道路工程讲稿.docx

道路工程第一讲第一章总论第一节道路运输的特点和国内外道路发展概况、道路运输的特点1、适应性强2、机动性好3、速度快捷4、投资较少5、运输费用较高第二节道路工程的主要组成及基本作用一、公路的主要组成部分公路是线形结构物，他包括线形和结构两个组成部分1、线形组成公路线形是指公路中线的空间几何形状和尺寸这一空间线形投影到平、纵、横三个方面而分别绘制成反映其形状、位置和尺寸的图形，就是公路的平面图、纵断面图和横断面图平面线形由直线、圆曲线和缓和曲线等基本线形要素组成2．结构组成公路结构是承受荷载和自然因素的结构物，它包括路基、路面、桥涵、隧道排水系统、防护工程、特殊构造物及交通服务设施等二、城市道路的组成通常组成如下1、机动车道和非机动车道2、人行道（包括地下人行道及人行天桥）3、交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站4、交通安全设施人行地道、人行天桥、照明设备、护栏、标志、标线等5、排水系统街沟、雨水口、窖井及雨水管等6、沿街设施照明灯柱、电杆、邮筒及给水栓等7、地下各种管线电缆、煤气管及给排水管道等8、绿化带9、大城市还有地下铁道、高架桥等道路工程的主体是路线、路基和路面三大部分第三节道路的分级与技术标准一、公路的分级与技术标准汽车专用路分为高速公路一级公路二级公路一般公路分为二级公路三级公路四级公路公路技术标准概念：公路技术标准是法定的技术准则，它是指公路线形和构造物的设计、施工在技术性能、几何尺寸、结构组成方面的具体规定和要求。

二、城市道路的分类与分级按照设计规范城市道路系统的地位、交通功能和对沿线建筑物的服务功能分为四类1、快速路2、主干路3、次干路4、支路第二章道路平面设计第一节概述在进行道路路线设计时明确路线上的控制点是非常重要的首先是交通线上的控制点如路线起、讫点等，这些控制点确定了路线的总方向，其次是自然条件上的控制点，如越岭线的垭口、跨越大河的桥位、工程量集中地点、需要绕避的滑坡、泥石流、软土、泥沼等严重地质不良地段，还有一些为设施提供的控制点和控制高程下面简述道路选线工作及桥头接线设计的要点一、平原区选线平原区选线，地形对路线的制约不大，平纵横较易达到较高的技术标准，因此平面线形尽可能采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，注意的是不应为避免长直线而随意转弯二、丘陵区选线丘陵区布线，要因地制宜掌握好线形技术指标，通常是微丘地形按平原区掌握，重丘区按山岭区处理一般应注意以下几点：1、路线应充分随地形的变化而设，在注意路线平、纵面线位选择的同时，应注意横向填挖的平衡横坡较缓地段，可采用半填半挖或填多于挖的路基；横坡较陡的地段，可采用全挖或挖多于填的路基同时还应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。

2、平、纵、横三个方面应综合考虑，不应该只顾纵坡的平缓，而使平面弯曲，过分降低平面标准；也不应只顾平面直捷、纵坡平缓，而造成高填深挖，工程量较大；或者只顾工程经济、过分迁就地形，而使平纵面过多地采用极限或接近极限指标3、冲沟比较发育的地段，高等级道路可采用高路堤、高架桥或隧道等直穿方案，一般等级较低的道路可多采用绕越方案三、山岭区选线山岭区按路线通过的部位和地形特征，一般可分为以下几种线形：1、沿溪线沿溪线的布设主要应处理好河岸的选择、线位高低和跨河换岸地点及三者间的关系2、越岭线越岭线是以纵断面为主导，布线时应主要处理好垭口选择、过岭标高和垭口两侧路线展线方案三者间的关系3、山脊线山脊线的步设主要应处理好控制垭口、侧坡以及控制垭口间的平均坡度三者之间的关系四、桥遂与道路线形的配合1、桥头路线的布设道路跨河时桥梁的位置对道路线形设计有相当大的影响，应此桥位的选择除了应考虑一般桥位选择的要求，如河床稳定、河面较窄、水力水文条件好等要求以外，还应充分注意桥位与路线的配合，以取得良好而又顺适的线形2、隧道洞口路线布设隧道洞口路线布设应注意4点第二节道路平面线形构成道路平面线形的主要组成要素是直线、圆曲线和缓和曲线。

