道路铁路 桥梁工程

1、第四章 道路、铁路和桥梁工程 第一节 概 述 一、21世纪我国交通运输发展趋势、发展目标 和任务 v改革开放以来，我国加快了交通基础设施建 设，交通运输成为经济建设的战略重点。尤 其是20世纪90年代以来，我国采取了一系列 重大举措，如增加了投资力度，促进了交通 运输快速发展，初步解决了煤炭等大宗散货 运输的紧张矛盾。目前，我国交通运输发展 正从“限制型”向“适应型”转变。 我国交通运输发展目标： 到21世纪中叶，建立一个可持续性的，以高速化和智能化为目标的新型 综合交通运输体系，并成为世界交通强国和运输大国；交通科学技术达到 世界先进国家水平，交通运输技术装备、运输组织与运输管理，进入世界 先进水平行列；铁路(含高速铁路)成为世界上最发达的系统；公路及其运 输系统在世界上名列前茅；航空运输成为世界上最大的市场之一；水运成 为世界航运强国。 为实现上述目标，我国交通运输发展任务包括以下三个方面。 1.继续加强交通基础设施建设，建立现代化交通运输体系。 2.不断提高运输速度，大力发展高速交通。 3.依靠科技进步，促进交通运输可持续发展。 二、现代化的交通运输 (一)交通运输系统现代化 v

2、交通运输系统所需要适应的需求是多方位的，基本可以反 映为如下三方面的需求。 v1.适应经济发展的需求：建设国际经济中心城市；带动区 域经济的发展；创造良好的投资环境；促进产业结构的调 整等。 v2.适应社会发展的需求：建设支持城市群体可持续发展的 交通运输系统，支持城市结构及布局的调整；为市民提供 高水平的交通运输服务；迎接WTO的挑战等。 v3.适应生态环境持续发展的需求：建立生态条件良好的交 通空间；降低交通环境污染程度；减少交通运输系统建设 及运行对自然界资源的消耗等。 （二）交通运输方式 1.综合运输系统 综合运输体系的关键在于五种运输方式之间的联合贯通与协作配 合。它要求各种运输方式在建设上要统筹规划，协调发展，合理布局 ；在组织管理上要扩大网络，资源整合，动作协同。综合运输体系由 硬件设施与软件服务相结合的三个子系统组成：一是具有一定技术装 备的综合运输网及其结合部系统；二是综合运输生产与装备系统；三 是充分体现市场经济规律的综合运输组织管理和协调系统。 2.铁路运输 v 铁路与公路、水运、航空、管道等运输方式组成国家交通运输网。 铁路运输与其他运输方式相比较，具有运量大、

3、运送速度快、不受气 候条件的影响、运输准时、使用方便等特点。铁路与其他陆上运输方 式比较，还具有占地少、能耗低、事故少、污染少等优势。所以，铁 路在国民经济中承担着大部分的客货运输任务，是我国交通运输网的 骨干之一。 3.道路运输 v道路运输是一种机动灵活、简捷方便的运输方式，在中短途货物的运 输中，要比铁路、航空运输具有更大的优越性。道路运输已渗入到经 济建设和社会生活的各个方面，在国民经济中占有越来越重要的地位 。高速公路的建设和使用，为汽车快速、高效、安全、舒适地运行提 供了良好的条件，标志着我国的道路运输事业和科学技术水平进入了 一个崭新的时代。 4.航空运输 v 航空运输是指采用商业飞机运输货物的商业活动，是目前国际上一 种安全迅速的运输方式。它具有以下特点：具有较高的运输速度；航 空运输最适合于鲜活易腐商品和季节性强的商品运送；安全准确；可 节省包装、保险、利息等费用。 5.航道运输 v（1）内河运输 内河运输是水上运输的一个重要组成部分，同时，也 是连接内陆腹地和沿海地区的纽带。它具有运量大、投资少、成本低 、耗能少的特点，对一个国家的国民经济和工业布局起着重要的作用 。

