第6章道路工程

第六章道路工程第一节道路分级和设计准则第二节道路路线设计第三节路基和路面第四节道路排水和桥涵构造物1第一节道路分级和设计准则

一、道路分级二、设计准则2一、道路分级按照道路在路网中的地位、交通的性质和任务以及所承担的交通量，可将道路分为四类：高速道路(Freeway)满足车辆长距离、快速行驶要求的干线道路，其出入口完全受到控制，同其他道路无平面交叉，对向行车道之间设置分隔带，在各类道路中具有最高的服务水平和安全性。干线道路(Arterialroads)承担重要活动中心（各个重要城市或城市内各主要区）之间大量长途车流的道路，它们组成道路网的主要骨架，并具有较高的服务水平。3一、道路分级集散道路(Collectorroads)连接地方（或支线）道路和干线道路网的道路，将各个地区的车流汇集和输送到干线道路，或者将干线道路的车流分散到各个地区。地方道路(localroads)

地区内部供短距离行程使用的道路，交通量一般都较小。

4一、道路分级我国的公路按使用任务、功能和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。以上述道路的功能分类为基础，我国的城市道路相应地分为四类：快速路、主干路、次干路和支路。5二、设计准则1.设计行车速度(DesignSpeed)设计行车速度是车辆在具有某种设计特征（主要是道路几何特征）的路段上行驶时所能保持的最大安全行车速度。Designspeedisdefinedasthehighestcontinuousspeedatwhichindividualvehiclescantravelwithsafetyonthehighwaywhenweatherconditionsareconducive.Itdirectlyaffectsthesightdistance,horizontalcurve,andthelengthofverticalcurves.6二、设计准则Legalspeedlimitisthespeedlimitimposedtocurbacommontendencyofdriverstotravelbeyondanacceptedsafespeed.Desiredspeedwhichisthemaximumspeedatwhichadriverwouldtravelwhenunconstrainedbyeithertrafficorlocalgeometry.The85thpercentiledesignspeedisnormallyadopted.7二、设计准则2.设计车辆我国选取小客车、货车和半挂车作为设计车辆，代表路上行驶车辆的主要组分；并依据这三类车辆的尺寸变化情况，规定了相应的标准尺寸，作为设计时的控制指标。Thedimensions,weightoftheaxleandoperatingcharacteristicsofavehicleinfluencethedesignaspectssuchaswidthofthepavement,radiiofthecurve,clearances,parkinggeometricsetc.8二、设计准则3.设计交通量设计交通量及其分布特性是设计的基本控制因素之一，因为它是选择道路等级和确定所需车道数的一项主要依据。设计时，按规定的远景设计年限预测该时期的交通量。预测值是标准车的年平均日交通量（AADT），它是一年中通过路段某一断面的双向交通量的总和除以一年的天数得到的平均值。9二、设计准则道路设计采用设计小时交通量来确定所需的车道数。N=k×δ×AADT式中：k——设计高峰小时交通量与年平均日交通量AADT的比值系数。δ——主要方向交通量同断面（双向）交通量的比值系数。10二、设计准则城市道路的交通流受交叉口及行人和非机动车的严重影响（如交叉口间距、交叉口交通组织方式、信号灯管制方式、机动车与非机动车和行人的分隔措施）交叉口的交通组织方式有四种：

无交通管制：适用于交通量很小的次要道路交叉口。11二、设计准则采用渠化交通：即在道路上施划各种交通管理线及交通岛，用以组织不同类型、不同方向车流分道行驶，互不干扰通过交叉口。适用于交通量较小的次要交叉口、交通组织复杂的异形交叉口和城市边缘地区的道路交叉口。在交通量很大的交叉口配合信号灯组织渠化交通，有利于交叉口的交通秩序，增大交叉口的通行能力。

实施交通指挥（信号灯控制或交警指挥）：常用于一般平面十字交叉口。

设置立体交叉：适用于快速、有连续交通要求的大交通量交叉口。12二、设计准则4.出入口控制

出入口控制是限制车辆在指定出入口以外的地点出入道路路界。出入口控制的方式和数量，对于行驶质量和行车安全有很大的影响。5.安全性

同道路路线设计有关的安全性因素是：出入口控制交叉口横断面13二、设计准则线形视距交通量14第二节道路路线设计一、平面设计二、行车视距三、纵断面设计四、横断面设计五、平面交叉设计六、立体交叉设计15一、平面设计(Horizontalalignmentdesign)16一、平面设计1)圆曲线(circularcurve)半径的限制2)超高(superelevation)17一、平面设计3)平曲线(horizontalcurve)最小半径限值不设超高时的平曲线最小半径设最大超高时的平曲线最小半径(极限最小半径)一般最小半径（超高低于最大值）4)缓和曲线(transitioncurve)18一、平面设计5)加宽缓和段(transitionzoneofcurvewidening

)19二、行车视距(SightDistance)1.停车视距(stoppingsightdistance)

司机看到前方障碍物后，采取紧急制动所需的距离。它包括司机作出反应采取制动措施的行驶距离、车辆减速到完全停止所行驶的距离以及同障碍物之间的安全距离三部分。分析时，司机的视线高度取为1.2m，障碍物的高度取为0.1m。20二、行车视距2.会车视距(Intermediatesightdistance)两辆对向车辆在同一条车道上采取紧急制动所需的距离。它包括双方司机做出反应所需的行驶距离、双方车辆减速到停止所行驶的距离以及两辆车辆间的安全距离。会车视距约为停车视距的两倍。21二、行车视距3.超车视距(overtakingsightdistance)

