道路工程-绪论课件

1、道路工程Road Engineering中南大学土木工程学院道路工程系但汉成 38118314要内容本课程的内容第一章 绪论第二章 道路交通特征第三章 道路几何设计第四章 路基工程第五章 路面工程第六章 道路防排水第七章 道路工程附属 本课程的基础课基础课程工程力学、材料力学、结构力学、弹性力学 等专业基础课程土木工程材料、测量学、土力学、工程地质、水力学基础等。 教材：凌天清 主编 道路工程（第三版） 北京：人民交通出版社，2016第一章 绪论绪 论第一节 道路工程概况第二节 道路几何基本组成第三节 道路结构组成第四节 道路工程的主要内容第五节 道路工程的发展趋势道

2、路的发展可粗分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道(Cart Way)阶段。在中国，有“康衢”、“路”、“驰道”、“驿道”等名称；在欧洲，罗马道路非常发达，有“条条大道通罗马”之说。 1、道路的衍变第一节 道路工程概况古罗马道路和结构 第一节 道路工程概况 1、道路的衍变第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是德国在1886年由高特列希戴姆勒发明，我国在1902年从国外引进汽车，1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。通向柏林的A9公路(东德)，使用时

3、间超过50年，图中为第一阶段的水泥路面第一节 道路工程概况 1、道路的衍变第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway或Expressway。 1、道路的衍变第一节 道路工程概况世界第一条高速公路：科隆至波恩，1932中国第一条高速公路：上海至嘉定，1988 道路是供各种车辆、行人等通行的工程设施，按其使用范围分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。公路 是指按现行部颁的公路工程技术标准修建、经交通主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路。城市道路，农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内部的生产作业道路，军事基地内道路以及游览点内部道路等均

4、不属于公路。城市道路 是指城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路，其中，城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城。厂矿道路 是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路；林区道路 则是建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。 第一节 道路工程概况 2、道路的分类 按照我国交通部公路工程技术标准的规定，我国的公路根据其任务、功能和适应的交通量不同分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个技术等级，各等级公路的具体功能及适应的交通量大小如下表所示。公路等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，按公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。一条公路，可根据交通量等情况分段采

5、用不同的车道数或不同的公路等级。3、公路的技术等级第一节 道路工程概况技术等级含 义适应的交通量(折合成小车年平均辆/天)高速公路为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。四车道：2500055000六车道：4500080000八车道：6000010万一级公路为联结重要政治、经济中心，通往重点工矿区、港口、机场，供汽车分向、分车道行驶的公路。四车道：1500030000六车道：2500055000二级公路为联结政治、经济中心或工矿区、港口、机场等地的公路双车道：500015000三级公路为沟通县以上城市的公路双车道：20006000四级公路为沟通县、乡（

6、镇）、村等的公路双车道： 2000单车道： 400第一节 道路工程概况分级依据（1）出入口控制（2）设计速度（3）交通量和服务水平（4）设计年限 高速公路a.设计年限20年；b.出入口完全控制；c.设计时速80，100，120 km/hd.能适应交通量AADT=25000100000辆/日；AADT为标准车的年平均日交通量（双向）第一节 道路工程概况3、公路的技术等级 一级公路a.设计年限15年；b.出入口部分控制；c.设计时速60，80，100 km/hd.能适应交通量 AADT=1500055000辆/日 二级公路a.设计年限15年；b.出入口部分控制或不控制；c.设计时速60,80km/

7、hd.能适应交通量 AADT=600015000辆/日第一节 道路工程概况 三级公路a.设计年限10年；b.出入口无控制要求；c.设计时速30,40km/hd.能适应交通量 AADT=20006000辆/日 四级公路a.设计年限10年；b.出入口无控制要求；c.设计时速20 km/hd.能适应交通量 AADT=4002000辆/日第一节 道路工程概况各级公路的主要技术指标第一节 道路工程概况 我国的公路，按照其在国家政治、经济、国防和区域行政管理中的重要性和使用性质的不同，可划分为国道、省道、县道、乡道和专用公路等五个行政等级，其各自的含义列示于下表。第一节 道路工程概况4、公路的行政等级行政

8、等级含 义国 道指具有全国性政治、经济、国防意义的国家干线公路，它包括重要的国际公路、国防公路、联结首都与各省和自治区的首府及直辖市的公路，以及联结各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。省 道指具有全省（自治区、直辖市）政治、经济意义的省级干线公路，包括联结省会与其卫星城市、中心城市、经济区的公路，以及不属于国道的国际公路和省际间的重要公路。县 道指具有全县（旗、县级市）政治、经济意义，联结县城和县内主要乡（镇）、主要生产与集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间的公路。乡 道指主要为乡（镇）村经济、文化、生活服务的公路，以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及乡村与外部联络的公