4、世界各国都很重视本国内河运输系统的建设。 v（2）海洋运输 海洋运输是历史悠久的国际贸易运输方式。由于国际 贸易是进行世界范围的商品交换，地理条件决定了海上运输的重要作 用。目前国际贸易总运量中2/3以上的货物是利用海上运输完成的， 从而使海上运输成为国际贸易中最重要的运输方式。海洋运输具有以 下特点：运输量大；通过能力强；运费低廉；速度较低；风险较大。 6.管道运输 v管道运输是随着石油的生产而产生和发展的。它是运输通道和运输工 具合二为一的一种专门运输方式。现代管道不仅可以输送原油，各种 石油成品、化学品、天然气等液体和气体物品，而且可以运送矿砂、 碎煤浆等。 第二节 道路工程 v现代交通运输体系由道路、铁路、水运、航空和管道五种运输方式组成 ，它们共同承担客、货的集散与交流，在技术与经济上又各具特点。道 路运输从广义来说，是指货物和旅客借助一定的运输工具，沿道路某个 方向，做有目的的移动过程；从狭义来说，道路运输则是指汽车在道路 上有目的的移动过程。道路运输是交通运输的重要组成部分。 v道路是供各种车辆和行人通行的工程设施。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

5、之间及内部的联络通道。道路的修建 促进了人类的进步，而人类的进步又促进了道路的建设。现代道路的修 建始于18世纪的英国和法国，当时对道路已有排水良好、路基密实等要 求。汽车的出现使得路面荷载要求不断增长，对道路又提出了更高的要 求。 v道路工程则是以道路为对象而进行的规划、设计、施工、养护与管理工 作的全过程及其工程实体的总称。 v一、道路的分类和组成 v 1.道路的分类 v 道路根据其所处的位置、交通性质、使用特点等可分为公路、城市道路、 专用道路及乡村道路等。 v（1）公路 公路是指连接城市与乡村的、主要供汽车行驶的具备一定技术条 件和设施的道路。公路按其重要程度和使用性质可划分为：国家干线公路(简 称国道)、省级干线公路(简称省道)、县级公路(简称县道)和乡级公路(简称乡 道)。 v（2）城市道路 城市道路是指在城市范围内，供车辆及行人通行的，具备一 定技术条件和设施的道路。城市道路是城市组织生产、安排生活、搞活经济 、物质流通所必须的交通设施。 v （3）专用道路 专用道路是指由工矿、农林等部门投资修建，主要供该部 门使用的道路。包括厂矿道路、林区道路等。 v （4）乡村道路

6、乡村道路是指建在乡村、农场、主要供行人及各种农业运 输工具通行的道路。 v 各类道路由于其位置、交通性质及功能均不相同，在设计时其依据、标准 及具体要求也不相同。 v 2.道路的组成 v道路是一种线形工程结构物，它包括线形组成和结构组成两部分。 v（1）线形组成 道路的中线是一条三维空间曲线，称路线。线形就是指 道路中线在空间的几何形状和尺寸。道路中线在水平面上的投影称为路 线平面。反映路线在平面上的形状、位置及尺寸的图形称为路线平面图 。用一曲线沿道路中线竖直剖切展成的平面称为路线纵断面。空间线形 通常是用线形组合、透视图法、模型法来进行研究的。（2）结构组成 v1）路基 路基是道路结构体的基础，是由土、石材料按照一定尺寸、结 构要求所构成的带状土工结构物。路基必须稳定坚实。道路路基的结构 、尺寸用横断面表示。 v 2）路面 路面是在路基表面的行车部分，是用各种筑路材料分层铺筑 的结构物，以供车辆在其上以一定的速度，安全、舒适地行驶。路面使 行车部分加固，使之具有一定的速度、平整度和粗糙度。 v 3）桥涵 道路在跨越河流、沟谷和其他障碍物时所使用的结构物称为 桥涵。桥涵是道路的横向排

