道路工程概论课件

1、道桥工程概论主讲：韩燕土木与建筑学院内容总揽第一章总论交通运输体系道路与道路工程我国道路工程的发展概况道路工程的基本概念道路的分类分级与技术指标第二章道路路线设计路线平面设计纵断面设计横断面设计第三章路线交叉与道路交通设施平面交叉立体交叉道路交通设施第四章路基工程1路基工程概述一般路基设计路基排水设计路基稳定性设计路基防护与加固挡土墙设计路基工程施工技术第五章路面工程路面工程概述路面工程施工技术柔性路面设计刚性路面设计第六章高速公路简介概述高速公路的效益高速公路的技术标准高速公路的设计要点线形设计结构设计第一章总论1.1 交通运输体系 铁路运输：适用于远程的大宗货物及人流运输。公路运输：适于人

2、流及货物的各种运距的小批量运输。水 运：通航地区最廉价的运输方式 航空运输：适于快速运送旅客及贵重紧急商品、货物。管道运输：运送液体、气体和粉状货物的专用方式。各种交通运输方式的特点及优势 铁路运输公路运输：水 运：航空运输：管道运输：运输量大；迅速；但需转运；装卸费用较高；属线性运输 高速铁路：轮轨 磁悬浮机动、灵活，适应性强，直达，迅速；属于平面服务；可实现库库运输，减少中转费用；单车运量小。高速公路 集装箱运输 终端运输耗能省、运输成本低；但受自然因素制约大方式：内河 海洋（近海、 远洋）速度最快；费用最高；舒适 专业性强（专用）；连续性强，运输成本低、损耗少， 三、道路工程体系的组成

3、1.3 我国道路工程的发展概况 一、我国道路工程的发展历史 道路是设置在地表面上供人、马、车行走的一种线状建筑物。1912年修筑第一条汽车公路(湖南长沙-湘潭,全长50km).1941年完成滇湎公路155km,我国最早的沥青路面工程.建国前,全国公路7.5万km,现在全国公路达300万km,高速公路达3600km.建设中的国道主干线,有”五纵七横”,总长约1万km.五纵七横12条路线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

4、至拉萨为318国道北京珠海同江三亚上海成都连云港霍尔果斯两纵两横二、道路现状评价存在如下几方面的问题： 1数量少。 （1）公路通车总里程： 目前通车里程虽己达175.8万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国为630万公里，日本140万公里，印度160万公里。 高速公路总量也明显偏少。 美国、加拿大国土面积与中国差不多，高速公路里程已达8.8万公里和.9万公里，法国国土仅为中国的十七分之一，高速公路里程已达9000公里；日本国土很小，而高速公路已达近7000公里。 高速公路里程占公路总里程的比例偏低。 中国仅为0.82，而发达国家已达1.5左右，如加拿大为1.88，德国已达1.72，美国

5、为1.37，印度、马来西亚等发展中国家高速公路发展也很快。2公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。在通车里程中，二级以上的公路，只占公路总里程的13.1%多，等级以上公路所占比重为78.3%，还有达不到技术标准的等外公路36.4万公里，占22左右。高级、次高级路面里程占公路总里程的38.9%。无路面里程15.4万公里,占9 。 3发展不平衡。东西部差距较大，平原区与山区差别大。到2000年底全国仍有353个乡（0.8%），6.9万个村（9.2%）不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km，天津85.1km，北京81.0km，海南61km，广东58km，江苏56.6km。10km

6、以下的省有5个，西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃，黑龙江省13.8km，排位倒数六。4通行能力低。通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。5服务水平低。公路运输服务不满足要求。2发展规划（1）国道主干线公路全部建成高速公路。（3.5万公里） 19902020年，总长3.5万公里国道主干线公路全部建成高速公路。 2003年，完成“两纵两横”； 2020年，完成“五纵七横”。（2）省道干线道路网形成。 （3）2030年实现智能化公路运输系统。 （4）2040年智能化综合交通运输系统形成。1.4 道路工程的基本概念一、机动车与非机动车设计车辆行驶在道路上的车辆种类繁多，有机动车和非机动车。机动车有摩

7、托车、小汽车、公共汽车、载重汽车、拖挂车和大型集装箱车等。非机动车有自行车、三轮车、板车、兽力车等。规范对各种车辆进行归类，将其尺寸标准化，称“设计车辆”，作为道路设计依据。二、行车速度设计速度：当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受道路条件的影响时，具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。当然，驾驶人员在道路上实际采用的车速不会按设计车速行驶，而是根据沿途的地形条件、道路条件、交通条件以及自身的驾驶技术选择各自的行驶速度。公 路 等 级高 速 公 路一 级 公 路二 级 公 路三 级 公 路四 级 公 路设 计 速 度（km/h）12010080100806080604030

8、20三、交通量 交通量：交通量是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数量。年平均日交通量、平均日交通量、高峰小时交通量。第30位小时交通量与年平均日交通量的比值，称为第30位小时交通量系数，以K表示。我国国家干线公路9个省的10个观测站资料统计得出，K值的分布为11一15，平均为13.3。我国城市道路设计规范把系数K又称为设计高峰小时系数，即设计高峰小时交通量与年平均日交通量的比值。K值的分布在9一14之间。 K值一般可如下取值：城市道路用11；公路：平原区用13，山区用15。 四、通行能力1、通行能力是指在一定的道路、交通、管制条件下，单位时间内，一条车道或道路

9、的某一断面所能通过的最大车辆数。 通行能力实质上是道路负荷状况的一种量度，它既反映了道路疏通交通的最大能力，也反映了在规定特性前提下，道路所能承担车辆运行的极限值。一般以辆h或辆(车道h)表示。2、道路设施和交通实体的不同，通行能力可分为机动车道通行能力、非机动车道通行能力和人行道通行能力； 根据车辆运行状态的持征不同，通行能力可分为路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力； 根据通行能力的性质和使用要求的不同、通行能力可分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力。 3、道路路段通行能力4、平面交叉口通行能力5、立体交叉口通行能力城市道路分为四类十级。 1、快

