第05章 道路工程

1、第五章第五章 道路工程道路工程本章主要内容本章主要内容5.1 概述概述5.2 公路工程公路工程 5.2.1 公路的分类公路的分类 5.2.2 公路的路线公路的路线 5.2.3 公路的路基公路的路基 5.2.4 公路的路面结构公路的路面结构5.3 城市道路城市道路5.1 5.1 概述概述 俗话说：“路是人走出来的”，只要有了路，人们便可以彼此往来，社会就会兴盛繁荣。道路的主要功能是作为城市与城市、城市与乡村、乡村与乡村之间的联络通道。 道路是一种带状的三维空间人工构造物，它常常和桥梁、涵洞、隧道等构成统一的工程实体。 我国道路运输的发展可追溯到上古时代。黄帝拓土开疆，统一中华，发明舟车，开始了我

2、国的道路交通。周朝的道路更发达，“周道如砥，其直如矢”，表明那时道路的平坦和壮观。秦始皇十分重视交通，以“车同轨”与“书同文”列为一统天下之大政，当时的国道以咸阳为中心，有着向各方辐射的道路网，例如其在云南、贵州地区修建的“五尺道”，沟通了咸阳经四川与云南东部的联系。 我国近代道路建设起步较晚，1912年才修筑第一条汽车公路湖南长沙至湘潭的公路，全长50km。抗日战争时期（1941年）完成的滇缅公路，长155km，是我国最早建造的沥青表面处理路面的公路，也是我国公路机械施工的开始；1988年才建设了第一条高速公路沪嘉线。 解放之前，全国能通车的公路里程不过7.5万km，新中国成立之后，政府进行

3、了大规模的公路建设，至1997年全国公路里程已达120万km，高速公路总里程已达3600km。道路运输的特点道路运输的特点l能满足政治、经济、国防各方面的需要l承担铁路、水运、空运固定路线之外的延伸运输任务l能实现门对门的直达运输l机动灵活性大l速度快、运价低l运量大（周转量大） 道路分类道路分类 道路根据其所处的位置、交通性质、使用特点等主要可分为： 公路公路：连接城镇、乡村和厂矿之间主要供汽车行驶的道路； 城市道路城市道路：供城市各地区间交通用。 5.2 5.2 公路工程公路工程5.2.1 5.2.1 公路的分类公路的分类 道路分类与技术标准一般由国家负责管辖公路与建设的部门来制定其标准。

4、我国由交通部来制定公路分级与标准。当前我国的公路等级按照其使用任务、功能和适应的交通量分为： 高速公路：高速公路为专供汽车分向、分车道行驶，全部控制出入的干线公路。一般按照需要设计高速公路的车道数，设计年限平均昼夜交通量（折合为小客车）为25000100000辆；一级公路为专供汽车分向、分车道行驶的公路，设计年限平均昼夜交通量（折合成小客车）为15,00030,000辆；二级公路一般能适应设计年限平均昼夜交通量（折合成中型重车）为3,0007,500辆；三级公路交通量（折合成中型重车）为1,0004,000辆；四级公路交通量（折合成中型重车）一般为双车道1,500辆以下，单车道200辆以下。

5、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行政管理体制来分类为： 国道国道由国家统一规划，由各所在省市自治区负责建设、管理、养护。 省道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。 县道县道中的主要路段由省统一规划、建设和管理，一般路段由县自定并建设、管理和养护。 乡镇路乡镇路主要为乡村服务，由县统一规划组织建设、管理和养护。 专用道专用道为厂区、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。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3

6、18国道。 我国国道干线系统的代号为： 由首都北京向外放射的有12条，代号第一个字取“1”，如北京至昆明为108国道；5.2.2 5.2.2 公路的路线公路的路线 公路由于自然条件或现状地形的限制，在平面上有转折、纵面上有起伏。在转折点两侧相邻直线处，为了满足车辆行驶顺适、安全和速度的要求，必须用某半径的圆弧连接，可见路线在平面和纵面上均由直线直线和曲线曲线组成。路线线型要求路线线型要求 直线段直线段乘坐平稳，行车视距良好，但易引起驾驶员产生麻痹与疲劳，故不宜过长，美国要求小于3min行程。 圆曲线段圆曲线段半径愈小，离心力愈大，可能引起汽车向外滑移或倾覆，应予以限制。 缓和曲线段缓和曲线段长