7、水系统之一。 v v 4）排水系统 v 可分为纵向排水系统和横向排水系统；按排水位置又分为地面排水 和地下排水设施两部分。地面排水设施用以排除危害路基的雨水、积水 及外来水；地下排水设施主要用于降低地下水位及排除地下水。 5）隧道 v6）防护工程 v7）特殊构造物 v8）沿线设施 v二、公路 v公路是设置在大地表面供各种车辆行驶的一种带状构筑物。 v（一）公路的功能 v公路主要承担中、短途运输任务；补充和衔接其他运输方式，担任大运 量运输的集散运输任务；在特殊条件下，也可独立担负长途运输任务， 特别是随着高速公路的发展，中、长途运输的任务将逐步增大。 v（二）公路分级与技术标准 v1.公路分级 v我国JTG B01-2003公路工程技术标准将公路划分为两类五级，即汽 车专用公路和一般公路两大类及高速公路、一级公路、二级公路、三级 公路和四级公路五个等级。 v（1）汽车专用公路 汽车专用公路是指实行汽车与非机动车、其他机 动车以及行人分离的，专供汽车行驶的道路。分为高速公路、一级公路 和二级公路，使用寿命为15-20年。 （2）一般公路 一般公路是指供汽车及其他车辆、行人等混合交通使用

8、的公路，包括部分二级公路、三级公路和四级公路，使用寿命在15年以 下。 v2.公路技术标准 v 一般有“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。 v“几何标准”，或称“线形标准”，主要是确定路线线形几何尺寸的技术标准 。“载重标准”是用于道路的结构设计，它的主要依据是汽车的载重标准 等级。“净空标准”，是根据不同汽车的外轮廓尺寸和轴距来确定道路的 尺寸。 v(三) 公路建设 v1.公路的路基建设 路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑 成带状土工结构物， v公路路基的横断面组成有：路堤、路堑和填挖部分，如图4-1所示。 v其中路堤有一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等； v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 、台口式和半山洞式； v填挖部分路基是路堤和路堑的结合形式。 v路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。路基高度由路线纵断面设计 确定；路基宽度则根据设计交通量和公路等级确定；路基边坡则会影响 路基的整体稳定性，必须正确设计。 v 图4-1 公路路基横断面形式 (a)路堤；(b)路堑 2.公路的路面建设

9、 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。路面结构如图4-2所示。 图4-2 路面结构图 (a) 低、中级路面；(b)高级路面 （四）高速公路 v 高速公路是20世纪30年代在西方发达国 家开始出现的、专门为汽车交通服务的基础 设施。高速公路在运输能力、速度和安全性 方面具有突出优势，对实现国土均衡开发、 建立统一的市场经济体系、提高现代物流效 率和公众生活质量等具有重要作用。目前全 世界已有80多个国家和地区拥有高速公路。 高速公路不仅是交通现代化的重要标志，也 是国家现代化的重要标志。 v1.高速公路的功能 v高速公路除具有普通公路的功能外，还具有 其自身的特殊功能。 v （1）交通限制、汽车专用 v （2）分隔行驶 v （3）沿线封闭、控制出入 v （4）高标准线形 v （5）设施完善 v2.高速公路的特点 v （1）车速高 高速公路由于速度提高，使行驶时间缩短，从而带来 巨大的社会效益和经济效益，对经济、军事、政治都有十分重要的意义 。 v （2）通行能力大 高速公路路面宽、车道多，可容车流量大，通行 能力大，根本上解决了交通拥挤与阻塞问题。高速公路的通行能力比一 般公路高出几倍乃至几十倍。 v（3）行车安全 行车安全是反映交通质量的根本标志。因为高速公路 有严格的管理系统，全程采用先进的自动化交通监控手段和完善的交通 设施，全封闭、全立交、无横向干扰，因此交通事故大幅度下降。 v（4）降低运输成本 高速公路完善的道路设施条件使主要行车消耗 燃油与轮胎消耗、车辆磨损、货损及事故赔偿损失降低，从而使运输 成本大幅度降低。 v（5）带动了沿线发展 高速公路的高能、高效、快速通达的多功能作 用，使生产与流通、生产与交换周期缩短，速度加快，促进了商品经济 的繁荣发展。在高速公路沿线，形成高速公路的“产业信息带”。 v3.高速公路沿线设施 v高速公路沿线设施包括安全设施、服务设施、高速公路交通控制与管理 设施以及高速公路的绿化等 v 安全设施一般包括标志(如警告、限制、指示标志等)、标线(用文字或 图形来指示行车的安全设施)、护栏(有刚性护栏、半刚性护栏、柔性护 栏等)

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