道路桥梁专业英语翻译

Lesson1CareersinCivilEngineering(土木工程中各种业务)土木工程是一个意味着工程师必须要经过专门大学教育职业。许多政府管辖部门还有（一套）认证程序，这一程序要求工科毕业生在他们能主动地开始（从事）他们事业之前，经过（认证）考试,这种考试类似于律师职业里律师考试一样。大学里,工科课程中着重强调数学、物理,和化学,尤其在开始二到三年。在工科全部分支中，数学非常主要,所以它被着重地强调。今天,数学包含统计学中课程主要包括集合,分类,和使用数字数据,或信息。统计数学一个主要方面是概率,它包括当有改变问题结果不一样原因,或变量时，可能会发生什么。比如，在负担桥梁建设之前,利用统计研究来预计未来桥梁期望承受交通量.在桥梁设计中，(各种)变量如作用在基础上水压,碰撞,不一样风力作用,以及许多其它原因必须考虑。因为在处理这些问题包括大量计算,现在几乎全部工科课程中都包含计算机编程。当然,计算机能比人类以更加快速度和准确性处理许多问题。但假如不给计算机清楚和准确指令和信息，换句话说，一个好程序，它也是无用。即使，在工科课程中，对技术科目着重强调，但当前趋势还是要求学生学习社会科学和语言艺术课程。工程和社会间关系变得愈加紧密;所以,再一次充分说明,工程师负责（负担）工程在许多不一样和主要方面影响社会,这些方面是他们所知道。而且，工程师需要一个很必定（自信）语言表示方式来准备汇报，这个汇报要清楚明了，且在多数情况下,是令人信服。参加研究工程师要能为科学出版物详细描述他们发觉。最终两年工科课程计划包含学生专业领域学科。为准备使学生成为一名土木工程师,这些专业课程可能会包括诸如大地测量、土力学，或水力学。学生在大学中最终一年前经常就开始了频繁工程师招聘。近年来，许多不一样企业和政府机构为争夺工程师而竞争。在今天这个重视科学技术社会，受过技术训练人当然是受欢迎。年轻工程师可能选择进入环境或卫生工程领域工作,比如,在环境问题方面创造许多机会;或他们可能选择专门高速公路工程建筑企业;或他们可能喜欢与政府机构当中处理水资源机构之一共事。确实,选择很多且多样。当年轻工程师最终开始了真正实践,必须要利用到大学中学到理论知识。最初，他或她可能会被分配到与工程队合作。从而,他们会得到在职培训，这个培训将向管理人员证实他们将理论转化为实践能力。土木工程师可能在研究、设计、施工管理、养护或者甚至销售或管理单位工作。每一个工作领域都包括不一样职责，不一样着重点以及利用不一样工程理论和经验。研究是科学和工程实践当中最主要一个方面。研究员通常作为一个团体组员与其它科学家和工程师一起合作。他或她经常受雇于政府或企业提供经费试验室。与土木工程相关研究领域包含土力学和土壤加固技术,而且还包含新结构材料开发和试验。土木工程项目几乎是唯一（独一）;就是说，每个工程有它自己难题和设计特点。所以,在设计工作开始以前，要仔细研究每个项目。研究包含勘测工程位置地形和地基特点。它还包含考虑可能比选方案,譬如一个混凝土重力式坝或填土土石坝。经济原因与在每个可能比选方案关于，也必须斟酌。今天,研究通常包含项目标环境影响考虑。许多工程师,通常在一起工作组成一个团体，这个团体包含测量员、土力学方面教授和设计施工方面教授，来参加制订这些可行性研究。许多土木工程师在设计领域工作,他们中许多人是这个行业佼佼者。正如我们所见，土木工程师研究许多不一样结构,所以工程师专门研究一类结构是通常做法（通常通例）。在建筑设计中,工程师经常作为建筑或结构企业顾问。水坝、桥梁、给水系统,和其它大项目通常；聘用几位系统工程师（总工程师），他们工作是帮助负责整个项目。在许多情况下,也需要（包括）其它学科工程师。比如,在水坝项目中,电子和机械工程师负责发电站及其设备设计。在其它情况下,土木工程师被分配到其它领域项目上工作;比如,在空间项目中,需要土木工程师设计和施工诸如发射台和火箭存贮设施这么结构。在几乎全部土木工程项目中，施工是复杂过程。它包含项目标进度安排和设备使用以及材料，方便使得造价尽可能降低。必须考虑安全原因，因为施工很危险。许多土木工程师所以专门研究施工阶段。