10、速路、主干路、次干路、支路四类。 2、除快速路外的每类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等又分为I、级。第二章道路路线设计概述原则：近远期结合；工程量小、造价低、效益好；支援农业；通过地质、水文好的地带；环境保护；利用地形，平、纵、横面结合；各种地形条件下的选线平原微丘区选线：优缺点注意方面2.1路线平面设计一、直线1、直线(曲率为零的线性)特点2、最长、最短限制(1)路线短捷，缩短里程，行车方向明显(2)线形简单，容易测设(3)从行车安全和线形美观来看,长直线，行车安全性差，往往是发生车祸较多的路段。(4)虽满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境协调。同向曲线间的直线互相通视的同向

11、曲线间若插以短直线，容易产生把直线和两端的曲线看成为反向曲线的错觉。在车速较高的道路(60kmh)上宜尽可能保证，而对于低速道路(40kmh)，同向曲线间的最小长度(以m计)以不小于行车速度(kmh)的2倍为宜。反向曲线间的直线最小长度转向相反的两圆曲线之间，考虑到为设置超高和加宽缓和的需要以及驾驶人员转向操作的需要其间的直线最小长度(以m计)以不小于设计车速(以kmh计)的2倍为宜。 二、圆曲线(曲率为常数)1、计算圆曲线半径的基本公式特点任意点曲率半径为常数，曲率也为常数，故测设简单； 能较好地适应地形的变化，适用范围较广而灵活；较大半径的长缓圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；圆曲线上每一点

12、都在不断改变方向，汽车受到离心力作用，同时汽车比直线段多占用宽度；圆曲线半径较小时，驾驶员视线受到内侧路堑边坡或其他障碍物影响，视距条件差；半径较小，中心角过大，会影响行车安全。半径计算RV2/127（ih）式中：V行车速度（km/h） 横向力系数 ih路拱横坡度3、关于横向力系数 横向力的存在对行车产生种种不利影响，值越大越不利，主要表现在以下几个方面： 行车稳定性： 0.15一0.16，干燥与潮湿路面均可以较高的速度安全行驶；0.07，路面结冰也能安全行驶。乘客舒适性:运营经济性： 当0.100.15，轮胎磨耗及燃料增加较小。值与燃料消耗和轮胎磨耗变化关系，见表。 三种类型的最小半径，在选

13、用值时所考虑的因素应结合具体问题来合理选用。 关于最大超高如ihmax行车安全 ihmaxfw 式中：fw 一年中气候恶劣季节路面 的横向摩阻系数。 驾驶员和乘客以心理上的安全感。对重山区、城市附近、交叉口以及有相当数量非机动车行驶的道路，最大超高还要比一般道路小些。 我国标准对公路最大超高和城市道路最大超高的规定见下表 。3、半径限制：极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径(取ihmax一0.015，0.035)4、圆曲线的计算： 在选用圆曲线半径时,应尽量选用较大的半径,并考虑以下因素:一般情况下,以采用极限半径48m为宜，当条件受到限制时，也应采用大于或等于一般最小半径，只有在特殊

14、困难时才采用极限最小半径。圆曲线半径过大也无实际意义，一般不宜大于10000m。各级公路不论偏角大小，均应设置平曲线。圆曲线应同前后相邻的平面线形相协调，不宜悬殊过大，使之构成连续、均衡的曲线线形。应与纵断面线形协调，必须避免小半径平曲线与竖曲线相重合。ZY(桩号)JD(桩号)一T YZ(桩号)ZY(桩号)十L QZ(桩号)YZ(桩号)一L2 JD(桩号)QZ(桩号)十J2三、缓和曲线(曲率为变数)1、设置缓和曲线的目的（1）曲率连续变化，便于车辆行驶；（2）离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适；（3）超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳；（4）与圆曲线配合得当，增加线形美观。 直线与曲线连接效果图(

15、a)不设缓和曲线感觉路线扭曲；(b)设置缓和曲线后变得平顺美观 2、缓和曲线的基本形式（1）回旋线作为缓和曲线： l= A2/ 极坐标方程式式中：转弯半径（m）； l回旋线上某点到原点的曲线长（m）； A回旋线的参数。A表征回旋线曲率变化的缓急程度。直线直线圆曲线缓和曲线缓和曲线（2）各要素的计算公式任意点P处的曲率半径为 P的回旋线长为 上二式中的是回旋线上任一点P的切线方向与X轴的夹角，称作“缓和曲线角”。其值为 P点曲率圆的内移值为 P点曲率圆的圆心M点的坐标为 P点的弦长为 P点的弦偏角为 3、有缓和曲线的道路平曲线几何要素 道路平面线形三要素的基本组成是：直线一回旋线一圆曲线回旋线一

16、直线。4、主点里程桩号计算方法以交点里程桩号为起算点：ZH = JD THY = ZH + LsQZ = ZH + L/2YH = HZ LsHZ = ZH + L四、超高与加宽 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称之为超高。当汽车行驶在设有超高的弯道上时，汽车自重分力将抵消一部分离心力，从而提高行车的安全性和舒适性。1、平曲线超高（1）圆曲线的全超高（2）超高缓和段有中间带公路无中间带的公路2、平曲线加宽（1）圆曲线的全加宽（2）加宽缓和段五、行车视距1、定义：为了行车安全，驾驶人员应能随时看到汽车前面相当远的一段路程，一旦发现前方路面