9、路。专 用 公 路指专线或主要供厂矿、林区、油田、农（牧）场、旅游区、军事要地等与外部联络的公路。第一节 道路工程概况 从全国范围考虑的公路网被称为国家干线公路网，简称国道网；国道网中，经济意义特别重大、交通运输特别繁忙、技术标准较高并在国家公路运输网中起主骨架、主通道作用的公路，称为国家主干线公路，简称国道主干线。 九十年代，交通部在参考国外公路交通发展经验及研究分析我国的经济发展布局后提出了国道主干线系统规划。该国道主干线系统的总规模为3.5万公里左右，以专供汽车行驶的高速公路和一级公路为主组成，总体布局上可分为五纵七横共十二条路线，连接全国43%的城市，连接全国所有人口在一百万以上的特大

10、城市和93%的人口在五十万以上的大城市，使全国七大经济区域基本上有高等级公路连通。 2005年将其调整为国家高速公路网，采用放射线与纵横网格相结合的布局，由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横线组成，简称为“7918”网，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等约1.7万公里。 5、国家干线公路网第一节 道路工程概况九五-公路建设规划第一节 道路工程概况7 条北京放射线9 条纵向路线18 条横向路线公路建设规划高速公路“7918”网6、国家高速公路网命名数字及数字与字母编号首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方向升序编排，编号区间为19。纵向路线编号为2位奇数

11、，由东向西升序编排，编号区间为1189。横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编号区间为1090。并行路线的编号采用主线编号后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”组合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并行路线在主线的东、西、南、北方位。地区环线的编号按照由北向南的顺序排列，编号区间为9199。联络线的编号为4位数，由主线编号“1”联络线顺序号组成。联络线的顺序号按照主线前进方向由起点向终点顺序排列。城市绕城环线的编号为4位数，由主线编号“0”城市绕城线顺序号组成。主线编号为该环线所连接的纵线和横线中编号最小者，如该主线所带城市绕城环线编号空间已全部使用，则先用主线编号次小者，

12、依此类推。如该环线仅有放射线连接，则在1位数主线编号前以“0”补位。同一条国家高速公路穿越多个省（区、市），所连接的城市环线的编号在各个省（区、市）单独排列。在不同省（区、市）允许出现相同的城市绕城环线编号。第一节 道路工程概况国家高速公路网（7918）首都放射线（7条）1G1京哈高速 北京哈尔滨1280公里2G2 京沪高速北京上海淮安-江阴-无锡-苏州 1245公里3G3 京台高速北京台北曲阜-徐州-蚌埠-合肥 2030公里4G4 京港澳高速北京港澳2285公里并行线G4W 广澳高速广州-澳门5G5 京昆高速北京昆明2865公里6G6 京藏高速北京拉萨3710公里7G7 京新高速北京乌鲁木齐

13、2540公里第一节 道路工程概况南北纵向线 （9条）1G11鹤大高速鹤岗大连1390公里联络线G1111鹤哈高速鹤岗哈尔滨G1112集双高速集安双辽G1113丹阜高速丹东阜新2G15沈海高速沈阳海口(连云港-盐城-南通-上海 )3710公里并行线G15W常台高速常熟台州(常熟苏州嘉兴 )联络线G1511日兰高速日照兰考G1512宁金高速宁波金华G1513温丽高速温州丽水G1514宁上高速宁德上饶3G25长深高速长春深圳3585公里联络线G2511新鲁高速新民鲁北G2512阜锦高速阜新锦州G2513淮徐高速淮安徐州4G35济广高速济南广州2110公里5G45大广高速大庆广州3550公里联络线G4

14、511龙河高速龙南河源6G55二广高速二连浩特广州2685公里联络线G5511集阿高速集宁阿荣旗 G5512晋新高速晋城新乡G5513长张高速长沙张家界7G65包茂高速包头茂名3130公里8G75兰海高速兰州海口2570公里联络线G7511钦东高速钦州东兴9G85渝昆高速重庆昆明838公里联络线G8511昆磨高速昆明磨憨 第一节 道路工程概况东西横向线 （18条）1G10绥满高速绥芬河满洲里1520公里联络线G1011哈同高速哈尔滨同江2G12珲乌高速珲春乌兰浩特885公里联络线G1211吉黑高速吉林黑河3G16丹锡高速丹东锡林浩特960公里4G18荣乌高速荣城乌海1820公里联络线G1811

15、黄石高速黄骅石家庄5G20青银高速青岛银川1600公里联络线G2011青新高速青岛新河G2012定武高速定边武威6G22青兰高速青岛兰州1795公里7G30连霍高速连云港霍尔果斯（连云港-徐州-商丘 ）4280公里联络线G3011柳格高速柳园格尔木G3012、G3013吐和伊高速G3014奎阿高速奎屯阿勒泰G3015奎塔高速奎屯塔城 G3016清伊高速清水河伊宁8G36南洛高速南京洛阳(南京-滁州 )712公里9G40沪陕高速上海西安（上海-南通-扬州-南京-合肥 ）1490公里联络线G4011扬溧高速扬州溧阳第一节 道路工程概况东西横向线 （18条）10G52沪蓉高速上海成都(上海-苏州-无