Muchoftheworkofcivilengineersiscarriedonoutdoors,ofteninruggedanddifficultterrainorunderdangerousconditions.Surveyingisanoutdooroccupation,forexample,anddamsareoftenbuiltinwildrivervalleysorgorges.Bridges,tunnels,andskyscrapersunderconstructioncanalsobedangerousplacestowork.Inaddition,theworkmustalsoprogressunderallkindsofweatherconditions.Theprospectivecivilengineershouldbeawareofthephysicaldemandsthatwillbemadeonhimorher.From:E.JHall“TheLanguageofCivilEngineeringinEnglish”,1984Lesson2ModernBuildingandStructuralMaterials(当代建筑与建筑材料)许多古代修建大型建筑物现仍存在着，而且仍在使用。其中有罗马万神庙和大圆形竞技场，伊斯坦布尔圣索非亚教堂，法国和英国哥特式教堂，和带有巨大穹窿顶文艺复兴式教堂，象佛罗伦萨大教堂和罗马圣彼得大教堂。它们都是些厚石墙庞大建筑。这种厚石墙能抵抗建筑物本身巨大重量所形成推力。推力是建筑物各部分作用于其它部分压力。这些大型建筑物并非数学和物理知识结晶。它们都是依据经验和观察而建造起来，往往是重复试验出来结果。它们能留存下来原因之一是因为它们建造得强度很大——多数情况下超出所需要强度。可是古代工程师也失败过。比如在罗马，大部分人民都住在公寓中，这种公寓通常是一排排有十层高公寓大楼。其中有许多建造得很差，而且有时会崩塌，使许多人丧生。不过，现在工程师具备许多有利条件，不但有经验资料，而且有科学数据供他预先做详细计算。一个当代工程师当他设计一座建筑物时，他要考虑这座建筑物全部组成材料总重量，这就是所谓静荷载，即建筑物本身重量。他还必须考虑动荷载，即在建筑物投入使用时它要承受人，车辆，设备、机器等等重量。对于象桥梁这种需要负担高速汽车交通构筑物，他必须考虑到冲力，即动荷载将借以作用于结构物那种力。他还必须确定出安全系数，即附加承载能力，以使建筑物承载能力比上述三个原因结合起来还要强些。当代工程师还必须了解建筑物所用材料经常承受各种应力。其中包含压力和拉力这两种相反力。在压力下，材料被压紧或推拢到一起，在拉力下，材料象一个橡皮筋那样被拉开或拉长。IntheFig.2.1,thetopsurfaceisconcave,orbentinward,andthematerialinitisIntension.Whenasawcutseasilythroughapieceofwood,thewoodisintension,butwhenthesawbeginstobind,thewoodisincompressionbecausethefibersinitarebeingpushedtighter.除了拉力和压力之外，还有一个称为剪力力在起作用，我们给它下定义为，使材料沿应力线断裂趋势。剪力可能发生在垂直面上，但它也可能沿着梁水平轴线——中性面——作用，中性面上既没有拉力也没有压力。总说来，有三种力作用于建筑物，垂直——那些向上或向下作用力，水平——那些侧向作用力，以及那些使建筑物发生旋转或转动力。成一个角度作用力是水平力和垂直力协力。因为土木工程师设计建筑物总是力争使它们静止或稳定，所以这些力必须保持平衡。比如，各垂直力必须波此相等。假如一个梁支承上面一个荷载，梁本身必须有足够强度去抗衡这个重量。水平力也必须彼此相等，才能不出现过多向右或向左推力。而且，那些可能使构筑物发生转动力必须由向反方向推进力去抵销。当代最引人注目标工程事故之一——1940年塔科马海峡大桥崩塌，就是因为没有非常仔细地考虑这些原因中最终一个原因。在一场暴风雨中，当每小时高达65公里强劲狂风冲击这座桥时，狂风引发了沿着桥面方向波动；同时还产生了一个使路面塌落横向运动。幸亏工程师们从错误中汲取了教训，所以现在通常做法是将按百分比缩小桥梁模型放在风洞中检验它们空气动力学抵抗力。早期主要建筑材料是木材和圬工材料——砖，石、或瓦，以及类似材料。砖行或砖层之间，用灰浆或沥青(一个象焦油物质)，或者别粘结剂粘结在一起。希腊人和罗马人有时还用铁条或铁夹子去加固建筑物。比如，雅典帕提依神庙圆柱上就有原来安装铁棍钻孔，现在铁棍已经锈蚀竟尽。罗马人还使用一个叫白榴火山灰天然水泥，这是用火山灰制成，在水中能变得和石头一样坚硬。近代两种最主要建筑材料，钢材和水泥，都是十九世纪才采取。直到那时为止，钢(基本上是铁和少许碳合金)一直是要经过很复杂工艺过程才能制成，这就使钢只限于用在制剑刃这类特殊用途上。1856年创造贝色麦法以后，人们才能以低价大量地使用钢。钢极大优点是它抗拉强度，即：在特定程度拉力——就象我们已经知道那种会把许多个材料拉断力——作用下，它强度不会降低。