第四章 道路与铁道工程ppt课件

1、第四章 道路与铁道工程,4.1 道路工程 4.2 铁道工程,本章提要 重点了解道路的发展、特点及功能 掌握道路的组成及道路工程 了解铁路线路分类和组成,第一节 道路工程,道路是供各种车辆（无轨）和行人通行的工程设施。按其使用特点、服务对象和运输要求的不同，可分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路及乡村道路等。本章主要论述公路和城市道路。,公路是指连接城市、乡村和工矿基地之间，主要供汽车行驶并具备一定技术标准和设施的为客货运输服务的道路。,城市道路由连接城市的各分区道路和城市外道路连接的对外交通道路共同组成。,乡村道路,乡村道路是指修筑在野外乡村地区、供当地各种非机动车辆和拖拉机行驶，也可通行汽

2、车的道路，一般是沟通乡镇到村、村到村或田间生产基地到乡镇的道路。,林区道路,林区道路是指为林业服务的各类道路的总称，是林业生产建设环节中不可缺少的组成部分，从森林开发利用到抚育更新，都有重要作用。,厂矿道路,厂矿道路是指为工厂、矿山、油田、港口、仓库等企业服务的道路，分为厂外道路、厂内道路和露天矿山道路。,另外按照公路的位置以及在国民经济中的地位和运输特点的行政管理体制分类为六个等级： 国道-由国家统一规划，由所在各省市自治区负责建 设、管理、养护。 省道-是在国道网的基础上，由省对具有全省意义的干线、干路加以规划，并且建设、管理、养护。 县道-主要路段由省统一规划、建设和管理，一般路段由县自

3、定并建设、管理和养护。 乡（镇）道-主要为乡村服务，由县统一规划组织建设、管理和养护。 村道-主要为农村服务。 专用公路-为厂区、林区、矿区、港区的道路，由专用部门自行规划、建设、管理和养护。,一、公路的分级,我国国道干线系统代号为 1、由首都北京向外放射的有12条，代号第1个字取“1”，如北京至昆明为108国道； 2、由北向南的有28条，代号第1个字取“2”，如山海关至广州为205国道； 3、由东向西的有30条，代号第1个字取“3”，如上海至拉萨为318国道。,我国的公路则按所适应的交通量水平分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。,公路分级,高速公路：具有四条以上车

4、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。,二、高速公路,高速公路的优势,1、行车速度快、通 行能力大 2、物资周转快、经济效益高 3、交通事故少、安全舒适好 4、带动沿线地方的经济发展,高速公路,三、城市道路,根据道路的地位和交通功能，将城市道路分为以下几类： 快速道 主干道 次干道 支道,快速道-为流畅地处理城市大量交通而建设的道路。快速道要有平顺的线形，与一般道路分开，是汽车交通安全、通畅和舒适。如北京的三环路、上海的外环线等。一般在交叉路口也建有立体交叉，有时还全封

5、闭，中央有隔离带。,主干道-是连接城市各主要部分的交通干道，是城市道路的骨架，它连接城市各主要分区、车站、港口等，其主要功能是运输。主干道上要保证一定的车速，故应根据交通量的大小设置相应的车道数，一供车辆通畅行驶。 线形应顺捷，交叉口宜尽量少，以减少干扰，平面交叉应有交通控制措施，目前有些城市以高架式的道路实现城市主干道。如上海的内环高架路，为实现连接城市各区和各主要部分的交通干路，已形成“串”字型的平面线形。,次干道-一般为一个区域内的主要道路，是一般交通道路并兼有服务功能，配合主干道共同组成城市的干道网，起到广泛联系城市各部分与集散交通的作用，一般情况下慢车混合使用。 支道-是次干道与居民

6、区的联络路，为地区交通服务，道路两侧有时还建有商业建筑等。,公路和城市道路工程，包括路线、(路基、路面、桥梁涵洞和隧道)结构物、附属设施三部分。 道路路线设计的内容为依据运输任务、行驶要求和地形地质条件，按快速、经济和安全原则，选定路线的布局并设定其位置，确定路线平面、纵断面和横断面的各项几何要素，进行道路的平面和立体交叉的设计等。,一、路线组成 路线方案是路线设计最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否能起到应有的作用，是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。,（一）横断面 公路横断面类型主要有三种： 单幅双车道公路 双

7、幅多车道公路 单车道公路,道路是一条三维空间的带状构筑物，路线主要描述了道路的空间形态，包括位置、形状、尺寸等。,城市道路横断面类型主要有四种： （1）单幅路（“一块板”断面） （2）双幅路（“两块板”断面） （3）三幅路（“三块板”断面） （4）四幅路（“四块板”断面）,表-2.3.2 各级公路平面、纵断面和视距主要设计指标的设计标准,注：平丘系指平原和微丘，重岭系指重丘和山岭 *严重冰冻地区或高程超过2000m时，最大纵坡不得大于8,城市道路横断面示意图,（二）平面 主要由直线、圆曲线、缓和曲线按一定规律组合起来的满足汽车行驶要求的线形。 （三）纵断面 沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断

