《土木工程概论》课件-第7讲-公路铁路工程(2010升级版)

1、第7讲 公路铁路工程,1 公路与城市道路工程 2 铁路工程,第5章 交通土建工程,【教学要求】了解公路、铁路工程的基本体系和组成，了解高速公路、高速铁路、地铁和城市轻轨的相关知识。,【教学难点】公路、铁路的线型设计标准。,第5章 交通土建工程,【教学重点】公路、铁路的基本体系和组成，公路、铁路的线型设计标准。,1 公路与城市道路工程,公路：连接城镇、乡村和工矿基地之间主要供汽车行驶的道路；,第5章 交通土建工程,共83张 第1张,道路工程的概念：指通行各种车辆和行人的工程设施。,道路工程的分类：根据其所处的位置、交通性质、使用特点可分为：,城市道路：供城市各地区间交通用； 厂矿道路：为厂矿服务用； 农村道路：野外乡村地区间交通用。,1.1 道路的基本体系,高速公路：专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。,1 公路与城市道路工程, 公路的工程分类,一级公路：供汽车分向、分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路。,四级公路：主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。,二级公路：供汽车行驶的双车道公路。,三级公路：主要供汽车行驶的双车道公路。,高速公路,共83张 第2张,四级公路,

2、一级公路,二级公路,三级公路,公路的主要技术指标,1.1 道路的基本体系,共83张 第3张,行车道宽度3.53.75m,路缘带0.50.75m,分隔带 2m,硬路肩2.53.0m,防撞栏杆,一级公路,硬路肩宽度 1.50.75m,行车道宽度3.753.5m,无中间带,二级公路,行车道宽度3.53.25m,无中间带,土路肩宽度 0.75 0.5m,三级公路,1.1 公路的基本体系,共83张 第6张,四级公路,土路肩宽度 0.25双0.5m单,行车道宽度 3.0双3.5m单,1.1 公路的基本体系,共83张 第7张,北京珠海,同江三亚,两纵,上海成都,连云港霍尔果斯,两横,我国国道干线系统的代号：北京向外辐射的有12条，代号第一个字取“1”，如北京至昆明为108国道。,由北向南的有28条，代号第一个字取“2”，如山海关至广州为205国道。,由东向西的有30条，代号第一个字取“3”，如上海至拉萨为318国道,共82张 第8张, 快速路：采用分向、分车道、全立交和控制进出口，为城市大量、长距离的快速交通服务，联系城市各主要功能分区，为过境交通服务。, 城市道路的工程分类,1.1 道路的基本体系

3、,共83张 第9张,城市快速路,行车道宽度3.753.5m,路缘带0.75（0.5）m,辅道3.25（3.0）m,分隔带 2m,防撞墙, 主干路,是沟通城市功能分区间的交通大动脉，担负城市的主要客货运交通道路。有全高架的趋势。,1.1 道路的基本体系,共83张 第10张,城市主干路 的典型断面, 次干路,是沟通城市功能分区间的交通大动脉，担负城市的主要客货运交通道路。有全高架的趋势。, 支路：包括为次干路与住宅区道路和胡同（里巷）的连接线,解决局部交通，以服务功能为主。道路两侧一般建设商业性建筑。有时还把支路细分为主要支路和一般支路。,1.1 道路的基本体系,共83张 第11张,城市次干路的典型断面,路线：平面、纵断面、横断面； 路基：土基； 路面：面层、基层、垫层； 附属设施：排水设施、信号标志、防护设施、绿化照明。, 道路的组成内容,路线平面图 路基开挖 路面摊铺,纵向排水沟 信号标志,1.1 道路的基本体系,共83张 第12张,规划：各种交通综合功能协调，勘测并选定技术经济优化线路。, 道路工程的活动内容,1.1 道路的基本体系,共83张 第13张,设计：线路的平面、纵断面、横断