新合金深入增强了钢强度，而且还消除了它所存在一些问题，如疲劳。疲劳是指在应力连续改变情况下强度降低趋势。当代水泥叫做波特兰水泥，是1824年创造。是石灰石和粘土混合物，将它加热，然后磨成粉末。在建筑现场或靠近现场地方，将它掺上砂子、骨料(小石子、碎石或砾石)和水，就制成混凝土。不一样配料百分比能制成不一样强度和重量混凝土。混凝土适用性很强，它能够灌注，能够用泵抽送，甚至可喷注成各种各样形状。而且，钢有很大抗拉强度，混凝土却有很大抗压强度。因而，这两种材料能够相互补充。它们还能够在其它方面相互补充：它们具备几乎相同收缩率和膨胀率。因而它们能够在同时存在着压与拉力两种原因情况下共同起作用。在受拉混凝土梁或结构中埋置进钢筋，就制成钢筋混凝土。凝土和钢还形成一个很强粘结力——一个将它们连结起来力——使钢不能在混凝土中滑动。还有另一个优点就是钢在混凝土中不锈蚀。酸会腐蚀钢，而混凝土却具备与酸相反碱性化学反应。预应力混凝土是钢筋混凝土一个改进形式。钢筋被弯成各种形状以使它具备所需要受拉强度。然后，通常采取先张法或后张法对混凝土预加应力。预应力混凝土使特殊形状建筑物有了发展可能，象一些当代体育馆，他们大空间没有任何挡住视线支承物。这种比较新结构方法使用正在连续地发展着。当前趋向是发展轻质材料。比如，铝重量比钢轻得多，不过却有许多与之相同性能。铝梁巳被用于桥梁结构和一些建筑物框架。现在正在试图生产强度更高、耐久性愈加好、而且重量更轻混凝土。有一个用聚合物(塑料中用长链化合物)作为部分配料方法。这种方法有利于使混凝土重量降低到一定程度。Lesson4PrestressedConcrete(预应力混凝土)混凝土抗压性能强而抗拉性能弱:它抗拉强度仅仅是它抗压强度8%-14%不等。鉴于它这么低抗拉承载力，挠曲裂缝就会出现在在荷载作用早期。为了减小或阻止这种裂缝开展，在结构杆件纵向施加一个轴心或偏心压力。这个力(预应力)经过消除或大大降低在工况荷载下，跨中或支座控制截面处产生拉应力，阻止了(该处)裂缝开展，所以提升了该截面(抵抗)弯曲，剪切和扭转承载能力。然后，这个截面(特征)表现为弹性，而且，当全部荷载作用在结构上时，混凝土截面全部深度(全截面)受压，这么有效利用了混凝土全部抗压性能。这么施加一个纵向力叫做预应力，也就是说，在横(竖)向重力恒载和活载或短暂水平活载(风，地震)作用之前，给沿结构杆件跨度方向截面预加应力，这么一个压缩力。相关预应力形式，包含它大小，主要取决于被修建结构物形式，杆件跨度，和想要得到长细比。因为这个预应力是被应用到纵向或者平行于杆件轴向，所以这个相关预应力原理被普遍称为长线预加应力法。用于液体容器箱，管道，和压力反应堆容器环向预应力结构，本质上遵照着和长线型预应力结构相同基本原理。环向(预应力)箍筋，或者圆柱或球形结构”环向”应力，抵消由内部包含物质(产生)压力所引发曲线表面外部纤维所引发拉应力。Figure4.1illustrates,inabasicfashion,theprestressingactioninbothtypesofstructuralsystemsandtheresulingstressresponse.Ina),individualconcreteblocksacttogetherasabeamduetothelargecompressivepretressingforceP.Althoughitminghtappearthattheblockswillslipandverticallysimulateshearslipfailure,infacttheywillnotbecauseofthelongitudinalforceP.Simiarly,thewoodenstavesinc)mightappeartobecapableofseparatingasaresultofthehighinternalradialpressureexertedonthem.Butagain,becauseofthecompressiveprestressimposedbythemetalbandsasaformofcircularprestressing,theywillremaininplace.从上述讨论可知，在预应力(混凝土)结构杆件中恒久预应力是在全部恒载和活载加载之前产生，其目标是为了消除或大大降低由这些荷载产生静拉应力。对于钢筋混凝土结构来说，假定混凝土抗拉强度是能够忽略。这是因为由弯矩产生拉应力被钢筋(和混凝土)产生黏结力所抵消。所以，在钢筋混凝土结构中，一但杆件在使用荷载下达成它极限状态时，挠度和裂缝是不可恢复。