一、直线形设计中选取直线及长度时必须慎重考虑，应避免使用过长直线，并注意直线的设置应与地形、地物环境等协调二、圆曲线1、圆曲线半径的确定平曲线的概念：在道路平面设计中，应在两直线段交汇点，用曲线将其平顺的连接起来，以利于汽车安全正常的通过，这段曲线称为道路平曲线平曲线设计的原理：是确保汽车沿道路前进时，其横向与纵向能同时处于安全正常状态半径2R=V/127(□土iB)(m)曲线半径R与横向力系数卩密切相关，卩的合理取值依赖于以下几个方面1)行车的横向倾覆稳定性2) 行车的滑动稳定性3) 乘客的舒适性4) 营运经济性2、圆曲线最小半径极限最小半径是：指圆曲线半径采用的最小极限值一般情况下，应尽量采用大于或等于标准表列一般最小半径以提高道路使用质量，当受地形或其他条件限制时方可表列极限最小半径道路曲线半径为极限最小半径时，为保证行车的安全性，应设置最大超高坡度不设超高最小半径是：指当平曲线半径较大时，离心力的影响较小，路面的摩阻力足以保证汽车足够的行驶稳定性，应而不需要设置超高当平曲线半径小于《技术标准》所列不设超高最小半径时，应在曲线上设置适当的超高，超高值一般随半径的增大而减小3、平曲线最小长度对于偏角小于7。

时，应取较大半径以保证必要的平曲线长度平曲线最小长度的确定通常按下述三方面考虑1) 按6s行程确定平曲线最小长度2) 按离心加速度变化率确定平曲线最小长度3) 按视觉的要求确定平曲线长度4、圆曲线要素的计算：曲线长L切线长T外距E校正数J=2T-L圆曲线共有三个主点桩ZY=JD-T圆直点：YZ=ZY+L曲中点QZ=YZ-1/2LJD=QZ+1/2J三、缓和曲线缓和曲线：在直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间设置的一种曲率连续变化的曲线就是缓和曲线缓和曲线的作用：1)提供曲率的逐渐变化，因而适应汽车的转向操作和行驶轨迹，且线形更流畅、美观并与线条相协调2)提供离心加速度渐变，利于行车稳定与安全；3)提供道路超高和加宽缓和过渡之用1、缓和曲线的性质2、回旋曲线的数学坐标表达式3、缓和曲线长度1)依离心加速度变化率计算L=0.036V3/R，2)依司机操作反应时间计算一般采用L=0.83V4、缓和曲线要素计算1.3>△R和q的计算公式243223=L/2R(rad)△R=L2/24R-L4/2688R3q=L/2-L2/240R2在求得3、△R和q三值以后缓和曲线要素可按下列各式计算曲线总长Lh=n/180R（a-23）+2L切线总长Th=T+q=（R+AR）tga/2+q外距Eh=（R+AR）seca/2-R超距D=2Th-Lh全部曲线需要定出五个基本桩它们是ZH—第一缓和曲线起点（直缓点）HY--第一缓和曲线终点（缓圆点）QZ—圆曲线重终点（曲终点）YH--第二缓和曲线起点（圆缓点）HZ--第二缓和曲线终点（缓直点）例题书上22页简略第三节道路平面线形设计一、直线的应用强调一下在高等级道路路线设计中尽量避免采用长直线。