4、面三面综合设计，路基、路面、隧道、桥梁、排水等附属设施设计。,施工：路基土石方施工、路面机械化施工、各类附属设施施工。,养护：路面、路肩、路边、人行道、附属设施养护，排水和冰雪控制。,改建、大修：原有工程设施的改善、改建、扩建等。,勘测设计,施工,养护,改建大修,1.2 道路的组成,道路由于受到自然环境与地物地貌的限制，在平面上有转折，纵面上有起伏。它的中线是一条三维空间曲线，称为线路。,1 公路与城市道路工程,1.2.1 线形组成,概念：线路由直线段和曲线段组成。,天门山通天大道堪称“天下第一公路奇观” ，全长10.7km，落差达1100m,共83张 第14张,道路的线形是指道路中线在空间的几何形状和尺寸，可以用平面线形（道路中线的水平投影）、纵断面线形（沿道路中线竖直剖切的曲面展成的竖向平面线形）来表示。,1.2 道路的组成,平面线形,纵断面线形,共83张 第15张, 平面线形, 直线段不宜过长。 否则引起驾驶员麻痹、疲劳。 圆曲线段半径 R 不宜过小否则引起汽车向外滑移或倾覆。 缓和曲线长度也不能过小，应使汽车行驶所受离心力平稳过渡。,1.2 道路的组成,直线,缓和曲线,圆曲线,

5、共83张 第16张,公路中线在平面上的投影。由直线、圆曲线、缓和曲线三部分组成。,线形的技术要求：,榆靖高速的 缓和曲线和圆曲线,昌泰高速的 缓和曲线和圆曲线,1.2 道路的组成,圆曲线,缓和曲线,缓和曲线,圆曲线,共83张 第17张, 纵断面线形,纵断面线形设计主要解决道路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸，具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计。同样，线路纵向坡度和曲率也要符合公路规范的要求。,1.2 道路的组成,要对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计。,共83张 第18张,公路中线沿垂直剖切的曲面展成的竖向平面线形，由直线（坡度线上坡、下坡）和竖曲线（有凸形和凹形）组成。,安楚高速的 凹形竖曲线,宁夏叶中高速的 凸形竖曲线,1.2 道路的组成,凸形竖曲线,凹形竖曲线,上坡直线,下坡直线,共83张 第19张, 道路交叉口,道路与道路、道路与铁路的相交处称为交叉口。可分为平面交叉口和立体交叉口。,1.2 道路的组成,平面交叉口有：简单交叉口、拓宽路面式交叉口、环行交叉口 等。,简单交叉口,共83张 第20张,简单交叉口 高峰期乱象丛生,环行交叉

6、口,1.2 道路的组成,共83张 第21张,立体交叉口可分为分离式和互通式。,1.2 道路的组成,长沙芙蓉广场立交桥 分离式三层立交桥,石家庄裕华路与体育大街 分离式三层立交桥,分离式立交桥是一种简单的立交桥，在相交道路间未特设匝道，它只保证直行方向的交通互不干扰，转弯车辆（左转弯）则允许其在交叉口处平面交叉。,共83张 第22张,互通式交叉口 （为清晰起见，只绘出部分）,北京四元立交桥,北京安慧立交桥 南宁市立交桥夜景,1.2 道路的组成,共83张 第23张,1.2.2 道路结构组成, 路基的三项技术要求： 足够的承载力和刚度。即不应发生过大的沉陷。 足够的整体稳定性，即不致产生路基的整体滑坍。 足够的水温稳定性，即在地面水、地下水或冰冻时不致显著地降低承载力。,级配碎石基层施工,底基层施工,1.2 道路的组成, 概念：路面下的基础部分。, 路基,共83张 第24张, 路基的三种形式,路基横断面的典型形式有路堤、路堑 和半挖半填路基三种类型。,1.2 道路的组成,路堤,路堤,共83张 第25张,路堤：是指高于原地面的填方路基。,路堑：是指低于原地面的挖方路基。,路堑修坡 路堑施工,路