在钢筋混凝土构件中钢筋没有完全发挥它全部作用，而预应力钢筋恰好相反。在预应力构件中（要求产生）预应力筋给构件主动产生一个预加荷载，对应对其挠度和裂缝有一个很高控制。一但混凝土挠曲抗拉强度被超越，预应力混凝土构件就会像一个非预应力混凝土构件一样工作。在相同跨度和荷载条件下，预应力构件（截面）高度比对应非预应力构件高度小。总来说，预应力混凝土构件（截面）高度经常是对应非预应力构件（截面）高度65－80%。所以，预应力混凝土构件需要较少混凝土，而且大约是20—35%钢筋（相对于非预应力构件）。不幸是，在预应力构件中，所需材料重量上节约是和其所需材料高质量花费相平衡（抵消）。同时，还没有考虑（工艺）设备使用，施加预应力本身造成一个额外花费：因为预应力构件几何截面经常由翼缘和薄腹板组成，所以模板是非常复杂。尽管这么多附加花费，假如制造大量预制混凝土构件，最少在预应力构件和非预应力构件最初成本是相差不大。而且，因为需要更少维护，鉴于对混凝土更高质量控制所使得结构所取得一个更长生命周期，以及对于上部结构其轻质效果积累所产生更轻基础效应，其间接长久节约是非常实际。一但钢筋混凝土梁跨度超出70－90英尺（21.3－27.4m），梁（上）恒定重量变非常大，从而造成更大构件尺寸，而且所以产生更大长久挠度和裂缝。所以，对于大跨度结构来说，鉴于拱形结构在施工上昂贵花费和不好完成而且因为它们长久经受严重收缩和徐变，预应力结构被强制使用。比如分段拼装式桥和斜拉桥这种大跨度结构只能经过预应力这种技术被建造。在欧洲，长线预加应力法得到了连续发展，尤其是在法国，经过EugeneFreyssinet在1926-28年提出克服预应力损失天才方法，这种方法是经过使用高强和高韧性钢筋得到。在1940年，他创造了现在众所周知和公认Freyssinet(预应力)体系。英国P.W.Abeles在20世纪30年代到60年代之间创造而且发展了部分预应力(结构)概念。德国F.Leonhardt，俄罗斯V.Mikhailov和美国T.Y.Lin也对预应力混凝土设计艺术科技作出了很大贡献。在这点上，Lin荷载平衡法尤其值得一提,因为它相当大简化了设计程序，尤其在连续结构上。这些20世纪发展造成了预应力在全世界，尤其是在美国广泛应用。今天，预应力混凝土(结构)被用在建筑，地下地下结构物，电视塔，漂浮存放器和海上结构物，发电站，核反应堆容器和桥梁体系众多形式上，其中包含分段拼装式桥和斜拉桥。它们展示了预应力概念通用性和包容性。全部这些结构发展和建设成功是主要因为材料技术进步，尤其是预应力钢筋，而且对估量预应力短期和长久损失值知识积累。Lesson5PhilosophyofStructuralDesign(结构设计原理)一个结构工程项目可分为三个阶段:规划、设计、施工。结构设计包含决定结构最适宜百分比以及确定组成结构构件和细部详细尺寸。这是一个结构工程项目标最高技术和计算阶段，不过，假如没有工程项目标规划和施工阶段充分配合话，设计将不能-也不会被实施。一个成功设计者总是会充分意识到在结构初步设计(规划)中各种考虑，而且，一样也会充分意识到在结构后续施工中所要面临各种问题。专门，任何结构物结构设计首先包含荷载以及其余结构所必须承受设计条件确实立，而且所以，这些条件必须被考虑到设计中。然后需要进行总内力(轴力，剪力，弯矩，和扭矩)，应力强度，应变，挠度，和反作用力分析(或计算)，它们是因为荷载，温度，干缩，徐变或其它设计条件所引发。最终是结构构件以及连接件截面尺寸和材料确实定，使得结构能充分抵抗由上述设计条件所引发作用效应。用于判断(结构设计)是否非常适宜标准将造成一个由积累知识(原理，学术领域，模型试验，实践经验)，直觉，判断所反应期望行为。对于绝大多数土木工程结构来说，比如桥梁和建筑，过去通常设计方法是基于结构所受荷载或其余设计条件所产生应力与材料本身允许应力强度相比较(允许应力法)。这种传统设计原理叫做弹性设计，因为允许应力强度(值)选择与材料应力应变屈服点相一致，而并非超出结构最高应力点。当然，当需要考虑因为疲劳，纵向弯曲(平面外失稳)，脆性断裂，以及关于结构允许挠度等原因而产生失效可能性，允许应力值选择一样要被修正。依照结构形式和相关条件，对于在假定设计条件下，在实际结构分析计算模型中所计算出应力强度可能或者不能与在真实情况中实际结构所产生应力强度值相一致。它们相一致程度是不主要，只要这个计算出应力强度值能依照先前经验被解释。(结构)工作条件和允许应力强度选择为抵抗(结构)实效提供了安全充裕。这种充裕程度大小选择依赖于关于荷载，分析，设计，材料，和施工不确定程度，以及失效结果。