17、上有障碍物或迎面来车，能及时采取措施，避免相撞，这一必须的最短距离称为行车视距。行车视距是否充分，直接关系到行车的安全与迅速，它是道路使用质量的重要指标之一。视距不足的例子2、分类驾驶员发现障碍物或迎面来车，根据其采取措施的不同，行车视距可分为以下几种类型：1）停车视距 2）会车视距 3）错车视距 4）超车视距 5）避让障碍视距 上述五种视距中，前三种和第五种属于对向行驶，第四种属于同向行驶。第四种需要距离最长，须单独研究。而前三种和第五种，以会车视距最长，只要道路能保证会车视距，停车视距和错车视距和避让障碍视距也就可以得到保证了。1）停车视距 根据行车分析，从司机发现障碍物到汽车完全停止下来

18、所必需的安全距离可由三部分组成，（如图 ）反应距离s1。 s1Vt/3.6 制动距离s2。 s2=KV2/（254（） 安全距离l安。汽车完全停止时与障碍物之间的距离，一般取510m。 停车视距。 S停S1+S2+l0 2）会车视距 两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇及时刹车所必需的最短距离，称为会车视距。会车视距由三部分组成(见图)：(1)双方司机反应时间所行驶的距离。(2)双方汽车的制动距离。(3)安全距离。 会车视距2停车视距。 4）超车视距 在一般双车道公路上行驶着各种不同速度的车辆，当快速车追上慢速车以后，需要占用供对向汽车行驶的车道进行超车。为了超车时的安全，司机必须能看到前面足够

19、长度的车流空隙，以便在相邻车道上没有出现对向驶来的汽车之前完成超车而不阻碍被超汽车的行驶。这种快车超越前面慢车后再回到原来车道所需要的最短距离称为超车视距，如图所示。 超车视距计算超车视距的全程可分为四个阶段： （1）加速行驶距离Sl。 S1V0t1/3.6at12/2 式中 v0被超汽车的速度，kmh；t1加速时间，s； a平均加速度，ms2。（2）超车汽车在对向车道上行驶的距离S2 。 S2Vt2/3.6 式中 V超车汽车速度，kmh； t2在对向车道上的行驶时间，s。（3）超车完了时，超车汽车与对向汽车之间的安全距离S3。 S3一般取 15100m。（4）超车汽车从开始加速到超车完了时对

20、向汽车的行驶距离S4 。 S4V（t1t2）/3.6六、线型组合形式1、基本型回旋线圆曲线回旋线 使线形连续协调，回旋线圆曲线一回旋线的长度之比宜为l11 2、S型圆1回旋1（反向）回旋2圆2（两个反向圆曲线间用两个反向回旋线连接的组合形式，称为S形曲线，两圆曲线半径之比不宜过大，以R2/R11一1/3为宜。）3、回头曲线回头曲线指在山区公路为克服高差在同一坡面上展线时所采用的、其圆心角一般接近或大于180的曲线。4、凸型回旋1（以R衔接）回旋2（两同向回旋曲线间不插入圆曲线而径相连接的组合形式称为凸形曲线。 ） 设置凸形曲线的几何条件是：20。凸形曲线之回旋曲线最小参数及其连接点的半径值，应

21、分别符合容许最小回旋线参数和圆曲线一般最小半径的规定。5、复合型回旋1回旋2圆（两个及两个以上的同向回旋曲线，在曲率相等处径相衔接的组合形式称为复合形曲线。） 复台形曲线的两个回旋线参数之比一般以小于1：15为宜。这种形式很少采用，仅在受地形或其它持殊原因限制时采用(互通式立交除外)。 6、C型回旋1（以R=0接）回旋2（同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式称为C形曲线。）路线平面图（如图）地形、地物公路路线中心线及里程桩号、断链、水准点大中桥、隧道、沿线设施沿线省、市、自治区、县分界线路中心线近、远期规划红线、车行道线、停车场绿化带、交通岛、人行横道线城市道路沿街建筑物出入口、地上地

22、下管线雨水井、窨井交叉口及沿线里程桩弯道及曲线要素交叉口侧面的转弯半径2.2 路线纵断面设计一、纵坡设计的一般规定和要求1、最大纵坡（最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。它是道路纵断面设计的重要控制指标。在地形起伏较大地区，直接影响路线的长短、使用质量、运输成本及造价。 ）2、坡长限制最大坡长限制：最短坡长的限制 平顺性、美观性、易操作性。3、平均纵坡（一种合法但不合理的做法 ）标准规定：二、三、四级公路越岭路线的平均纵坡，一般以接近5.5 (相对高差为200500m)和5(相对高差大于500m)为宜，并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5。城市道路的平均纵坡按上述

23、规定减少1.0。对于海拔3000m 以上的高原地区，平均纵坡应较规定值减少0.5一1.0。 4、合成坡度 合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向为水流线方向。二、竖曲线设计1、定义：纵断面上两个坡段的转折处，为了便于行车，用一段曲线来缓和，称为竖曲线。竖曲线的形式采用抛物线。竖曲线的切线长与曲线长以其在水平面上的投影长度计，切线支距是竖直的高程差，相邻两坡度线的交角用坡度差表示。 纵断面上两相邻不同坡度线的交点称为变坡点。为保证行车安全、舒适以及视距的需要，而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，坡度角一般较小，可近似地用两坡段坡

24、度的代数差表示，即=i2-i1 ，式中、分别为两相邻坡段的坡度值，上坡为正，下坡为负。如图。为正，变坡点在曲线下方，竖曲线开口向上，称为凹形竖曲线；为负，变坡点在曲线上方，竖曲线开口向下，称为凸形竖曲线。2、竖曲线要素计算竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T某桩号在凸（凹）曲线上的设计标高 =该桩号在切线上的设计高-（+）y竖曲线的计算示例某山岭区一般二级公路，变坡点桩号K5+030.00，高程为427.68m,i1 +5, i2 =一4，竖曲线半径2000m。试计算竖曲线半径主要素及桩号K5+000.00和K5+100.00处的设计标高。解：1计算竖曲线要素 i2i1

