道路工程概论讲义

1、道路工程概论储诚富资源与环境工程学院 参考书:l道路工程 徐家钰、程家驹编著 同济大学出版社 2004l道路工程设计导论 张雪华 肖鹏 主编 中国建筑工 业出版社 2000l道路工程 梁富权主编 人民交通出版社 1996l公路设计概论 胡江碧主编 人民交通出版社 1997内容总揽第一章总论 国内外道路发展状况 道路基本组成及作用 道路等级划分 第二章道路平面设计 选线与定线 道路平面线形 行车视距 第三章道路纵断面设计 纵坡设计 竖曲线设计 第四章道路横断面设计 道路横断面组成 横断面设计 路基土石方数量计算 第五章道路交叉设计 平面交叉设计 立体交叉设计 第六章路基工程 1概述路基设计 路基的稳定 路基施工 路基排水 第七章路面工程概述 沥青路面 水泥混凝土路面 路面施工 路面排水 第八章道路绿化与环境道路绿化与环境 道路与环境 道路环境影响评价 第九章高速公路简介基本概念 高速公路技术标准 高速公路管理与监控系统线形 设计结构 设计第一章 总论1.1道路运输特点和国内外道路发展状况交通运输体系:铁路、道路、水运、航空和管道 l道路运输特点 l 适应性强； l 机动性好； l 速度快

2、； l 投资少； l 费用高。 l我国道路概况 现状：数量少、等级低、质量差 任务：兴建高等级公路、改造旧路、增设新线 目标：交通部“七五”规划中公路主骨架：实现“五纵七横”、村村 乡乡通2004年国家高速公路网规划：“7918网“近现代土木工程(一)国际金融中心大厦，中国台北。 台北101大楼高508米（含天线 )帝国大厦，美国纽约 近现代土木工程(二)金茂大厦，420.5米，位于中国上海。 西尔斯大楼，443米，位于美国芝加哥。 近现代土木工程(三)世界第一悬索桥 日本明石海峡大桥 世界第一斜拉桥 日本多多罗大桥 近现代土木工程(四)世界第一电视塔 加拿大多伦多电视塔 世界第一高坝 瑞士大迪克桑斯坝 项项目 布局路线线名称里程 （km）五纵纵1. 同江三亚亚（含长长春珲珲春支线线） 2. 北京福州（含天津塘沽支线线及泰安淮 阴连连接线线) 3. 北京珠海 4. 二连连浩特河口 5. 重庆庆湛江5200 25002400 3600 1400七横1. 绥绥芬河满满洲里 2. 丹东东拉萨萨（含天津唐山支线线） 3. 青岛岛银银川 4. 连连云港霍尔果斯 5. 上海成都（含万县县南充成都支

3、线线） 6. 上海瑞丽丽（含宁波杭州南京支线线) 7. 衡阳昆明（含南宁友谊谊关支线线）1300 4600 1600 4400 2500 4000 2000“五纵七横”国道主干线系统l国外概况 交通运输比例大、路线长、等级高、道路网密度大l道路测设新技术 l计算机应用于道路工程设计； l地质勘察； l航测； lGPS作控制测量。1.2道路的基本组成及作用道路的分类：公路、城市道路、厂矿道路、林区道路、 乡村道路 l公路的组成及作用 线形组成：平、纵、横 公路 结构组成：路基、路面、桥涵、排水系统、隧 道、防护工程、特殊构造物、交通服务设施 l城市道路的组成及作用 机动车道和非机动车道、人行道、交叉 口、步行广场、停车场、公共汽车站、交通安全 城市道路排水系统、沿街设施、地下各种管线、绿化带、地下铁 道、高架桥1.3道路的等级划分l公路公路工程技术标准（JTG B012003） 等级标准车型设计年限交通量（ 辆） 高速小客车20年25，000 一级小客车20年（15） 15，000 55，000 二级小客车15年5，00015 ，000 三级小客车15年2，0006 ，000 四级小客车