比如，假如对于一个具备33000psi屈服强结构钢材被用于抵抗20000psi允许应力强度时，预防张拉屈服安全系数是33000/0，或者1.65。在允许应力法中，有一个主要缺点就是它不能对各种类型结构以及(结构)各个部分提供统一过载能力。结果，今天对于基于结构极限强度和适用性设计理论有了一个快速成长趋势，同时，老允许应力法作为备用设计方法来做参考。这个新设计方法现在在钢筋混凝土规范中叫强度设计(法)，在钢结构规范中叫塑性设计(法)。当我们给予基于强度理论一个适宜百分比参数(安全系数)时，假如在适当荷载原因下预期工况荷载首先增大(>1)，荷载增大量依赖于荷载不确定性，在结构生命期中改变可能性，而且鉴于荷载组合目标，这个可能性，频率，作用连续时间也是一个特殊组合。在钢筋混凝土结构设计这种方法中，因为材料强度，制作工艺，截面尺寸等一些小误差引发承载能力折剪系数使得结构构件理论承载能力降低。依照结构控制条件，即增加荷载将(1)引发疲劳，纵向弯曲，或脆性断裂破坏，或者(2)仅仅引发内部一个截面(或者同时几个截面)屈服，或者(3)引发结构弹塑性位移，或者(4)引发结构整体倾覆，所以，结构是要相当。后一个设计方法支持者证实这种设计方法是一个更实用设计方法，因为它能更精准提供结构超越在预期工作条件下强度增量。这个改进结果是由非弹性和非线性效应能够被解释所产生，这个效应对结构最终工作情况靠近是很有意义。在最近几十年，在许多出色工程师中间，不但仅是安全系数法不宜与不切实际，更有甚者，在基于这个设计原理下结构设计造成大量工程实例是过于保守而且所以造成浪费，同时有时还会带来一些具备高失效概率冒险设计，关于这方面问题讨论在不停增加。他们讨论，对于结构安全与失效来说，没有什么事情是能够确定，它仅仅是一个概率事件所以，他们以为应该用统计学方法来研究荷载效应变量和结构抗力变量而且估量结构安全性与适用性概率。然而，对于每一个单独结构设计来说，它又是不实用。不过，在框定设计规则与规范中，他是实用。对于建筑条例和技术规程来说明确地阐述这个变量以及它所对应产生概率来说，这是非常有意义。Lesson7.交通运输系统在发达国家，交通运输系统由一个形成多年方式网组成。这个系统由车辆，导轨，站场设施和控制系统组成，这些部分经过以建立规程和日程表在天空，在陆地，在水中各自正常运转着。这个系统也要求用户，操作员，和环境相互作用。现在运输体系能够反应出与投资和使用关于多方决定，包含运输业主，承运商，政府，每个出行者以及受影响非使用者等。○1交通运输系统已经被创造出多个相互补充模式。当今美国交通运输系统是一个高度发达，复杂运输方式和设施组成网络，他们为运输业主和出行者提供服务，并有很大选择余地。○2每种方式按照行程时间，出行频率，舒适程度，可靠性，方便性和出行安全都具备一个独特特点。服务长久水平被用来描述这些特征直接价值。旅客或发货人为了权衡和选择运输方式，对比同等花费下服务水平。另外，发货人或旅客能够决定使用公共还是私人运输方式。比如，一个厂商能够经过运输企业或企业自己卡车运输，一个要迁居私房屋主能够雇迁居企业或租一个卡车，一个通勤者能够选择坐公共汽车还是开车去上班。每种决定都包括一系列复杂原因，要求在花费和服务之间权衡。主要城际货运方式有公路，铁路，水路，航空和管道。在过去70年，交通每一个方式，表现为货运和客运，已经有了相当大改变。来自运输统计局网站最新关于运输方式分担率消息是可利用。从1960年到，货运改变说明见图7.1。客运分布是与货运不一样，在美国，私家车这种方式在全部家庭城际客运旅行中数量最多。剩下方式--航空，公共汽车和铁路占总数四分之一，其中航空相对占优势，城际公共汽车，私人飞机和铁路占总数百分之一甚至更少。在费用，旅行时间，方便性和灵活性等方面，每种方式都有本身优势，从而使得它在特定情形下成为最好选择。3对很多人来说，○汽车被认为是一个可靠，舒适，灵活无处不在运输方式。然而当距离较远或时间很宝贵时，航空运输将成为首选，并可用汽车作为补充。假如花费很主要，时间不是很紧话，或是车不能使用时，那么能够使用城际巴士或火车。用相同选择方法来选择货运方式卡车优势在于灵活和提供门到门服务。他们能够带多个包裹尺寸，而且通常能够按用户日程安排来收取货物和交付。船运能够以很低价钱运输很重货物，不过速度很慢，而且只能在内河或运河中航行。铁路能够在两个城市间一次运去很多货物，不过需要卡车将这些货物在转运到货物终点或目标地。每种情况，发货人都要决定货物是应该光用卡车运输还是经过卡车，船运，火车联运。许多企业已经尝试降低零件和耗材存货，相比将货物囤积在仓库，更喜欢直接从工厂运输。这种做法意味着运输方式从火车向卡车改变。