二、直线与曲线的组合直线与圆曲线组合应注意以下几方面1、长直线的尽头不宜设置小半径的平曲线2、同向曲线间避免短的直线三、曲线组合1、基本形直线——回旋线——圆曲线——回旋线——直线2、S形两个反向圆曲线用回旋曲线连接的组合型式称为S型3、卵型用一个回旋线连接两个圆曲线的组合型式4、复曲线半径不同的同向圆曲线迳相连接处原则上应设置回旋线四、路线平面图路线平面图中应绘出：沿线的地形、地物、里程桩号、断链、平曲线要素及主点桩号、水准点、大中桥、路线交叉、隧道、主要沿线设施等，比例尺用1：2000，平原微丘区用1：5000第四节行车视距1、停车视距：在离路面1.2m高的司机视线看到障碍物之后，便采取制动措施以便在障碍物前安全的停下来这一必须保证的最短视距称为停车视距S停=S+Sz+S3=V/3+kV/254（u±i）+S02222、会车视距S会=V/1.5+KVu/127（u-i）+S03、超车视距全超车视距=S1+S2+S3+S4第二讲第三章道路纵断面设计第一节概述用一曲面沿道路中线竖直剖切，展开成平面称道路的纵断面纵坡度的表示方法不用角度而是用%，上坡为“+”下坡为“-”第二节纵坡设计一、纵坡度1、最大纵坡：是道路纵坡设计的极限值，是纵断面形设计的一项重要指标2、最小纵坡：为了保证挖方地段、设置边沟的低填方地段和横向排水不畅地段的纵向排水防止积水渗入路基影响其稳定性，规定各级公路的长路堑路段，以及其它横向排水不良地段，均应采取不小于0.3%的纵坡3、平均纵坡：是指一定路段两端点的高差与该路段长度的比值4、高原纵坡择减对海拔高度在3000m以上的道路最大纵坡应予以择减二、坡长限制1、最小坡长通常以计算行车速度行驶9—15s的行程作为规定值2、最大坡长通常对较陡的纵坡的长度应加以限制3、组合坡长三、合成坡度四、纵坡设计的一般要求第三节竖曲线设计竖曲线：为保证行车安全、舒适以及视距的要求，在变坡处设置的纵向曲线，即为竖曲线。

相邻两坡度线的交角用坡度差表示"3”3=i1-i2上坡为正下坡为负3为正变坡点在竖曲线的上方，竖曲线开口向下，称为凸型竖曲线；3为负，变坡点在竖曲线下方,竖曲线开口向上，称为凹形竖曲线通常以R表示半径一、竖曲线设计标准1、凹型竖曲线极限最小半径1) 限制离心加速度2) 确保夜间行车视距确保净空有障碍时的视距2、凸型竖曲线极限最小半径1) 从失重不至于过大考虑从保证纵面行车视距考虑竖曲线的一般最小半径竖曲线最小长度二、竖曲线设计与计算1、半径的选择竖曲线半径的选择主要考虑六个因素1) 选择半径应符合《技术标准》规定的竖曲线最小半径和最小长度的要求，2) 在不过分增加土石方工程数量的情况下，为使行车舒适应采用较大的半径3) 结合纵断面起伏情况和标高控制要求确定合适的外距值(E)公式为R=8E/324) 按切线长度控制半径(T)公式为R=2T/35) 结合道路等级和地形确定夜间行车交通量较大的路段考虑灯光照射方向的改变,使前灯照射范围受到限制选择半径时应适当加大使其有较长的照射距离2、几何要素计算23=i1-i2L=R|3|T=L/2E=T2/2R3、竖曲线内任一里程桩号处设计标高计算起点桩号=变坡点桩号-T终点桩号=变坡点桩号+Tx=任一点桩号-竖曲线起点桩号y=x2/2R设计高程=变坡点高程+(任一点桩号-变坡点桩号)*i1±Y三、竖曲线设计的一般要求1、宜选用较大的竖曲线半径2、3、4、竖曲线设置应满足排水需要同向竖曲线间应避免断背曲线反向曲线间一般由直坡段连接第四节纵断面设计要点与平纵配合1、准备工作2、确定纵坡控制点3、试坡4、调坡5、核对6、定坡7、设计竖曲线8、高程计算第三讲第四章交叉口设计第一节概述为了避免冲突，减少交通事故，在设计时可采用以下几种措施：1) 设置醒目标志2) 进行交通管制，装置信号灯3) 合理设置交通岛4) 设置环行交叉口采用立体交叉第二节平面交叉设计一、设计要求和组成1、公路与公路平面交叉，除高速公路外一级公路可少量采用平面交叉其它各级公路均可采用2、平交范围内设计行车速度与主线一致3、选在地形平坦的地方4、交叉道路线尽量垂直需斜交时应大于45度5、宜采用直线6、平面交叉任何情况下均应设标志7、交叉口必须保证规定的视距和识别距离8、纵面要符合行车舒适、排水通畅的要求二、分类及平面布置按交叉的布置形式分为：加铺转角式、分道转弯式、加宽路口式、环行交叉等三、竖向设计竖向设计的主要原则共六点第三节立体交叉。