25、0.040.05=0.09，为凸形竖曲线 曲线长 L R 20000.09180m 切线长 TL2180/290m外距 E T2/2R902/(22000)2.03m 2计算设计标高竖曲线起点桩号(K5+030.00)90=K4+940.00竖曲线起点高程427.68900.05423.18m 桩号K5+000.00处：横距x1K5+000.00K4+940.0060m竖距h1x12/(2R)602/(22000)0.90m切线高程423.18600.05426.18m设计高程切线高程竖距426.180.90425.28m 桩号K5+100.00处：横距x2K5+100.00K4+940.00

26、160m竖距h2x22/(2R)1602/(22000)6.40m切线高程423.181600.05431.18m设计高程切线高程竖距431.186.40424.78m三、竖曲线限制：半径、曲线长（缓和冲击 、时间行程不过短 、满足视距要求 ）四、平纵面线型组合线型组合原则诱导视线、平纵指标均衡、合成坡度适当平纵组合线形平面要素纵断面要素优缺点A直线直线B直线凹形曲线C直线凸形曲线D曲线直线E曲线凹形曲线F曲线凸形曲线平曲线与竖曲线应相互重合，且平曲线应稍长于竖曲线 。平曲线与竖曲线的大小应保持均衡 。应根据路面排水和汽车行驶动力学要求，选择组合得当的合成坡度 。暗、明弯与凸、凹竖曲线 。（暗

27、弯与凸形竖曲线及明弯与凹形竖曲线的组合是合理的、悦目的。 ）3、平纵线形搭配图示一、横断面设计（一）公路横断面的组成路 基路肩行 车 道中 间 带车道车道硬路肩土路肩中央分隔带路缘带路缘带高速公路、一级公路路基标准横断面2.3路线横断面设计路 基路肩行 车 道路肩车 道车 道加固部分土路肩二、三级公路路基标准横断面路 基路肩路肩行车道土路肩加固部分四级公路路基标准横断面（二）城市道路横断面的组成1、组成：机动车道、非机动车道、人行道、绿带、排水设施、各种管线工程等。2、基本形式（布置类型。单幅路，双幅路，三幅路，四幅路。）单幅路三幅路双幅路四幅路单幅路占地少、投资省，但各种车辆混合行驶，于交通

28、安全不利，仅适用于机动车交通量不大非机动车较少的次干路、支路以及用地不足拆迁困难的旧城改建的城市道路上。双幅路断面将对向行驶的车辆分开，减少了行车干扰，提高了车速，分隔带上还可以用作绿化、布置照明和敷设管线等。它主要用于各向两条机动车道以上，非机动车较少的道路。有平行道路可供非机动车通行的快速路和郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段亦可采用。三幅路将机动车与非机动车分开，对交通安全有利；在分隔带上布置绿化带，有利于夏天遮阳防晒、减少噪音和布置照明等。对于机动车交通量大、非机动车多的城市道路上宜考虑采用。但三幅式断面占地较多，只有当红线宽度等于或大于40m时才能满足车道布置的要求。 四幅路不但

29、将机动车和非机动车分开，还将对向行驶的机动车分开，于安全和车速较三幅式路更为有利。它适用于机动车辆车速较高，各向两条机动车道以上，非机动车多的快速路与主干路。一条道路宜采用相同形式的横断面。当道路横断面形式或横断面各组成部分的宽度变化时，应设过渡段。过渡段的起、止点宜选择在交叉口或结构物处。（三）行车道宽度行车道宽度=机动车道宽度+非机动车道宽度一般双车道公路行车道宽度的确定：B单（ac）2 xy式中 a车箱宽度，m； c汽车轮距，m；2x两车箱安全间隙，m，y轮胎与路面边缘之间的安全距离，m。（四）路肩、分车带与人行道路肩：硬路肩、土路肩分车带：分隔带、两侧路缘带缘石人行道立式斜式曲线式二、

30、横断面设计（一）设计要求（二）设计方法（见流程图）点绘各横断面的横向地面线确定路基宽度、边坡坡度、边沟尺寸拟定超高和加宽值完成路基设计表绘出横断面设计线清除视距障碍及设置视距台三、路基土石方数量（一）路基土石方数量计算平均断面法 横向调运+纵向调运+借方填方 横向调运+纵向调运+弃方挖方 挖方+借方填方+弃方 （二）几个概念免费运距：土方作业包括挖、装、运卸等工序，在某一特定距离内，只按挖方数计价，这一特定距离称为免费运距。不同的施工方法，其免费运距也不同，如人工作业时，人工运输的免费运距为20m，轻轨运输的免费运距为50m。机械作业时，推土机的免费运距为20m，铲运机的为l00m等。平均运距

31、：土石方调配时，从挖方体积重心到填方体积重心的距离称为平均运距，为简化设计计算，通常平均运距为按挖方路段中心至填方路段中心的距离计。 计价运距（超运距）：平均运距免费运距。工程定额中将人工运输的平均超运距按每10m为一运距单位，也可称“级”(如轻轨运输以50m为以“级”等)，即10m为一级，在“路基土石方数量计算表”中记作，20m 为二级，记作，其余类推。经济运距：填方用土的来源，一是从路堑挖方纵向调运，另一是就近路外借土。一般情况下，利用挖方纵向调运来填筑较近的路堤是比较经济的；但如果调运的距离较长，以至运费(上述超运运距的另加运费)超过了在路堤附近借土所需的费用时，这种移挖作填就不如在附近