火车运输货物通常需要以汽车运输载重量一周运输一到两次，然而，卡车能够按很小量和基于每日所需运输。在这情况下，更低铁路货运费用也不能和汽车灵活相竞争，因为选择卡车主要原因是企业花销降低。有一个将各种方式结合起来联运制正在成为趋势。国家运输系统能够经过一些及时给与依照市场压力，政府管理，运输新工艺调整关键点所考虑。伴随时间改变，运输系统也将改变。在最近几十年里，油价，政府调控，和新技术改变已经对运输业造成了很大影响。乘客和发货人考虑每一个方式不论提供服务水平。每种方式在给定价格下提供一个独特服务特点:行程时间，频率，舒适性，方便性，可靠性和安全性。旅客和发货人基于这个属性有多值选择运输方式。大范围组织和代理机构提供用来计划，设计，建设，操作，资源和维持国家交通运输系统。这些组织包含运输业私人企业，监管安全和服务质量管理机构，提供资金来建筑公路和机场并为交通运输制订全国性法规联邦，州以及地方公路局，代表一些特殊运输群体利益行业协会，专业技术组织以及运输使用者群体Lesson8公路定线定线基本标准是车行道要素如曲率和坡度相互组合，在满足设计规范和安全标准要求同时提供满足设计通行能力而且平稳交通体系。道路同时也要考虑对历史遗址和对其余用地活动最小影响。在一条公路定线被最终经过以前环境影响研究在大多情况下时被要求。公路定线过程包含四个步骤:1.已经有信息研究2.勘测设计3.初步定线4.最终定线已经有信息研究在任何公路定线研究中，第一步都是对所建道路所在地域全部数据研究这一步通常先于现场或图像调查在室内开始。全部数据被搜集和研究。这些数据能够从已经有工程汇报、地图、航拍照片和一个或多个政府交通、农业、地质、水力和矿业部门全部报表，所要搜集数据类型和数量要依据所建道路类型。不过通常情况下所取得数据要有地域以下几个特征:工程，包含地形、地质、气候和交通量。社会和人口，包含土地使用和区域类型。环境，包含野生动物类型，娱乐场所，历史遗址和考古发觉，以及可能面临空气，噪音和水污染。经济，包含建筑，农业，商业和工业活动单位花费趋势从这些取得数据中做出最初分析会指出有些方面是否因为上述一两个特征而不再作深入考虑。比如，假如发觉有历史遗址和重大发觉位于路线可能经过区域时，则应立刻确定经过那片区域任何路线都不该作深入考虑。在完成这一步研究后，工程人员就能够选出路线穿越大约区域。道路勘测工程这一步研究是找出几条可行路线，每一条在有限几百英尺宽度界限内。一旦考虑农村道路，则在地图或照片上极少或没有信息可取得。所以航拍照片被广泛用于获取需要信息。用立体镜检验航拍照片确定可行路线要考虑以下原因。地形和土质情况可供使用到工业地域和居民区路线和其余交通设施如河流，铁道及其余公路交叉情况直接路线两终点间控制点决定每条可行路线，比如，一座无可选择唯一桥就是最基本控制点。找出这些可行路线然后标绘在详细准确基当地图上。初步定线在这一步研究中，在与建立控制点尽可能近位置设置可行路线，而且决定每条路线最初水平和竖直线形。初步线形用于评价可供选择路线经济和环境可行性。每条可选路线经济评价是开展决定建设公路必要资源投资未来影响。这种评价采取效益费用比方法。通常考虑原因包含，道路使用者花费，建设花费，养护费用，和使用者利益和一些不利包含因为居民，商业区混乱等不利影响。可行路线经济评价结果能够提供有指导价值信息。比如，这些结果会提供一个关于假如一个详细路线选定经济财力是得还是失一个信息，这些信息同时还会帮助政策制订人在决测是否应该修，假如修，该修什么类型在任何地方建公路都会对周围带来很大影响，一条公路也是当地环境组成部分而且应该被这么考虑。环境包含，植物，动物，人类群体同时包含社会，物理，自然和人为变动，这些变动是与一个维持平衡和维持不一样群体间生活方式方法相互关联在给定区域内建造公路可能会造成一个或多个变量很大改变，这些改变反过来能够打破平衡并造成对环境产生非常不利影响。这些影响可能会造成动物和人类数量降低。其实质是环境影响任何所选线整体评定。最终定线最终定线是详细设计可选路线，在这个阶段决定最终平面和纵面线形和最终结构和排水沟位置。最简便被用方法就是首先道路直线部分交点然后在两直线之间设平面曲线。通常这是一个重复试验过程，直到在工程师看来得到了最好线形同时考虑了工程和美学原因。样条曲线规和曲线模板能够在这一过程中被使用。样条曲线规是一个易弯曲可塑能够弯曲成不一样形状并用来画出不一样曲线工具，利用它能够选出最适宜线形。曲线模板是给有圆曲线，三心复曲线和不一样曲率和不一样标准规模螺旋线透明板。样条曲线规首先被用于取得手绘光滑曲线来满足纵坡，横断面，曲率，和排水。这条手绘曲线然后用标准模板调整成一条跟确定曲线。