7、堑与边坡,1.2 道路的组成,共83张 第26张,半填半挖路基：是指在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的的路基。,路基设计的主要指标, 路基的几何特征：高、宽、边坡； 路基的填挖高度； 路基的总宽度=行车道 总宽+0.51.0m； 边坡坡度的要求； 要十分重视路基排水。,1.2 道路的组成,路堤,路堤,路堑,路堑,共83张 第27张, 路 面, 分类 A 按路面的工作特征：,1.2 道路的组成,共83张 第28张, 概念：用筑路材料铺在路基顶面，供车辆在其表面行驶的一层或多层的道路结构层。, 刚性路面：如砼路面。, 半刚性路面：如石灰或水泥稳定土或石灰炉渣等建成的路面。, 柔性路面：如沥青砼路面、沥青贯入式碎（砾）石路面、泥（水泥）结碎石路面等。,柔性路面,刚性路面,B 按路面的质量级别：高级、次高级、中级、低级。,1.2 道路的组成,共83张 第29张,高级路面主要有水泥砼路面与沥青砼路面，主要用于高速和一级公路、城市快速路和主干路。,次高级路面主要有沥青贯入碎(砾)石、冷拌沥青碎(砾)石、沥青表面处置路面。适用于二、三级公路；城市次干路、支路。,中级路面主要有水结碎石、泥结碎石

8、、级配碎(砾)石路面。仅适用于三、四级公路,高级路面-沥青砼路面,次高级路面 -沥青贯入碎石路面, 路面结构层次,E、垫层：在路基排水不良或有冻涨翻浆的路段设置。,低、中级路面,高级路面,1.2 道路的组成,共83张 第30张,B、联结层：加强面层与基层的联结，提高面层的抗疲劳能力。,A、面层：要保证结构强度、刚度、不透水性、温度稳定性、平整度、粗糙度和耐磨性。,C、基层：碎（砾）石、灰土或工业废渣修筑。,D、底基层：重要道路和高速公路多采用。, 路面的横断面构造,高速公路和一级公路的横断面,二、三级公路 的横断面,1.2 道路的组成,为保证路面排水，路面要做成一定坡度。,共83张 第31张, 桥涵工程 包括桥梁和涵洞，是道路跨越河流、沟谷和其它障碍物时使用的构筑物。, 沿线工程和管理设施,桥梁详见第6章。,涵洞是横贯埋设在路堤中，供排泄洪水、灌溉或交通使用的渠道或管道。,多跨桥梁总长小于8m，单孔跨度小于5m的也称涵洞。,盖板涵 圆管涵,1.2 道路的组成,共83张 第32张, 隧道工程：详见本章第3节。, 防护工程： 陡峻山坡的边坡失稳，或沿河一侧路基边坡受水流冲刷，会威胁路基的稳

9、定，为加固边坡所修建的人工构筑物如挡土墙等称为防护工程。,川藏公路的锚索加固边坡,浆砌片石骨架边坡,石笼网护坡,1.2 道路的组成,共83张 第33张,为确保路基稳定，道路应修建排水设施。 按排水方向的不同可分为纵向和横向排水系统； 地面排水是排除危害路基的雨水、积水及外来水，主要有截水沟、涵洞等，地下排水用于降低地下水位及排除地下水，常见的有盲沟。,软式透水管 塑料盲沟排水网, 排水系统,边沟-纵向排水系统,1.2 道路的组成,共83张 第34张, 其它设施 包括跨线桥、人行天桥、地下通道、防撞护栏、防护网、反光标志等交通安全设施以及路面标志、指示标志和警告标志等。,厦门华荣路跨线桥,安徽首座自动扶梯人行天桥,1.2 道路的组成,共83张 第35张,国内首座X形钢结构吊索人行天桥,1.2 道路的组成,共83张 第36张,该人行天桥座落在上海城区的河南南路与复兴东路交会的十字路口，它将路口的4个方向连接起来，中间的椭圆形桥面通过钢索悬挂于X形钢架上，桥上拱形钢结构设计美观大气，桥下车道上没有设置任何支撑物，为驾车者和行人提供了较宽阔的视野 。,1.3 高速公路,1 公路与城市道路工程,共83张 第37张,定义：具有四条以上车道，路中央设有中央隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。,定义：具有四条以上车道，路中央设有中央隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。, 1988年上海至嘉定高速公路建成通车； 1998年年均通车里程超过4000km； 到2010年底，中国高速公路通车里程已超过7.4万km，居世界第2位。,沪宁高速,普通公路与高速公路的转弯线形的比较,1.3 高速公路,共83张 第38张,1.3.1 高速公路的特点,1.3 高速公路,宁常高速,常张高

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