16、锡-常州-南京-合肥 )1960公里联络线G4211南芜高速南京芜湖 G4212合安高速合肥安庆11G50沪渝高速 上海重庆(上海-宜兴-芜湖)1900公里联络线G5011芜合高速芜湖合肥12G56杭瑞高速杭州瑞丽3405公里联络线G5611大丽高速大理丽江13G60沪昆高速上海昆明2730公里14G70福银高速 福州-银川 2485公里联络线G7011 十天高速 十堰-安康-汉中-天水 15G72泉南高速泉州南宁1635公里联络线G7211南友高速16G76厦蓉高速厦门成都2295公里17G78汕昆高速 汕头昆明1710公里18G80广昆高速广州昆明 1610公里联络线G8011开河高速 第

17、一节 道路工程概况地区环线1G91辽中环线辽中-新民-铁岭-抚顺-本溪-鞍山-辽中2G92杭州湾环线上海-杭州-宁波G9211联络线宁波-舟山3G93成渝环线成都-绵阳-遂宁-重庆-泸州-宜宾-乐山-雅安-成都4G94珠三角环线香港-澳门-珠海-顺德-佛山-花都-增城-东莞-深圳-香港和东莞-顺德-佛山-花都-增城-东莞 G9411联络线东莞-虎门-佛山 5G98海南环线 海口-琼海-万宁-三亚-东方-海口 6G99台湾环线台北-新竹-台中-台南-高雄-台东-花莲-宜兰-基隆-台北 第一节 道路工程概况城市环线北京 G4501 天津 G2501 济南 G2001 上海 G1501 合肥 G40

18、01 福州 G1501 石家庄 G2001 郑州 G3001 武汉 G4201 长沙 G4001 太原 G2001 西安 G3001 成都 G4201 昆明 G5601 银川 G2001 兰州 G3001 西宁 G6001 拉萨 G6001 呼和浩特 G6001 乌鲁木齐 G3001 沈阳 G1501 长春 G2501 哈尔滨 G1001 大连 G1101 青岛 G1501 宁波 G1501 厦门 G1501 广州 G3501 南京 G2501 杭州 G2501 深圳 G2501 重庆 G5001 贵阳 G6001 南宁 G7601 海口 G1501 南昌 G6001 第一节 道路工程概况京港

19、澳（G4）高速公路(湖南段)第一节 道路工程概况京福高速公路（G2）(福建段)第一节 道路工程概况总里程增长近10倍，年均增长62%。2020年15万公里湖南省2017年通车总里程近6300公里第一节 道路工程概况7、城市道路的组成 通达城市的各地区，供城市内交通运输及行人使用，便于居民生活、工作及文化娱乐活动，并与市外道路连接负担着对外交通的道路。1、机动车道、非机动车道、人行道；2、人行地道，包括地下人行道、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，包括照明设施、护栏、交通标志标线；5、沿街设施，包括电线杆、给水栓、邮筒、电讯；6、地下铁道、高架桥、立交桥；7、

20、绿化带。 第一节 道路工程概况污水雨水热力燃气电力电信上水防汛排水路灯处园林局 市 政 管 委交 管局环卫局路政局井盖由19家单位管理第一节 道路工程概况 城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四类：快速路：分向高速行驶、立体交叉、需控制出入，一般具有四车道以上、设中央分隔带。主干路：在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对外交通为主的道路。（城市的分区、港口、车站）次干路：连接主干道之间的辅助性干道。支路：是次干道与街道的连接线，以服务功能为主，解决地区交通。8、城市道路的分类和等级第一节 道路工程概况第一节 道路工程概况 快速路 a. 为城市大量距离、快速交通服务；

21、 b.有4个以上车道，中间设分车带； c.全部或部分控制出入。第一节 道路工程概况 主干路 a.连接城市各主要分区、车站、港口； b.以交通功能为主； c.机非分行第一节 道路工程概况 次干路 a.连接主干路的辅助性干道；b.兼有交通、服务功能。第一节 道路工程概况 支路 a.连接次干路与街区路； b.解决局部交通，以服务为主。第一节 道路工程概况第一节 道路工程概况快速路快速路主干路次干路 道路是供各种车辆(无轨)和行人等通行的工程设施。道路是一种带状三维空间结构物。道路设计从几何和结构两方面研究：几何方面 主要研究汽车行使与道路各个几何元素的关系。保证在设计速度、预计交通量以及地形和其他自