32、借土经济。因此，采用“调”或“借”有个运距限度问题，这个限度距离称经济运距。计算公式：L经 B TLm式中 L经经济运距，m； B 借方单价，元m3； T超运运费单价，元(m3km)； Lm免费运距，m。 计价土石方数量 在土石方数量中，所有的挖方量均应予以计价，但填方则按土方的来源决定是否计价，若是路外就近借土就应计价，若是移挖作填的纵向调配方则不应计价，否则就形成了双重计价(路堑挖方已计，填方再计)。因而计价土石方数量为: V计V挖V借 第三章 路线交叉与道路交通设施 3 .1平面交叉设计平面交叉设计内容：选择交叉口形式、拟定尺寸、布设交通设施、交叉口竖向设计交叉口的交通组织和交通分析分流

33、点合流点 冲突点分流点同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点；合流点来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点；冲突点来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。 减少或消灭冲突点的办法：交通管制渠化交通设置立交二、交叉口形式和适用范围平面交叉口的形式: “十”字形，“T”字形及其演变而来的X形、Y形、错位、多路交叉。平面交叉的布置类型： 1、加铺转角式：交叉口用适当半径的圆曲线平顺连接相交道路的路基和路面。 2、分道转弯式： 通过设置导流岛、划分车道等措施，使单向右转或双向左、右转车流以较大半径分道行驶的平面交叉。特点：交叉口转弯车辆，尤其是右转弯车辆行驶速度和通

34、行能力都较高。适用：车速较高，转弯车辆较多的一般道路。3、扩宽路口式： 为使转弯车辆不影响其它车辆的正常行驶，在交叉口连接部增设变速车道和转弯车道的平面交叉。特点：可减少转弯交通对直行交通的干扰，车速较高，事故率低，通行能力大，但占地多，投资较大。适用：交通量较大、转弯车辆较多的二级公路和城市主干路。设计时主要解决扩宽的车道数，同时也要满足视距和转角曲线半径的要求。 4、环形交叉： 在交叉口中央设置中心岛，用环道组织渠化交通，使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉，俗称转盘。 特点：驶入交叉口的各种车辆可连续不断地单向运行，没有停滞，减少了车辆在交

35、叉口的延误时间；环道上行车只有分流与合流，消灭了冲突点，提高了行车的安全性；交通组织简便，不需信号管制；对多路交叉和畸形交叉，用环道组织渠化交通更为有效。缺点：是占地面积大，城区改建困难；增加了车辆绕行距离，特别是左转弯车辆；一般造价高于其他平面交叉。适用：多条道路相交，通过交叉口的交通量总数为5003000辆小时，左右转弯车辆较多，且地形较平坦的情况。三、交叉口平面设计加宽转角式交叉口交叉口视距交叉口转角的缘石半径拓宽路口式交叉口设计拓宽车道数拓宽位置的选择拓宽车道长度的计算环形交叉口设计中心岛的形状和尺寸环道的宽度交织角环岛进出口的转弯半径环道的横截面环道的外缘石3.2立体交叉设计定义设置

36、条件注意问题一、立体交叉的组成和类型组成立体交叉的类型上跨式互通式下穿式分离式跨路桥、匝道、外环、内环、入口、出口、加速车道、减速车道、引道三、立体交叉线形设计速度限制立体交叉间距限制横断面设计纵断面设计四、匝道设计匝道类型匝道的“平、纵、横”设计匝道的端部设计第四章 路基工程4.1 路基工程概述一、路基工程的特点二、对路基的基本要求三、路基结构路基用途的分类土巨粒土粗粒土细粒土特殊土漂石土卵石土砾类土砂类土粉质土粘质土有机质土黄土膨胀土红粘土盐渍土路基用途的选择不易风化的岩石土碎（砾）石土沙土砂性土粉性土粘性土重粘土有机质土膨胀土湿陷性黄土泥岩盐质土四、路基的干湿类型路基湿度的来源大气降水、

37、地面水、地下水、水蒸气及其凝结水、给排水设施泄露路基干湿类型的划分标准：平均稠度类型：干燥、中湿、潮湿、过湿路基临界高度4.2 一般路基设计一、路基横断面基本形式路堤：一般路堤、浸水路堤、陡坡路堤路堤路堑填挖结合形式二、路基常见病害和设计的一般要求1、路基的沉陷2、路基边坡的坍方3、路基沿山坡滑动滑移4、特殊地质条件下的病害冻胀与翻浆、泥石流、雪崩、岩溶、地震、特大暴雨水毁等三、路基的基本结构高速公路、一级公路路基标准横断面二、三、四级公路路基标准横断面（一）、路堤边坡1、如地质情况良好，土质路堤可参照下表选定其边坡坡度。如填土边坡高度超过20m，坡率应个别设计，由边坡稳定性分析确定。填料类别

38、边坡坡率上部高度（H8m）下部高度（H 12m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5（二）、路堑边坡四、路基工程的附属设施取土坑(路侧取土、路外集中取土)（1）路线外集中取土坑的设置，应根据各地段所需要取土的数量，并结合路基排水、土质、施工方法，做出统一设计；（2）取土坑至路基之间的距离不得影响路基边坡稳定；（3）桥头引道两侧不宜设置取土坑；（4）兼作排水的取土坑，应确保水流通畅排泄，其深度不宜超过该地区地下水位（平原区一般深度约为1m），并应与桥涵进口高程相衔接；其纵坡不应小于0.2，乒坛地段亦不应小于0.1；（5）对取土坑应采取必要的排水、防护

