但可以想象会看到：在不久的将来，基因工程的微观组织将用
47、于高强度建筑材料的制造中。生物技术处理将能清除排水管道中的污物。光子学、激光和纤维光学将取代金属电缆，计算机将普遍深入到整个建筑环境中。由新材料制造的墙膜将能储存和传递光和热。要求立刻注意的挑战和任务 在我们的领域中，研发（R&D）经费供应短缺，原因是经费正投入到生物技术、信息技术（IT）、先进通信等这样的领域中。我们的反应必须从比我们前进更快的领域做出，在一切可能的情况下，我们要使用那样的技术作为我们自己进步的跳板。其他与这样的革新结合在一起的老行业，已经真正繁荣。我们不应该为技术所胁迫或威胁。相反我们应该将它天衣无缝地结合到我们职业的所有方面，从而开辟出新的研究机会，这些研究能够在高于我们
48、传统的研究领域的水平上潜在地得到资助。由于正出现增长领域中，发展后面的驱动力来自于土木工程之外，因此我们应该积极寻求理解和最大限度使用来自于其他领域的技术进步，而这将对我们的学生提出新的课程，对我们的工程师和商人提出额外的思维定式。我们的职业必须吸收其最好、最辉煌的部分。为了达到此目的，我们的职业必须是充满希望的，具有创造潜能的，并提供对我们社会的幸福做出贡献的满足感，好像这一直就是我们的中心任务。核心领域增长的理由世界人口的增长 当前世界人口达到了60亿，而且预计在下一个10到15年将增长10亿。到本世纪末，世界人口将超过100亿。尽管土木工程师在为增长人口规划和建造必需的基础设施方面起中心
49、作用，但昨天的技术要满足明天的挑战将是不可能的。正衰退的基础设施 一个肯定的赌注是美国主要基础设施的退化将继续给我们提供持续不变的工作水平。老城市和大城市面临最严重的问题。基础设施的例子包括地下供水管，它们可能不仅机械破坏（破裂），而且有利细菌生长。环境保护署估计，美国在未来20年需要花费3000亿美元升级其供水系统，而且由于目前几乎没有做，因此在得到改善前，情况会变得更糟。输油管道的情况也是如此。还需要1万多亿美元来维修或升级桥梁和主要建筑物。垃圾管理 人们预计，人口和经济的增长将促进垃圾生产速度的增长。考虑到土地短缺和环境限制，垃圾管理工程将在可预见的未来出现。淡水供应短缺 资源耗尽的速度大于其再生的速度。在如像中国、印度和美国这样的主要国家中（就其食品的使用和生产而言），地表水位在下降，越来越多的河流在流到大海前已被抽干。2025年时，世界上将有30亿人口生活在淡水资源已下降到不能维持生计水平的地区。没有容易的办法来解决提供足够水资源的挑战，而且我们也不能将我们过去的做法外延到未来。自然灾害 使用土地的模式继续将更多的人和财产置于自然灾害的危险中。过去几十年已经见证了全球人口向着处在自然灾害边缘的土地上迁移。当损坏生命线基础设施的威胁与商业速度同时增长时，自然灾害造成的经济损失的