22、然条件下，行使安全、经济、旅客舒适以及路容美观。结构方面 结构包括路面、路基、桥涵、隧道等。对结构设计总的要求是：用最小的投资，最少的材料及合理的养护，使它们能在自然破坏力和汽车行驶所产生的各种力的作用下，在设计年限内保持使用质量。第一节 道路工程概况9、道路设计第二节 道路几何基本组成道路的组成：线路、结构物、附属设施线路：道路在地面上的位置及三维特征包括：横断面 平面 纵断面 交叉川湘公路奇观 线路-平面线路的平面：直线、圆曲线、缓和曲线第二节 道路几何基本组成线路-纵断面线路的纵断面：升坡段 长度 降坡段 长度 竖曲线第二节 道路几何基本组成线路-高速公路横断面第二节 道路几何基本组成线

23、路-城市道路横断面第二节 道路几何基本组成线路-城市道路横断面第二节 道路几何基本组成线路-城市道路横断面第二节 道路几何基本组成线路-交叉线路的交叉：平交和立交第二节 道路几何基本组成道路的结构物是道路的实体或主体工程，它主要由路基、路面、桥涵、隧道、排水系统、防护工程和交通服务设施组成。1、路基 是由土、石材料按一定技术要求，填筑压实而成的结构物，它承受路面传递的行车荷载，是支承路面的基础部分。三要素：宽度、高度、边坡坡度。第三节、道路结构组成道路结构物路基第三节、道路结构组成道路结构物路面路面 在路基顶面铺设的供车辆快速、舒适、安全行驶的路表结构物，用各种材料或混合料分层修筑。基本结构：

24、面层、基层、垫层。第三节、道路结构组成道路结构物涵洞涵洞：为渲泄面水流而设置的横穿路堤的小型排水构造物。第三节、道路结构组成道路结构物涵洞第三节、道路结构组成道路结构物桥梁桥梁是为道路跨越河流、山谷、人工障碍物而建造的构造物。桥梁可分为四类：特大桥、大桥、中桥、小桥。特大桥：L500m 大桥：100 m L500m 中桥：30 m L100m小桥：8 m L30m第三节、道路结构组成道路结构物桥梁第三节、道路结构组成道路结构物桥梁第三节、道路结构组成道路结构物隧道 道路穿越山岭、地下或水底而修筑的构造物。第三节、道路结构组成道路结构物隧道第三节、道路结构组成道路结构物排水设施 对排除地面水和地

25、下水面设置的排水构造物。它包括桥梁、涵洞、边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、盲沟、渗井、渡槽。第三节、道路结构组成道路结构物排水第三节、道路结构组成道路结构物排水第三节、道路结构组成道路结构物排水第三节、道路结构组成道路结构物防护工程为加固路基边坡，确保路基稳定的结构物。它包括：支挡结构、导流构造物等。第三节、道路结构组成道路结构物防护工程第三节、道路结构组成第三节、道路结构组成道路结构物防护工程道路附属设施为确保行车安全、顺畅、舒适，在道路沿线设置的交通安全、养护管理、服务和环境保护的设施。它包括：交通标志、标线；护栏、护墙、护柱；中央分隔带、隔音墙、隔离墙；照明设施；加油站、停车场；养护

26、管理房屋、绿化美化设施。第三节、道路结构组成收费站道路附属设施第三节、道路结构组成中央分隔带防眩板、护栏道路附属设施第三节、道路结构组成隔离护栏道路附属设施第三节、道路结构组成服务区道路附属设施隔音墙第三节、道路结构组成第四节 道路工程的主要内容1 道路工程的交通特征 （1）道路车辆及运行特征 （2）道路交通流特征2 道路几何设计（1）按照设计速度、交通量和服务水平要求以及驾驶特点、设计安全、舒适、经济的道路（2）确定线路平面、纵断面和横断面的各项几何要素，进行平面和立体交叉的设计。3 道路结构设计（1）路基设计：横断面形状、边坡坡度、支挡结构、地基处理、坡面防护（2）路面设计：确定路面结构类型、各结构层的混合料设计、结构层厚度（3）排水设计：根据地下水和地表水的流向、流量设计沟渠、管道等排水系统。4 道路施工5 养护和运营管理第四节 道路工程的主要内容 总体上，道路发展要针对道路建设中急需解决的耐久性、使用品质、安全、节能、环保、防灾、信息化等问题开展基础性、共性、前瞻性、前沿性的研究，不断完善、深化道路工程成套技术、拥有自主知识产权的技术。第五节、道路工程发展趋势勘察设计技术：计算机辅助设计（CAD）技术的攻坚，进一步推动了计算机在道路优化设计上的应用；GPS航测遥感、CAD集成技术的开发及推广应用，使道路设计由二维设计提升为空间三维设计，由静态设计提升为动态化设计