在双车道道路上，车辆超越同一车道上的前车而不同对向车辆相撞所需的行驶距离。它由四部分距离组成：司机作出超越判断并进行加速以驶向对向车道所行驶的距离，在对向车道上加速行驶以超越前车并返回原车道所行驶的距离，对向车辆在超越车从加速超越到完成超越期间所行驶的距离，超车完成时超越车同对向车之间的安全距离。22二、行车视距23二、行车视距Thecomputationofsightdistancedependson:ReactiontimeofthedriverManyofthestudiesshowsthatdriversrequireabout1.5to2secsundernormalconditions.Speedofthevehicleasthespeedincreases,sightdistancealsoincreases.EfficiencyofbrakesFrictionalresistancebetweenthetyreandtheroadGradientoftheroad.24二、行车视距车辆在弯道上行驶时，司机的视线如受弯道内侧的树木、建筑物、路堑边坡或其他障碍物遮挡，则应将这些障碍物清除掉。清除的范围可采用图解法绘出视距包络线后确定。25三、纵断面(verticalalignment)设计1.道路纵坡(longitudinalgradient)限制2.合成坡度的限制(resultantgradient)

26三、纵断面设计3.竖曲线视距要求27四、横断面设计1.公路横断面行车道宽度取决于每个车道(lane)的宽度和车道数。车道宽度随车辆的宽度和它到路面边缘间的安全距离要求而定。所需的车道数取决于设计交通量和车道的实际通行能力。2.城市道路横断面城市道路的横断面常布置为单幅、双幅、三幅和四幅等形式。2829四、横断面设计单幅路适用于非机动车较少的次干路和支路。在每个方向的车道数为两个以上，而非机动车较少时，则采用设中间分隔带的双幅路形式。如果非机动车数量大，则可设立两侧分隔带，把机动车和非机动车分隔开，从而形成三幅路。而在机动车和非机动车数量都很大时可同时设立中间和两侧分隔带，组成四幅路横断面。30五、平面交叉设计两条或多条道路在同一地点接合或相互穿越时，称为交叉(intersection)。如果交叉出现在同一平面上，这种交叉属于平面交叉(gradeintersection)；不在同一平面上的交叉，则称作立体交叉(gradeseparation)。车辆通过平面交叉时会遇到的主要问题是，可能同其他方向行驶的车辆发生冲突而降低行驶速度或者酿成行车事故。车辆间的冲突可按方式和严重程度一次分为分流(diverging

)（分为不同的流向）、汇合(converging)（合为同一个流向）和穿越（与其它流向相交）三种形式。31五、平面交叉设计32五、平面交叉设计33五、平面交叉设计减少交叉口冲突点的措施：1)在交叉口设置交通信号灯控制2)采用各种渠化交通措施34五、平面交叉设计3)增设转弯车道4)减少交叉道路的条数和合理布局的形式5)交通量大时，采用立体交叉35六、立体交叉1.分离式立体交叉在相交道路的交叉点，仅修建一座立交桥，保证直行方向的交通互不干扰，相交道路上、下之间无特设匝道连通。这种立交形式简单、占地少、工程量少、适宜于直行交通量大、转弯车辆不多的场合。完全分离式—相交道路上、下之间不能互相连通，只保证直行交通不受干扰，这种形式主要用于公路与铁路相交、高速或一级公路与低等级公路或其他道路相交。36六、立体交叉分离式两层立交—其中一层用于两个方向的直行交通，另一层用于另外两个方向的直行及四个方向左右转。分离式三层立交—一层用于两个方向直行，一层用于另两个方向直行，最后一层向两边岔开，用于南北向与东西向交通转换（即左右转），三层互不影响，不需红绿灯控制交通

。37六、立体交叉2.互通式立体交叉(interchange)除修建立交桥外，还设置连接上、下道路的匝道，使转弯车辆通过匝道与直行车道相互沟通，以确保各个方向的车流行驶通畅。这种立交的平面设计和交通组织较为复杂，占地多，工程量大，但交通功能好，适宜于交通量大的高速道路。1)菱形立交(diamondinterchange)

—设置4根匝道供转弯车辆行驶，左转车辆在次要道路的匝道端部转弯，在此形成3个穿越点。38六、立体交叉这种形式所需的土地少，造价低，转弯车辆的绕行路程短，适用于次要道路的交通量和左转车辆较少的交叉口。39六、立体交叉2)苜蓿叶形立交(clover-leafinterchange)

—通过采用匝道（交织路段）消除所有的穿越冲突点。在接近构造物出入口之间设置匝道，它是苜蓿叶形立交设计的关键部分。虽然这种形式消除了左转车辆的穿越冲突点，但它需要较长的绕行路程、较高的运行费用和较大的占地面积。40六、立体交叉3)定向式立交(directionalinterchange)

—为各个方向的车流都设置直接连通的定向匝道，保证交通的便捷、通畅和安全，是互通式立交的最有效的形式。然而，这种立交布局复杂，需要较多的跨线构造物和占用较多的土地。41第三节路基和路面一、路面使用性能要求二、路面结构组成和类型三、路肩和路面排水42一、路面使用性能要求表面平整结构完好经久耐用抗滑性能好噪声低43二、路面结构组成和类型44二、路面结构组成和类型1.面层(pavement)

直接外露地表，承受行车荷载作用和环境（水和温度）影响的路面结构层次。沥青面层(asphaltpavement)

水泥混凝土面层(cementconcretepavement)

复合式面层块料面层粒料面层45二、路面结构组成和类型2.基