最近，计算机技术极大地提升了定线过程效率，因为设计公路能够显示在屏幕上，从而使设计者有了驾驶者视野，既能够看到平面线形又能够看到纵面线形。设计者所以能够改动平面线和纵面线中二者或其一直到获取最好线形。Lesson9线形设计竖直曲线和水平曲线布置组成了高速公路线形，竖曲线包含直纵坡线和连接纵坡线抛物线.平曲线包含直线段和连接它们并改变方向圆曲线段.线形设计主要依赖于高速公路设计速度选择，与自然地形相符合线形造价最小。通常这种情况是不可能，然而，因为设计师必须遵照一定设计标准，而这些标准可能并不能适应地形。主要是既定部分线形必须遵照一致标准来防止高速路在竖直和水平定线时产生突变，一样，竖曲线和平曲线在设计是要相互补充协调，，这么才能设计出一条安全和更有吸引力高速公路。为了达成这一点，一个应该考虑原因是适当地保持直线坡度和平曲线曲率平衡，处理好平曲线和竖曲线间相互位置。比如，在较大半径陡坡上设置平曲线是一个较差设计，同理，假如在一个显著凸形竖曲线顶部或附近设置小半径平曲线，或在显著凹形竖曲线底部或附近设置小半径平曲线，，这将造成这里是一个危险部分。因而在初步设计阶段把竖曲线和平曲线协调综合考虑是很主要。高速公路竖向线形是有被称之为纵坡或切线直线部分和与之相连竖曲线组成，因而竖向线形设计包含直线部分适宜坡度选择和竖曲线设计。路线所穿越区域地形对竖向线形设计有极其主要影响。坡度对重交通路线影响必须被考虑，假如是陡坡或长坡会使重交通车辆车速降低很快，注意到陡坡不但影响重车性能还影响轿车性能，为了限制坡度对车辆影响，任何高速路最大坡度都应明智选择。高速公路最大坡度取决于设计速度和设计车辆，普遍认为4%--5%坡度对小客车影响不大或没有影响，除非是重量与功率比比较高车，比如那些小型车和微型车。当坡度大于5%时，客车在上坡时速度深入降低在下坡时深入增加，坡度对卡车影响大于对客车影响，广泛研究结果表明，卡车在下坡时速度增加5%，而在上坡时减小靠近7%，这取决于坡度百分比和坡长。最大坡度确实立依据是高速公路上设计车辆操作性能，最大坡度改变范围从设计时速70英里时5%到设计时速为30英里时7%-12%,这取决于高速公路类型。另首先，当坡长不足500英尺时，且下坡方向为单向路线时，最大纵坡或许能够提升1%-2%，尤其是在交通量较低乡村道路。最小纵坡取决于排水条件，零坡度道路被用在有足够横坡足以排尽路表水路段，当路面有限定时，纵坡应能排尽纵向流动路表水，在这种情况下习惯上选取最小0.5%坡度，有时，在有适宜路拱和硬地高等级路面建设中，这个坡度可能会被减小到0.3%。竖曲线通惯用于直线纵坡间逐步过渡以利于车辆平顺经过高速路，这些竖曲线通常是抛物线形，竖曲线最小长度选定取决于所选抛物线特征，竖曲线分凸形和凹形竖曲线。竖曲线设计应满足主要标准有：能提供最小停车视距，要有充分排水，行车舒适，外观良好。凸形竖曲线仅需满足第一条标准，而凹形竖曲线四条标准都要满足。水平线形有直线和平曲线组成，平曲线通常是被分割圆曲线，他有一定半径可使车辆平顺经过。所以，水平线性设计必须确定最小半径，曲线长度，以及计算从切线到曲线平面支距，以有利于曲线定线，在有些情况下，为了防止直线段曲率半径无限大到圆曲线段曲率半径为一定值之间突变，通常需要在他们之间插入一段曲率半径逐步改变曲线，这种曲线称之为盘旋线或缓解曲线。有四种类型水平曲线：简单曲线，复曲线，反向曲线，盘旋线。简单曲线是圆弧一段,然而复曲线由两条或两条以上转向相同连续曲线组成，任何两条曲线都有一个相同切点，，这些曲线可用来获取较理想水平线形，尤其是在立体交叉处，交叉匝道，特殊地形区情况下高速公路，为了防止线形突变，任何两条依次相连简单曲线组成复曲线半径不宜相差过大，。美国公路学会提议，在交叉路口复曲线半径最大半径和最小半径之比不能超出2：1，在这里司机能够适应曲率和速度突变,让人满意立体交叉道最大比率为15:1.即使2:1也被使用。为使大曲率曲线与急弯曲线间平缓过分，并使曲线半径减小有一个合理渐变率，每条曲线长度不能太短。反向曲线通常是由两条半径相等且具备同一切点转向相反简单曲线组成，他们经惯用于高速路线形改变。反向曲线极少被推荐使用是因为突变线形是司机感到极难在同一车到驾驶，假如有必要设计反向线形，合理设计是由简单曲线组成，中间插入一段有足够长度直线以达成全超高。作为一个选择，简单曲线或许被等效长度盘旋线隔开。缓解曲线设置在直线段与圆曲线段之间或两个不一样半径圆曲线之间，缓解曲线作用是在车辆进入或离开圆曲线时为车辆提供一个逐步增加或降低向心力，设置直线段与圆曲线之间缓解曲线曲率由直线段末端0改变到圆曲线段接点时与圆曲线一样曲率，当要设置两个圆曲线时，缓解曲线曲率从与一个圆曲线相同曲率改变到与第二个圆曲线相同曲率。