7、度不能过小，使汽车行驶时所受离心力能平稳过渡。路线选线路线选线 路线选线一般包括从路线方案选择、路线布局，到具体定出线位的全过程。其中路线方案路线方案是最根本的问题，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，是否满足国家在政治、经济、国防等方面的要求和长远利益。 因而选线时必须考虑以下主要因素： 路线在政治、经济、国防上的意义，国家和地方建设对路线使用的任务、性质的要求，国防、支农、综合利用等重要方针的体现； 路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况； 沿线地形、地质、水

8、文、气象、地震等自然条件的影响，路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、主要材料用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响； 其它如沿线历史史迹、历史文物、风景区的联系等。路线的类型路线的类型 沿河线：即沿着河谷两岸布线。特点是纵面困难较少，平面受限制较多。主要问题是河岸选择、线位高低和跨河桥位的选定等。而路桥配合的关系一般为：路线服从大桥，小桥服从路线。 越岭线：是以纵断面为主导，主要处理好垭口选择、过岭标高选择和哑口两侧路线展线方案三者的关系。哑口是越岭线的主要控制点。 山坡线： 也称山腰线。要求是在任何情况下，路线必须设在平缓稳定的山坡上。 山脊线：在合乎路线总

9、方向的条件下，沿分水岭布设的路线。优点是排水性能良好，排水结构物可以少用。缺点是距离居民点远，受自然条件影响大等。5.2.3 5.2.3 公路的路基公路的路基 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。 路基必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。 公路路基的横断面横断面形式有：路堤、路堑和半填半挖三种。 路堤有：一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等； 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、台口式各半山洞式； 填挖部分路基是路堤和路堑的结合形式。路基的几何尺寸路基的几何尺寸 路基

10、的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。 路基的填挖高度由路线纵断面设计加以确定，它要考虑路线纵坡、路基稳定性和工程经济等要求； 路基宽度则根据设计交通量和公路等级而定。一般每个车道宽度为3.53.75m，路基总宽度应为行车道总宽度每侧加0.51.0m； 路基边坡则会影响路基的整体稳定性，必须正确设计一般路堤采用1：1.751：1.5边坡。路基变形和破坏的主要原因之一是受水的影响，它来源于地面和地下水，会使路基湿软，承载力降低，造成滑坡、塌方、冻害等破坏，因此必须十分重视路基排水。5.2.4 5.2.4 公路的路面结构公路的路面结构 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

11、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。 路面的常用材料有沥青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工业废料等。 路面一般按其力学性质分为柔性路面和刚性路面两大类。 柔性路面柔性路面主要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好。 刚性路面刚性路面是指水泥混凝土路面，它一般强度高，刚性大，板体性好，在车轮的作用下路面的变形较小。5.3 5.3 城市道路城市道路 通达城市各个地区，供城市内交通运输及行人使用的，便于居民生活、工作及文化娱乐活动，并与城市外道路连接承担对外交通的道

12、路称为城市道路。 城市道路一般比公路宽比公路宽阔阔，多划分为机动车道、公机动车道、公共交通优先专用道、非机动共交通优先专用道、非机动车道车道等。人行道下一般多埋设公共管线。道路两侧或中心地带，有时还设置绿化带、雕塑艺术品等，亦起到了美化城市的作用。 为了适应城市的人流和车流顺利运行，城市道路应具有如下功能： 适当的路幅以容纳繁重的城市交通。 坚固耐久，平整抗滑的路面，以利于车辆安全、舒适、快速地行驶。 少扬尘、少噪声以利于环境卫生。 便利的排水设施以便于雨雪水及时排出。 充分的照明设施以利于居民晚间活动和车辆运行。 道路两侧要设置足够宽的人行道、绿化带、地上杆线、地下管线等。 城市道路的交叉路

