《道路工程》讲义1102T

《道路工程》

RoadEngineering中南大学土木工程学院道路工程系但汉成3811831413874934466主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(CartWay)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、道路的分类按照我我国交交通部部《公路工工程技技术标标准》的规定定，我我国的的公路路根据据其任务、、功能能和适适应的的交通通量不同分分为高速公公路、、一级级公路路、二二级公公路、、三级级公路路和四四级公公路五个技技术等等级，，各等等级公公路的的具体体功能能及适适应的的交通通量大大小如如下表表所示示。公公路等等级的的选用用应根根据公公路网网的规规划，，从全全局出出发，，按公公路的的使用用任务务、功功能和和远景景交通通量综综合确确定。。一条条公路路，可可根据据交通通量等等情况况分段段采用用不同同的车车道数数或不不同的的公路路等级级。◆3、公路路的技技术等等级第一节节道道路路工程程概况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：25000~55000六车道：45000~80000八车道：60000~10万一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：15000~30000六车道：25000~55000二级公路为联结政治、经济中心或工矿区、港口、机场等地的公路双车道：5000~15000三级公路为沟通县以上城市的公路双车道：2000~6000四级公路为沟通县、乡（镇）、村等的公路双车道：<2000单车道：<400第一节道道路路工程概概况分级依据据（1）出入口口控制（2）设计速速度（3）交通量量和服务务水平（4）设计年年限①高速公路a.设计年限限20年；b.出入口完全控控制；c.设计时速80，100，120km/hd.能适应交交通量AADT=25000～100000辆/日；AADT为标准车的的年平均日日交通量（（双向）第一节道道路工程程概况◆3、公路的技技术等级②一级公路a.设计年限15年；b.出入口部分分控制；c.设计时速60，80，100km/hd.能适应交通通量AADT=15000～55000辆/日③二级公路a.设计年限15年；b.出入口部分分控制或不不控制；c.设计时速60,80km/hd.能适应交通通量AADT=6000～15000辆/日第一节道道路工程程概况④三级公路a.设计年限10年；b.出入口无控制要要求；c.设计时速30,40km/hd.能适应交通通量AADT=2000～6000辆/日⑤四级公公路a.设计年限10年；b.出入口无控控制要求；；c.设计时速20km/hd.能适应交通通量AADT=400～2000辆/日第一节道道路工程程概况各级公路的的主要技术术指标第一节道道路工程程概况我国的公路路，按照其其在国家政治、经济济、国防和和区域行政政管理中的重要性性和使用性性质的不同同，可划分分为国道、省道道、县道、、乡道和专专用公路等五个行政政等级，其其各自的含含义列示于于下表。第一节道道路工程程概况◆4、公路的行政等级级行政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。第一节道道路工程程概况从全国范围围考虑的公公路网被称称为国家干线公公路网，简称国道道网；国道道网中，经经济意义特特别重大、、交通运输输特别繁忙忙、技术标标准较高并并在国家公公路运输网网中起主骨骨架、主通通道作用的的公路，称称为国家主主干线公路路，简称国国道主干线线。九十年代，交通部在在参考国外外公路交通通发展经验验及研究分分析我国的的经济发展展布局后提提出了国道道主干线系系统规划。。该国道主主干线系统统的总规模模为3.5万公里左右右，以专供供汽车行驶驶的高速公公路和一级级公路为主主组成，总总体布局上上可分为五纵七横共十二条路路线，连接接全国43%的城市，连连接全国所所有人口在在一百万以以上的特大大城市和93%的人口在五五十万以上上的大城市市，使全国国七大经济济区域基本本上有高等等级公路连连通。2005年将其调整为为国家高速公公路网，采用放放射线与纵纵横网格相相结合的布布局，由7条首都放射射线、9条南北纵线线和18条东西横线线组成，简简称为“7918””网，总规模约约8.5万公里，其其中主线6.8万公里，地地区环线、、联络线等等约1.7万公里。◆5、国家干线线公路网第一节道道路工程程概况九五-公路建设规规划第一节道道路工程程概况7条北京放射射线9条纵向路线线18条横向路线线公路建设规规划——高速公路““7918””网6、国家高速公公路网命名名数字及数字字与字母编编号①首都放射射线编号为1位数，由正北开开始按顺时时针方向升升序编排，，编号区间间为1~9。②纵纵向向路路线线编号号为为2位奇奇数数，由由东东向向西西升升序序编编排排，，编编号号区区间间为为11~89。③横横向向路路线线编号号为为2位偶偶数数，由由北北向向南南升升序序编编排排，，编编号号区区间间为为10~90。④并并行行路路线线的编编号号采采用用主主线线编编号号后后加加英英文文字字母母““E””、““W””、““S””、““N””组合合表表示示；；““E””、““W””、““S””、““N””分别别表表示示并并行行路路线线在在主主线线的的东东、、西西、、南南、、北北方方位位。。⑤地地区区环环线线的编编号号按按照照由由北北向向南南的的顺顺序序排排列列，，编编号号区区间间为为91~99。⑥联联络络线线的编编号号为为4位数数，，由由主主线线编编号号＋＋““1””＋联联络络线线顺顺序序号号组组成成。。