39、和绿化措施，避免水土流失。 弃土堆: （ 1）弃土堆设计应当与当地农田建设和自然环境相结合，并注意保护林木、农田、房屋及其他工程措施。（2）弃土堆不得影响路基稳定和斜坡稳定，废方应在沿线附近低洼荒地或路堑的下侧堆放，当地面横坡缓于1：5时，可以设置在路堑两侧。（3）弃土堆应堆放规则，进行适当的碾压，并采取必要的排水、防护和绿化措施。(4）沿河弃土时，应避免弃土阻塞、污染河道。桥头弃土不得挤压桥墩、阻塞桥孔。（5）风沙或风吹雪路段的弃土堆应设置在迎风一侧，并应与路基具有足够的距离。护坡道:用于高边坡和软弱地基地段，保证边坡的稳定性和防止地基的沉陷碎落石:用于防止山坡、边坡的碎落物落入边沟或车道，

40、设置在路堑边坡坡脚、边沟或截水沟的外测；路堑挡土墙或山坡挡土墙的墙顶。hd护坡道高度h护坡道宽度d3m1m36m2m612m24m碎落台碎落台4.3 路基排水设计地下排水盲沟渗井地面排水边沟截水沟排水沟跌水和急流槽拦水带4.4 路基稳定性设计一、滑动类型1、滑坡；2、滑移。二、力学验算法方法： 直线滑动面法 圆弧滑裂面法 路堤沿斜坡基础整体滑动稳定性验算三、提高路基稳定的措施1、基底处理2、改变结构3、改变填土4、加强排水5、支挡设施4.5 路基的防护与加固坡面防护堤岸防护加固支挡植物防护植物防护换填法、 挡土墙 混凝土防护排水固结、封面防护碾压与夯实砌石防护化学加固法挤密法4.5.1 坡面防

41、护一、植物防护（一）植被防护1.植草 草种根据防护目的、气候、土质、施工季节确定，宜于选用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生草种。宜于选择便于局部生态系统平衡的草种混播方式。2.铺草皮 适用于需要快速绿化，且坡率缓于1：1的土质边坡和严重风化的软质岩石边坡。不宜采用喜水、生长在泥沼地的草皮。3.植树 适用于坡率缓于1：1.5和边坡或再边坡以外的河岸及漫滩地。应选用根深叶密的低矮灌木。注意视距和风沙、风雪流问题。横断面示意图（二）三维植被网防护 适用于砂性土、土夹石及风化岩石，且坡率缓于1：0.75的边坡防护；三维植被网中的回填土通常采用客土。二、骨架植物防护（一）浆砌片石或水泥

42、混凝土骨架植物防护 适用于缓于1：0.75的土质和全风化岩石边坡。当坡面受水冲刷严重或潮湿时，坡度应缓于1：1（二）多边形水泥混凝土空心块植物防护1.适用于缓于1：0.75的土质和全风化、强风化岩石边坡。并视情况设置浆砌片石或水泥混凝土骨架。2.多边形水泥混凝土空心预制块的混凝土强度不应低于C20，厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土，喷播植草。（三）锚杆混凝土框架植物防护1.适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。2.锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆。框架应采用钢筋混凝土，混凝土强度不应低于C25。三、圬工防护（一）喷浆（混凝土）防护适用于坡率缓于1：0.5、

43、易风化但未遭强风化的岩石边坡，喷浆的厚度不宜小于50mm，强度不低于M10;喷混凝土的厚度不宜小于80mm，强度不低于C15。（二）锚杆挂网喷浆适于坡面未碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。（三）砌石或混凝土预制块护坡干砌片石护坡适用于坡度缓于1：1.25土（石）质路堑边坡。厚度不宜小于250mm。浆砌片石护坡适用于坡度缓于1:1的 易风化岩石和土质路堑边坡。厚度不宜小于250mm。（四）砌石或混凝土护面墙适用于易风化或风化严重的软质岩石或较破碎岩石的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡，边坡不宜陡于1：0.5。墙顶厚度一般大于40mm，需要考虑

44、基础、沉降伸缩缝以及排水孔问题。4.5.2 堤岸防护（一）植物防护（二）、砌石或混凝土护坡（三）、抛石（适用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙、护坡的基础防护。）（四）、石笼（五）、浸水挡土墙三、软土地基加固方法（一）换填土层法（二）强夯法（三）排水固结法（四）挤密桩法：砂桩、碎石桩、石灰桩振沉桩施工示意图4.6 挡土墙设计一、挡土墙的用途 挡土墙是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。二、挡土墙各部分的名称三、挡土墙的分类（一）按照挡土墙设置的位置1、路堑挡土墙2、路肩挡土墙3、路堤挡土墙4、山

45、坡挡土墙（二）按照挡土墙的结构形式1、重力式挡土墙：依靠墙的自重支撑土压力，圬工结构。形式简单，施工方便。（A、B、E多用于路肩墙、路堤墙；C、D多用于路堑墙）A 竖直式B 俯斜式C 仰斜式D 折线式E 衡重式2、锚定式挡土墙锚杆式 锚定板式 3、薄壁式挡土墙 4、加筋土挡土墙5、土钉（钉土）挡土墙6、柱板式挡土墙 7、垛式（框架式）挡土墙4.7 路基的施工一、路基施工的一般程序和内容（一）施工前的准备工作主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面。（二）修建小型人工构筑物 主要是小桥涵、档土墙和地下排水设施等。要求其先完工 。（三）路基土石方工程 包括开挖路堑，填路基，压实、整平，建排水沟渠及

46、加固工程。（四）路基工程的检查与验收 包含各个工序、分项工程、分部工程、单位工程、整个建设项目的竣工检查验收。二、路基施工的基本方法1.人工施工2.简易机械化施工3.水力机械化施工 4.机械化施工5.爆破施工三、土质路基施工方法（一）各级公路路基填方材料最小强度和最大粒径应满足下表 ：注：三、四级公路采用高级路面时，应按二级公路的规定 当路基填料的CBR值达不到本表要求时，可掺入石灰或其他稳定材料处理（二）填筑方案与施工方法1.分层填筑法水平分层填筑纵坡分层填筑2.竖向填筑法在原地面纵坡较大，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填筑。3.混合填筑法（三）不同土质填筑路堤的规定1 .不同