13、口，必须采用各种措施，如设置红绿灯信号管制、环形交叉、立体交叉等以利于交通流畅。 城市交通工具种类繁多，速度快慢悬殊，为了避免互相干扰，又必须进行分道行驶，如用隔离带、隔离墩、护栏或划线等方法加以分隔。 城市公共交通车辆又要设置停车站台，还必须设置停车场以备停车之用。在交通繁忙的街道为行人设置过街天桥或地下通道，以保障行人安全又避免干扰车辆行驶。 一般在城市的道路系统中中，根据道路的地位和交通功能，将城市道路分为如下几类： 快速路快速路：为流畅地处理城市大量交通而建筑的道路。要有平顺的线形，与一般道路分开，使汽车交通安全、通畅和舒适。一般在交叉路口也建有立体交叉，有时还全封闭，中央有隔离带。

14、主干路主干路：是连接城市各主要部分的交通干路，是城市道路的骨架，其主要功能是运输。主干路上要保障一定的车速，故应根据交通量的大小设置相应的车道数，以供车辆通畅行驶。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作为城市主干路。 次干路次干路：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，配合主干路共同组成城市的干路网，起到广泛联系城市各部分与集散交通的作用，一般情况下快慢车混合使用。 支路支路：是次干路与居民区的联络路，为地区交通服务，道路两侧有时还建有商业性建筑等。 居住区道路居住区道路：是居住区内部街坊与街坊之间和街坊内部的道路，主

15、要为居民的各种活动服务。 风景区道路风景区道路：是供游人游览运输用的道路。属于园林型道路，包括对内交通和对外交通两部分。 自行车专用道自行车专用道：是城市里和郊区道路系统中以及通往旅游区的道路中，专门供自行车行驶的道路。这样，快慢车道分离，各行其道，既提高车速又保证安全。5.4 5.4 高速公路高速公路 汽车是速度高、灵活的独特运输工具。但是一般公路上，各种车辆混合行驶，以及非机动车辆和人流的干扰，严重地影响着汽车的行驶速度和交通安全。为了满足现代交通工具的大流量、高速度、重型化、安全、舒适的要求，高速公路高速公路就因此而诞生了就因此而诞生了。 高速公路高速公路是一种具有四条以上车道，路中央设

16、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。优点优点l高速行车：设计车速120km/h；l通行能力大，运输效率高；l安全行车：事故减少到（1/31/2，日本达到1/40）l运费低缺点缺点l占地多：六车道5060m。l投资大，造价高：较一般公路高约10倍 高速公路的几何设计标准比其它等级的公路要求高，我国公路工程技术标准工程技术标准的规定主要如下： 最小平曲线半径及超高横坡限制：对于设计车速为120km/h的高速公路，平曲线的一般最小半径为1000m，极限最小半径为650m，超高横坡限值为

17、10。 最大纵坡和竖曲线：高速公路的最大纵坡限为3(平原微丘区)5(山岭区)，竖曲线极限最小半径凹型为4000m，凸型为11000m。 线形要求：高速公路应保证司机有良好的预知，因此不应当出现急剧的起伏和扭曲的线形，并且线形保持连续、调和和舒顺，即在视线所及的一定线路内不出现转折、错位、突变、虚空或遮断，线形彼此有良好的配合，圆滑舒畅，没有过大差比。 横断面：行车带的每一行驶方向至少两个车道，便于超车。车道宽3.75m。一般在平原微丘区中央分隔带宽3.00m，左侧路缘带宽0.75m，中间带全宽4.50m，地形受限制时分别为2.00m，2.50m和3.00m。路肩在平原微丘区硬路肩宽不应小于2.50m，土路肩宽不小于0.75m。高速公路沿线设施高速公路沿线设施 安全设施：安全设施：一般包括标志、标线、护栏、隔离设施、照明及防眩设施(为保证夜间行车的安全所设置的照明灯、车灯灯光防眩板等)、视线诱导设施(为保证司机视觉及心理上的安全感，所设置的全线设置轮廓标)等。 交通管理设施：交通管理设施：一般为高速公路入口控制、交通监控设施(如检测器监控、工业电视