4、实际情况2，000（ 双） 400（单）高速一级全部控制出入、 专供汽车分向、 分车道行驶的干 线公路部分控制出 入干线公路集散公 路、地 方公路l城市道路城市道路规范（CJJ3790） 年限快速路主干路次干 路支路 2020151015第二章 道路平面设计空间带状结构物:平、纵、横三方面设计 2.1选线与定线 l原则： l近远期结合； l工程量小、造价低、效益好； l支援农业； l通过地质、水文好的地带； l环境保护； l利用地形，平、纵、横面结合； l各种地形条件下的选线 l平原微丘区选线： l优缺点 l注意方面l山岭重丘区l特点l分类：沿河线、越岭线、山脊线l各种布线的关键l定线l纸上定线l实地定线l航测定线2.2道路平面线形一、汽车行驶轨迹特征 l轨迹线是连续的 l轨迹线的曲率是连续的 l轨迹线曲率的变化率是连续的 对应道路的平面线形“三要素”直线、圆曲线和缓和曲线 二、直线、圆曲线和缓和曲线 l直线 l特点 l最长、最短限制 表2-1l圆曲线 l特点 l半径计算 l半径限制：极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径圆曲线最大半径圆曲线的特点l曲率半径为常数l适应地形变化,

5、适应范围广l较大半径的长圆曲线线形美观、顺适、 行车舒适l占用的路宽l圆曲线半径较小时，视距难以保证直线的特点l距离最短l线形简单、容易测设l行车安全和线形美观不好l难与地形和周围环境协调横向力系数u和超高横坡度i影响的因素横向力系数u影响的因素l行车安全:ufl增加燃料消耗和轮胎磨损l乘客舒适超高横坡度i影响的因素公路等级、行车速度等因素有关3. 缓和曲线l特征l作用l两类平曲线的计算公式 圆曲线： 带缓和曲线的平曲线（回旋线）：缓和曲线特征l曲率渐变,符合汽车的行车轨迹l路线线形顺适美观l与周围地形、地物和周围环境相协调l计算与测设比较复杂缓和曲线的作用l曲率逐渐变化，适应汽车转向的行驶轨 迹l使汽车在不同的曲线过渡过程中，离心 加速度逐渐变化l可以作为超高和加宽变化的过渡段l与圆曲线配合得当，增加线形美观例题某平原区有一弯道,圆曲线半径取250m，交点的里程桩号 K13+520.56，偏角为3230，试计 算该曲线设 置缓和曲 线后的五个主点里程桩号。（L=75m） 三、超高与加宽宽超高l定义义：为为了减小离心力，将路面外侧侧高内侧侧低的单单向横坡的形 式l作用：减小离心力，增加

6、汽车车在行驶驶曲线线上的稳稳定性和舒适性l超高的横向和纵纵向过过渡：加宽宽l定义义：为为适应应汽车车在平曲线线上行驶时驶时 ，后轮轨轮轨 迹偏向曲线线内侧侧 的需要，在平曲线线内侧侧相应应增加的路面、路基宽宽度称为为曲线线加 宽宽l加宽宽的过过渡方式：直线过线过 渡、高次抛物线过线过 渡、回旋线过线过 渡、 改进进直线过线过 渡 四、线型组合形式l基本型 回旋线圆曲线回旋线lS型 圆1回旋1（反向）回旋2圆2l卵型 圆1回旋圆2l凸型 回旋1（以R衔接）回旋2l复合型 回旋1回旋2圆lC型 回旋1（以R=0接）回旋2五、路线平面图 地形、地物 公路路线中心线及里程桩号、断链、 水准点 大中桥、隧道、沿线设施 沿线省、市、自治区、县分界线 路中心线 近、远期规划红线、车行道线、停车场 绿化带、交通岛、人行横道线 城市道路 沿街建筑物出入口、地上地下管线 雨水井、窨井 交叉口及沿线里程桩 弯道及曲线要素 交叉口侧面的转弯半径2.3行车视距l定义：是指从车道中心线上1.2 m的高度，能看到该车道中心线 上0.1m的物体顶点的距离，是指该车道中心线量得的距离 l分类 l停车视距=反应时间距离+