47、性质的填料要分别分层填筑，不得混填； 2 .路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部； 3 .透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成 4% 的双向向外横坡，以免积水； 4 .沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。 正确方案错误方案弱透水性土透水性土不同土质路堤接头 透水性土弱透水性土四、路基压实、路基压实的意义与机理 大量试验和工程实践还证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能等，均有明显改善。、影响压实的因素内部因素：土的含水

48、量、土的性质；外部因素：压实功能、压实工具的类型、压实的方法。含水量对压实的影响土质对压实效果的影响压实功能对压实效果的影响 w0、路基压实标准压实度压实标准、路基压实质量的控制与检查第五章 路面工程5.1 概述一、路面的作用及基本要求定义:使用各种混合料铺筑在路基上的供车辆行驶的层状结构物。作用基本要求刚度、强度、稳定性、平整度、抗滑性、良好的不透水性、低躁声和低扬尘性二、路面结构层次的划分垫层（或隔离层）加固路肩土路肩土路肩基层路缘石路基面层ii路拱横坡路拱横坡度（路拱形式：圆弧、抛物线、直线）三、路面结构层（一）面层(保证强度、刚度、不透水性、温度稳定性、平整度、粗糙度和耐磨性。)、面层

49、的作用：、面层的种类：承受行车荷载沥青类保证行车通畅水泥类保证行车平稳舒适砂石类块料类、面层的构成：、面层的结构多层沥青混合料横坡双层水泥混凝土超高复合式结构路肩带有磨耗层或保护层的砂石结构（二）联结层 加强面层与基层的联结，提高面层的抗疲劳能力。（三） 基层、基层的作用:承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和土基扩散荷、对基层的要求足够的刚度和强度，足够的抗水性，与面层相同的横坡， 比面层宽。、基层种类稳定类、粒料类。（四）低基层重要公路和高速公路多采用。（五） 垫层（在路基排水不良或有冻涨翻浆的路段设置。 ）、垫层的作用排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力。、垫层材料颗粒材料、结合料稳定土

50、。四、路面的分级与分类路面等级面层类型适用的道路等级高级路面水泥混凝土路面沥青混凝土路面高速公路、一级和二级、城市快速路、主干道次高级路面沥青上拌下贯式乳化沥青碎石混合料热拌沥青碎（砾）石混合料沥青表面处治二级三级中级路面碎（砾）石（泥结或级配）半整齐石块水结碎石四级低级路面粒料改善土四级分类：按照力学特性分类刚性路面、柔性路面、半刚性路面按照面层材料分类沥青路面、水泥路面、块料路面、砂石路面五、行车荷载分析1、车辆的种类与轴型2、汽车荷载作用力：（1）车轮作用在路面上的垂直力；（2）车轮作用于路面的水平力；（3）车辆作用于路面的其他力六、自然环境对路面结构的影响（水、阳光与气温）5.2 路面

51、工程施工技术一、路面基垫层施工方法（一）级配型砾（碎）石结构层 由各种集料（砾石、碎石、工业废渣）和土，按密实级配原理修筑而成的路面结构层，强度由摩阻力和粘结力构成。1、分类（1）级配砾（碎）石 优质级配碎石，国外广泛用于柔性路面的基层； 普通级配（砾）碎石用于中、低级柔性路面的基层或砂石路面的磨耗层。 （2）原状砾（碎）石土用于中、低等级道路的基层、砂石路面的面层，较细的砂土混合物用于砂石路面的稳定类保护层。（3）原状砂砾用于路面的垫层，较细的用于砂石路面的松散类保护层。 2、材料要求与施工工艺（1）级配碎石1）符合最佳级配（一般采用变K法的最大密实度曲线）；2）压碎值不大于26；3）针片状

52、含量不超过20；4）小于0.5mm的细料应无塑性且液限应小于25 。准备下承层施工放样运输和摊铺未筛分碎石撒水使碎石湿润运输和撒布石屑搅和并补充洒水整型碾压未筛分碎石和石屑在碎石场加水湿拌运输现场摊铺补充拌和和洒水级配碎石路拌法施工工艺流程图（2）级配砾石 宜于选择河床洁净砂砾，要求颗粒尺寸在540mm之间，其中2540mm 含量不少于50%，为防止冻胀和湿软，应注意控制小于0.5mm细料的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应在级配砾石中掺石灰 。（3）原状砾（碎）石土 原状砾（碎）石的性质取决于混合料中石、土的比例和石块的级配分布，石、土比例小于7：3的不宜用作基层，一

53、般应通过颗粒分析后决定其是否用于粒料类结构层还是用于稳定类结构层。级配不良，很难通过调整级配达到级配粒料类标准的只能用于路基。准备下承层准施工放样运输和摊铺主要集料运输和摊铺掺配集料洒水拌和整行碾压必要时洒水级配砾石施工工艺流程图准备下承层施工放样粉碎或运送摊铺集料洒水闷料整平和轻压运送和摊铺石灰拌和加水并湿拌整型碾压接缝和调头处的处理养生石灰稳定土的工艺流程图准备下承层准施工放样运输和摊铺主要集料运输和摊铺掺配集料洒水拌和整行碾压必要时洒水必要时洒水二、沥青路面施工技术1、施工分类：层铺法、路拌法、厂拌法2、沥青路面的材料沥青材料、粗集料、细集料、填料3、沥青表面处层铺法施工工序：清理基层洒