联联络络线线的的顺顺序序号号按按照照主主线线前前进进方方向向由由起起点点向向终终点点顺顺序序排排列列。。⑦城城市市绕绕城城环环线线的编编号号为为4位数数，，由由主主线线编编号号＋＋““0””＋城城市市绕绕城城线线顺顺序序号号组组成成。。主主线线编编号号为为该该环环线线所所连连接接的的纵纵线线和和横横线线中中编编号号最最小小者者，，如如该该主主线线所所带带城城市市绕绕城城环环线线编编号号空空间间已已全全部部使使用用，，则则先先用用主主线线编编号号次次小小者者，，依依此此类类推推。。如如该该环环线线仅仅有有放放射射线线连连接接，，则则在在1位数数主主线线编编号号前前以以““0””补位位。。同同一一条条国国家家高高速速公公路路穿穿越越多多个个省省（（区区、、市市）），，所所连连接接的的城城市市环环线线的的编编号号在在各各个个省省（（区区、、市市））单单独独排排列列。。在在不不同同省省（（区区、、市市））允允许许出出现现相相同同的的城城市市绕绕城城环环线线编编号号。。第一一节节道道路路工工程程概概况况国家家高高速速公公路路网网（（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2540公里第一一节节道道路路工工程程概概况况南北纵向线（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G4511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－磨憨第一一节节道道路路工工程程概概况况东西横向线（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－溧阳第一一节节道道路路工工程程概概况况东西横向线（18条）10G52沪蓉高速上海—成都(上海-苏州-无锡-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开河高速第一一节节道道路路工工程程概概况况地区环线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-台北第一一节节道道路路工工程程概概况况城市环线北京G4501天津G2501济南G2001上海G1501合肥G4001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第一一节节道道路路工工程程概概况况京港港澳澳（（G4）高高速速公公路路(湖南南段段)第一一节节道道路路工工程程概概况况京福福高高速速公公路路（（G2）(福建建段段)第一一节节道道路路工工程程概概况况总里里程程增增长长近近10倍，，年年均均增增长长62%。2020年15万公公里里湖南南省省2017年通通车车总总里里程程近近6300公里里第一一节节道道路路工工程程概概况况7、城市市道道路路的的组组成成通达达城城市市的的各各地地区区，，供城城市市内内交交通通运运输输及及行行人人使使用用，便便于于居居民民生生活活、、工工作作及及文文化化娱娱乐乐活活动动，，并并与与市市外外道道路路连连接接负负担担着着对对外外交交通通的的道道路路。。1、机机动动车车道道、、非非机机动动车车道道、、人人行行道道；；2、人行行地道道，包包括地地下人人行道道、人人行天天桥；；3、交叉叉口、、步行行广场场、停停车场场、公公共汽汽车站站；4、交通通安全全设施施，包包括照照明设设施、、护栏栏、交交通标标志标标线；；5、沿街街设施施，包包括电电线杆杆、给给水栓栓、邮邮筒、、电讯讯；6、地下下铁道道、高高架桥桥、立立交桥桥；7、绿化化带。。第一节节道道路路工程程概况况污水雨水热力燃气电力电信上水防汛排排水路灯处园林局

市政管委交管局环卫局路政局井盖由由19家单位位管理理第一节节道道路路工程程概况况城市道道路按按其在在城市市道路路系统统中的的地位及及交通通功能能的不同同分为为四类类：快速路路：分向高高速行行驶、、立体体交叉叉、需需控制制出入入，一一般具具有四四车道道以上上、设设中央央分隔隔带。。主干路路：在城市市道路路网中中起骨骨架作作用、、以解解决区区间交交通联联系及及对外外交通通为主主的道道路。。（城城市的的分区区、港港口、、车站站）次干路路：连接主主干道道之间间的辅辅助性性干道道。支路：：是次干干道与与街道道的连连接线线，以以服务务功能能为主主，解解决地地区交交通。。◆8、城市道道路的的分类类和等等级第一节节道道路路工程程概况况第一节节道道路路工程程概况况快速路路a.为城市市大量量距离离、快快速交交通服服务；；b.有4个以上上车道道，中中间设设分车车带；；c.全部或或部分分控制制出入入。第一节节道道路路工程程概况况主干路路a.连接城城市各各主要要分区区、车车站、、港口口；b.以交通通功能能为主主；c.机非分分行第一节节道道路路工程程概况况次干路路a.连接主主干路路的辅辅助性性干道道；b.兼有交交通、、服务务功能能。第一节节道道路路工程程概况况支路a.连接次次干路路与街街区路路；b.解决局局部交交通，，以服服务为为主。。第一节节道道路路工程程概况况第一节节道道路路工程程概况况快速路路快速路路主干路路次干路路道路是是供各各种车车辆(无轨)和行人人等通通行的的工程程设施施。道路是是一种种带状状三维维空间间结构构物。道路设设计从从几何何和结结构两两方面面研究究：几何方方面主要研研究汽汽车行行使与与道路路各个个几何何元素素的关关系。。保证证在设设计速速度、、预计计交通通量以以及地地形和和其他他自然然条件件下，，行使使安全全、经经济、、旅客客舒适适以及及路容容美观观。结构方方面结构包包括路路面、、路基基、桥桥涵、、隧道道等。。对结结构设设计总总的要要求是是：用用最小小的投投资，，最少少的材材料及及合理理的养养护，，使它它们能能在自自然破破坏力力和汽汽车行行驶所所产生生的各各种力力的作作用下下，在在设计计年限限内保保持使使用质质量。。第一节节道道路路工程程概况况◆9、道路路设计计第二节节道路几何基基本组成道路的的组成成：线线路、、结构构物、、附属属设施施线路：：道路路在地地面上上的位位置及及三维维特征征包括：：横断断面平平面纵纵断面面交交叉叉川湘公路奇观