7、制动距离+安全距离 l会车视距2停车视距 l超车视距=加速行驶距离+在对向车道行驶距离+安全距 离+整个过程中对向车行驶距离 l视距保证 l弯道上的视距横向净距的计算（清除障碍） l城市道路交叉口的视距视距三角形法第三章 道路纵断面设计主要内容:纵坡设计和竖曲线设计3.1纵坡设计一、最大纵坡:道路纵坡设计的极限值确定最大纵坡应考虑的因素汽车的动力特性行车安全、经济公路等级自然条件的影响桥涵、隧道路线最大纵坡（衔接）纵坡折减（高原地区）二、最小纵坡为了保证路基的纵向排水，要求设置 不小于0.3 %的纵坡，不满足时，应考虑 边沟的纵向排水设计 三、合成坡度指设有超高的平曲线上，路线的纵坡 和弯道超高所组成的坡度。相应的技术 标准对合成坡度的大小有所规定，主要 是为了防止汽车在合成坡度方向上发生 倾斜和滑移。四、坡长限制 1. 最大坡长限制：主要从行车安全的角度上，标准对最大坡长进行了限 制，见表3-4表3-6 2 .最小坡长限制：从乘客舒适的角度上，限制最小坡长，可以避免边坡 点过多，车辆行驶颠坡，标准对最小坡长进行了限制 ，见表3-7和表3-8 3.组合坡长指当连续坡陡是由几个不同坡度值

8、的坡段组合而成时 ，相邻坡段长度应按不同坡度限制折算确定。五、纵坡设计原则 l纵坡设计必须符合技术标准的有关规定 l为保证车辆以一定速度安全顺利行驶，纵坡应有一定 的平顺性，起伏不宜过大和频繁。 l为保证路基稳定，应尽量减少深路堑和高路堤。力争 填挖平衡 l在非机动车辆较多的路段，应根据具体条件，将纵坡 适当设缓 l确定城市道路纵坡设计线，必须满足城市地下管线最 小覆土厚度的要求 l从汽车行驶和安全出发，应控制平均纵坡 l应对沿线地形、地下管线、地质、水文、气候和排水 等因素综合考虑，确保路基的稳定性和强度 l公路应充分考虑通道、农田水利等方面的要求；城市 道路应考虑管线综合的要求3.2竖曲线设计一、定义：连接两条相邻坡度线的曲线 二、分类：凸曲线、凹曲线 三、作用 1.起缓冲作用，以平缓的曲线取代折线可消除汽车 在该处的颠坡，增大乘客的舒适感 2.确保公路纵向的路面视距l竖曲线要素计算竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T 竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T 某桩号在凸（凹）曲线上的设计标高=该桩号在切线上的设计高-（+）yl竖曲线限制：半径、曲线长 l平纵面线型组合 l线型组合原则 诱导视线、

9、平纵指标均衡、合成坡度适当 l平纵组合线形 平面要素纵断面要素优缺点A 直线直线B 直线凹形曲线C 直线凸形曲线D 曲线直线E 曲线凹形曲线F 曲线凸形曲线l平纵线形搭配图示组合不当ZYYZ组合得当HYYHZHHZ 请看纵断面图第四章 道路横断面设计4.1道路横断面的组成l公路横断面的组成路 基路肩行 车 道中 间 带车道车道硬路肩土路肩中央 分隔 带路 缘 带路 缘 带高速公路、一级公路路基标准横断面路 基路肩行 车 道路 肩车 道车 道加固 部分土 路 肩二、三级公路路基标准横断面路 基路肩路肩行车道土 路 肩加固 部分四级公路路基标准横断面l城市道路横断面的组成l组成： 机动车道、非机动车道、人行道、 绿带、排水设施、各种管线工程等。l基本形式（注意比较优缺点）单幅路三幅路双幅路四幅路l行车道宽度=机动车道宽度+非机动车道宽度l路肩、分车带与人行道 路肩：硬路肩、土路肩 分车带：分隔带、两侧路缘带 缘石 人行道4.2横断面设计l设计要求l设计方法（见流程图）点绘各横断面的横向地面线确定路基宽度、边坡坡度、 边沟尺寸拟定超高和加宽值完成路基设计表绘出横断面设计线清除视距障碍及设置视距台4.3路基土石方数量l横断面面积计算l积距法(图1） A=h1*l+h2*l+hn*ll几何图形法（图2） A=Ai(Ai为几何图形面积）l混合法l路基土石方数量计计算h1h2hihn图1l图2Ai填写路基土石方调配表l土石方调配 l调配计算的几个问题 免费运距L免、平均运距、 经济运距L经=B/T+L免、 运量W=Qn其中n=（L+L免）/N、 计价土石方数量V计=V挖+V借。 l土石方调配的一般要求 l土石方调配的方法 注：复核 横向调运+纵向调运+借方=填方 横向调运+纵向调运+弃方=挖方 挖方+借方=填方+弃方 计价土石方数量=挖方数量+借方数量第五章 道路交叉设计 5 .1平面交叉设计平面交

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