54、布沥青铺撒矿料碾压初期养护4、沥青贯入式沥青贯入式施工工序：放样和砌筑路缘石清扫基层浇洒透层或粘层沥青（厚度为45cm的浅贯入式）撒铺主层矿料，检查松铺厚度碾压浇撒第一遍沥青撒铺第一次铅缝料并碾压浇撒二遍沥青，撒铺二遍嵌缝料，碾压，第三次浇撒沥青，铺封面料，最后碾压。5、沥青混凝土和沥青碎石沥青混凝土（沥青碎石）施工程序： 砌筑路缘石或培路肩清扫基层浇洒粘层或透层沥青摊铺碾压开放交通接缝处理。6、热拌沥青混合料路面施工方法（1）沥青混合料拌制1、间歇式拌和设备 2、连续式拌和设备 （2）运输：采用自卸汽车运输到摊铺地点，运送途中，为减少热量损失、防止雨淋和污染环境，应在混合料上覆盖蓬布。（3）

55、铺筑 现场铺筑包括基层准备、放样、摊铺、整平、碾压等工序。三、水泥混凝土路面面层施工5.3沥青路面设计一、沥青路面的分类（一）按强度构成原理嵌挤类：密实类:（二）按施工工艺的不同层铺法:分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑;路拌法:在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥青面层; 厂拌法:一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面。（三）按沥青路面的技术特性沥青表处 ：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面；沥青贯入：用沥青和集料按层铺法铺筑而成，厚度一般为48 cm的沥青路面 ； 热拌沥青碎石：以沥青

56、和嵌挤结构集料热拌铺筑的路面；乳化/溶剂沥青碎石：以常温熔融的沥青和嵌挤结构的集料冷拌或热拌，冷铺而成的路面；沥青混凝土：以沥青和密实结构集料热拌铺筑而成的路面；沥青封层：液体沥青洒铺或沥青砂（石屑）铺筑而成的防水结构薄层；沥青透层 ：液体沥青洒铺而成的，稳定和粘结基层或旧路顶面松散颗粒的结构薄层；沥青粘层：为使面层与基层或上下面层粘结更好而撒铺的粘结薄层。二、沥青路面设计理论弹性层状体系理论假定：五点三、沥青路面结构组合设计原则：根据路面荷载应力随深度递减的规律安排结层次；（限制各相邻结构层的回弹模量和结构层最小厚度）在各种自然因素作用下稳定性要好；（注意最小防冻厚度）层间联结要紧密。注意：

57、各级道路推荐的路面结构组合形式可参考公路沥青路面设计规范四、沥青路面设计指标标准轴载及当量轴次标准轴载：双轮组单轴轴载100KN，BZZ100当量轴次计算：路面设计弯沉值Ld容许弯拉应力Rm R(= SP/KS)路基土和路面材料抗压回弹模量值路基和路面泊松比均为=0.25路基土回弹模量的确定：承载板法、换算法、查表法路面材料抗压回弹模量E1的确定：实测法、查表法、整体性路面材料抗弯回弹模量ES确定五、沥青路面结构厚度计算设计程序 调查交通量计算累计标准轴次计算设计弯沉值调查气象、材料资料及混合料实验确定土基回弹模量拟定路面结构方案确定材料模量按设计弯沉计算路面厚度是否验算拉应力是否验算防冻厚度

58、是否有下一个结构方案进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案验算防冻厚度进行劈裂实验，确定抗拉强度确定容许拉应力R计算层底拉应力mR m是否增加厚度是否调整材料配比变更路面结构验算是没有验算不满足是是否否路面结构组合形式（见规范）路面厚度计算原则：路表实测弯沉LS=设计弯沉值LD六、影响沥青路面低温开裂的因素1、混合料中沥青的性质沥青低温延度及针入度越大，其开裂温度就越低，其中低温延度比针入度对开裂温度的影响更为显著。2、混合料的沥青含量在马歇尔实验最佳用量-1%+0.5%范围内，不明显影响路面的横缝产生频率。3、混合料的剩余空隙率剩余空隙率越大，沥青混合料的劲度越小，低温收缩越小。4、混合料

59、的级配与矿料品种连续、密实的级配低温开例较小，矿料品种对低温开例影响不明显。5、沥青层的厚度较厚的沥青层能限制和约束收缩裂纹的发展。6、基层情况收缩明显的半刚性基层常常使沥青面层产生较多的低温裂缝和反射裂缝。7、基础情况沥青面层相同情况下，在沙土路基上的沥青路面的裂缝比粘土路基上的沥青路面的裂缝要密。5.4 水泥混凝土路面定义：一、水泥混凝土路面构造土基和基层板的平面尺寸矩形（L1.3B)板宽B=纵向缩缝间距（每个车道宽）4.5m板长L=横向缩缝间距（45m) 6m接缝设计纵缝填缝料防锈涂料拉杆填缝料拉杆防锈涂料h/2h/2h/2h/210cm10cm(1/41/5)h38mm510mm34c

60、m纵向缩缝构造（左图）纵向施工缝构造（右图） 横缝(1/41/5)h传力杆(1/41/5)h38mm38mm涂沥青h/2h/2填缝料填缝料h假缝型（上图）假缝加传力杆型（左图）填缝料传力杆填缝板h/2h/22.02.5cm34cm填缝料传力杆h/2h/2510mm34cm涂沥青或加塑料套长10cm的小套子留 3cm空隙填以纱头等涂沥青胀缝构造（上图）横向施工缝构造（左图）拉杆传力杆特殊部位混凝土路面的处理板边补强；角隅补强；混凝土路面与沥青路面相接；混凝土路面与桥梁相接。二、水泥混凝土路面设计设计理论和临界荷位设计参数标准轴载和轴载换算重100KN的单轴轴载交通分级设计使用年限和累计作用轴次交