8、面。主要由升坡段和长度、降坡段和长度、竖曲线组成，反映道路的起伏、坡度及挖填情况。,道路与道路、道路与铁路相交处称交叉口，分为： 平面交叉 立体交叉,（四）道路交叉,平面交叉示意图,平面交叉： 无控制交叉口 环形交叉口 信号交叉口,图-2.3.3 立体交叉一般形式 （1）菱形立体交叉 （2）苜蓿形立体交叉 （3）定向形立体交叉,路基和路面是道路的主要结构物。 1、路基 路基是按路线设计的外形尺寸，由土石材料按一定的技术要求开挖或填筑并压实而成的岩土结构物，它主要承受路面传递的行车荷载，是支承路面的基础部分。根据挖填情况其断面型式可分为路堤、路堑和半填半挖三种基本类型。,二、道路结构物,路基-道

9、路路面下的基础部分。 设计要满足三个基本要求： (1)具有足够的承载力和刚度。 (2)具有足够的整体稳定性，即不致产生路基的整体滑塌。 (3)具有足够的水温稳定性，即在地面水、地下水或冰冻时不致显著地降低承载力。,路面使用性能要求 (1)满足一定的刚度和强度 (2)稳定性 (3)耐久性 (4)平整抗滑 (5)不透水性,2. 路面,路面是用各种材料或混合料分层修筑在路基顶面供车辆行驶的层状结构物。,3. 路面类型和结构层次,4.路肩,路面按面层所用材料的不同，可分为沥青路面、水泥混凝土路面、砂石路面等。各类路面都由若干个结构层次所组成。它们可分为面层、基层和垫层三个主要层次。,设置在路面两侧的路

10、肩，也需有一定的强度以承受车辆荷载的偶然停留作用。其结构由面层和基层或垫层组成。,路面结构图 (a)低中级路面 (b)高级路面,各类路面各结构层次可选用的组成材料,其他结构物：涵洞、桥梁、隧道、排水结构物等等。 三、沿线附属设施 为了保证行车安全、方便驾驶、提供服务、进行管理等，在道路沿线需要设置各种附属设施。 如：交通安全设施、交通管理设施、标线、标记、停车站、停车场、照明设施、收费站、景观绿化等。,道路工程基本体系组成图,第二节 铁道工程,铁道线路是机车车辆和列车运行的基础。铁路是由线路、路基和轨道(钢轨、轨枕、联结零件、道床、防爬设备和道岔等)组成的一个整体的工程结构。,1. 铁路勘测设

11、计的概念,在建筑一条铁路以前，必须进行深入细致的调查研究和勘测工作，并从若干个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。铁路的勘测设计是一项涉及面广、工种繁多的连续性工作，一般要经过方案研究(室内研究，现场踏勘，提出研究报告)，初测、初步设计，定测、施工设计和参加施工、修改设计等过程。,在铁路的各项设计标准中，线路等级居主导地位，影响到线路平、纵断面设计采用的技术标准和装备类型。我国铁路共划分为四个等级，即级、级、级、IV级。,铁路等级,III级铁路,为某一区域服务，具有地区运输性质的铁路,铁路路线在空间的位置是用它的线路中心线表示的。线路中心线在水面上的投影叫做铁路线路平面。反应线路的直、

12、曲变化状态，主要由直线、圆曲线、缓和曲线组成；线路中心线在垂直面上的投影叫做铁路线路的纵断面，纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。基本与道路几何线型的定义相同。,一、线路,铁路线路最好能够随地形条件而有适当的起伏和弯曲。这样，既可以减少工程数量、降低造价，又便于避开地形、地质和地物上的障碍。,铁路线绕避地形障碍示意图,在铁路线上，直线和圆曲线不是直接相连的，它们之间需要插入一段缓和曲线 。,缓和曲线示意图,铁路路基-承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。设计要求是在静荷载和动荷载的作用下应保持稳定；对于高速铁路，路基的长期变形和动荷载下的弹

13、性变形不能过大。,二、路基,返回,1. 路基的形式 路堤：路肩设计标高高于天然地面，经填筑而成的路基叫路堤。,路堑：路肩设计标高低于天然地面，经开挖而成的路基叫路堑。 半挖半填：路肩设计标高部分低于天然地面部分高于天然地面。,2 路基的排水和防护措施,除了地面水以外，地下水也是破坏路基良好状态的一个重要原因。为了拦截地下水，降低地下水位，常常采用渗沟、渗管等地下排水设备，地下水渗入渗沟以后，可通过渗管纵向排出路堑以外。,渗沟和渗管示意图,返回,1.钢轨,钢轨是铁路轨道的基本承重结构，其作用是直接承受车轮压力并引导车轮的运行方向，因而它应当具备足够的强度、稳定性和耐磨性。,三、轨道,2.轨枕,轨枕是钢轨的支座，它除承受钢轨传来的压力并将其转给道床以外，还起着保持钢轨位置和轨距的作用。主要有钢枕、木枕和预应力混凝土枕。,6.道岔,道岔通常设于车站上，是线路连接设备的一种，用来使机车