线路-平面线路的平面面：直线、圆曲曲线、、缓和和曲线线第二节节道道路路几何何基本本组成成线路-纵断面面线路的纵断断面：：升坡坡段长长度度降降坡段长长度度竖竖曲线线第二节节道道路路几何何基本本组成成线路-高速公路路横断面面第二节道道路路几何基基本组成成线路-城市道路路横断面面第二节道道路路几何基基本组成成线路-城市道路路横断面面第二节道道路路几何基基本组成成线路-城市道路路横断面面第二节道道路路几何基基本组成成线路-交叉线路的交叉：：平交和立交交第二节道道路路几何基基本组成成道路的结结构物是是道路的的实体或或主体工工程，它它主要由由路基、、路面、桥桥涵、隧隧道、排排水系统统、防护护工程和和交通服服务设施施组成。。1、路基是由土、、石材料料按一定定技术要要求，填填筑压实实而成的的结构物物，它承承受路面面传递的的行车荷荷载，是是支承路路面的基基础部分分。三要素：：宽度、、高度、、边坡坡度。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－路路基第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－路路面路面在在路基基顶面铺铺设的供供车辆快快速、舒舒适、安安全行驶驶的路表结构构物，用各种材材料或混混合料分分层修筑筑。基本结构构：面层层、基层层、垫层。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－涵涵洞涵洞：为渲泄面面水流而而设置的的横穿路路堤的小小型排水水构造物物。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－涵涵洞第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－桥桥梁桥梁是为道路路跨越河河流、山山谷、人人工障碍碍物而建建造的构构造物。。桥梁可分分为四类类：特大大桥、大大桥、中中桥、小小桥。特大桥：：L≥500m大桥：100m≤≤L＜500m中桥：30m≤L＜100m小桥：8m≤≤L＜30m第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－桥桥梁第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－桥桥梁第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－隧隧道道路穿越越山岭、、地下或或水底而而修筑的的构造物物。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－隧隧道第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－排水设施施对排除地地面水和和地下水水面设置置的排水水构造物物。它包包括桥梁、涵涵洞、边边沟、截截水沟、、排水沟沟、急流流槽、跌跌水、盲沟、渗渗井、渡渡槽。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－排排水第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－排排水第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－排排水第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－防护工程程为加固路路基边坡坡，确保保路基稳稳定的结结构物。。它包括：：支挡结结构、导导流构造造物等。。第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－防护工程程第三节、、道路结结构组成成第三节、、道路结结构组成成道路结构构物－防护工程程道路附属属设施为确保行车安安全、顺畅、、舒适，在道道路沿线设置置的交通安全全、养护管理理、服务和环境保护的的设施。它包包括：交通标标志、标线；；护栏、护墙墙、护柱；中中央分隔带、、隔音墙、隔离离墙；照明设设施；加油站站、停车场；；养护管理房房屋、绿化美美化设施。第三节、道路路结构组成收费站道路附属设施施第三节、道路路结构组成中央分隔带防防眩板、护栏栏道路附属设施施第三节、道路路结构组成隔离护栏道路附属设施施第三节、道路路结构组成服务区道路附属设施施隔音墙第三节、道路路结构组成第四节道路路工程的主要要内容1道路工程的交交通特征（1）道路车辆及运行特特征（2）道路交通流特征2道路几何设计计（1）按照设计速度、交交通量和服务务水平要求以以及驾驶特点点、设计安全全、舒适、经经济的道路（2）确定线路平面、纵纵断面和横断断面的各项几几何要素，进进行平面和立立体交叉的设设计。3道路结构设计计（1）路基设计：：横断面形状状、边坡坡度度、支挡结构构、地基处理理、坡面防护护（2）路面设计：：确定路面结结构类型、各各结构层的混混合料设计、、结构层厚度度（3）排水设计：：根据地下水水和地表水的的流向、流量量设计沟渠、、管道等排水水系统。4道路施工5养护和运营管管理第四节道路路工程的主要要内容总体上，道路路发展要针对对道路建设中中急需解决的的耐久性、使用用品质、安全全、节能、环环保、防灾、、信息化等问题开展基基础性、共性性、前瞻性、、前沿性的研研究，不断完完善、深化道道路工程成套套技术、拥有有自主知识