Lesson10立体交叉与互通式立体交叉路口平面交叉能够经过立体分离结构消除，使过往交通在不一样高度通行而没有相互干扰，这种分离优点是防止了交叉冲突，节约时间和提升了交通通行安全性。立体分离和立交可能被采取在（1）作为高速公路一部分缓解大交通量（2）消除瓶颈（3）降低事故（4）受地形限制其余设计不可行时（5）车流量很大，采取平面交叉会超出合理尺寸（6）当用路在平面交叉口降低耽搁利益超出了升级费用。立交桥是一个立体分离式交叉口，车辆可沿一个方向行驶经过相连道路改变方向，这些相连道路被称为匝道。英国采取许多立交桥和匝道类型和形式，它们有：T型和Y型立交桥，单象限立交桥，菱形立交桥，单点立交桥部分苜蓿叶立交桥和全苜蓿叶立交桥，定向式立交。图10.1展示了在三路叉口立交经典设计，经过提供大转弯半径，立交几何尺寸能够被改变成特定形式，去适应选址地形。已发觉喇叭形立交适合正交或倾斜十字路口。图10.1a）显示了经过提供一个半直接式匝道支持左转。图10.1b)表明了一个十字路口转弯到哪儿都采取这种方式。图10.1描述了一个单象限立交桥例子，这种结构能方便降低靠近两条主干线交叉处冲突，然而，低速设计使他不能满足自由道路条件。这种形式立交适合没有太多车小交通量位置，如公园道路立交。菱形立交可适用城镇使用。主要交通流立体分离，而进入和驶离次要交通流转弯运行与次要交通流上直行交通分流和合流运行。只有小交通流直行有交叉。在农村地域，这通常是能够接收，因为在小交通流中式轻型车辆。在城市地域，交叉口通常要求信号控制，预防严重干扰匝道交通和交通路口主要干道大街。交叉路应该这么设计：设置信号不能降低主要街道通行能力。为了达成这个目标，在交流区域扩大主干道可能是必要。在设计匝道时，必须仔细考虑确保等候离开匝道车辆将不会阻塞主要车流直行车道。菱形立交一个缺点是可能存在非法错路转弯，这会造成严重事故。假如交叉口几何特征造成这些转弯，设计者能够采取渠化交通，附加标志和地面标识。【有种更新型叫单象限立交桥。全部直行和左转车流都集中到一个单一信号交叉口，来代替像寻常其余立交上能够找到两个分离交叉口。这么设计优点是：全部交叉车流能够被单一信号所服务，经过这个交叉口至多需要停一次。单象限立交桥支持者们宣告：它能够提供改良过车流更安全操作，相比其余立体交叉结构，能够降低对路权需求。单象限立交桥要求交叉路司机非常依赖引导指示，路面标线，车道用途标志。为了安全驾驶经过交叉口区域。设计者们将需要尤其留心，以确保交叉口设施完善。】有时可采取部分苜蓿叶式和全苜蓿叶式立交桥来代替菱形立交桥。车辆能够在交叉口之前或之后离开主要车流方向，这依赖于各个象限分布。对于菱形立交而言，次要道路平面交叉优先存在，非法转弯可能性被降低。对任意方向主要道路提供驶入匝道，次要道路左转交通就被消除。更为常见立交时全苜蓿叶式立交，它能够被用于非正式设计，能够消除全部车辆方向包含主要车流和次要车流平面交叉。匝道能够是单向车道，双向分离车道，双向无分隔车道。尽可能消除全部平面交叉，不过苜蓿叶式立交也有缺点（1）设计布局需要很大地面空间（2）减速车辆希望使出直行车道必须与进入直行车道加速车辆相交。使用集合分离车道能够克服这两个缺点。集合分离车道有一定操作布置优势。当高速行驶时，大量设施时一个担心司机能够依照大量设施采取一个决定。第二个决定，比如，高速设施继续向南或继续向北。定向式立交被用于一条高速公路并入或交叉另一条高速公路。这种立交与众不一样特点是采取高速经过，采取大半径曲线或匝道。定向式立交对土地需求很大。以防在转弯时运动空间过小。设计速度应减小和支路经过一个圈产生效果达成目标。现在，定向立交实践与左手出入口匝道关于实践操作问题。大多数司机希望高速出口和入口都在右边。当这些期望受得不到满足时，混乱，不稳定，事故就会发生。10-1i图设计是一个定向式立交，这种立交使得希望右转驾驶者向右转，希望左转向左转。一个驾驶员当他靠近第一个出口时，必须作出决定（1）他打算从这个出口离开高速（2）或者他目标是向右（东）或者向左（西）。面对这么立交配置司机可能在右边车道上决定他必须向西才能达成他目标。他为了从左边出口出去要面对经过几条车道高速交通。设计图10.1j是一个在北行司机在很短时间内作出决定首选地单一出口。司机到右边出口，然后决定是否继续向右还是向左。或者以较低速度降低拥挤在出口匝道lesson11路面高速公路路面分为两大类：刚性和柔性。一个刚性路面磨损表面通常是波特兰水泥混凝土建造，其受力与梁类似，承受支撑材料以下任何变形。对柔性路面磨损表面另首先，通常是沥青材料建造，使他们在与基本材料保持联络，即使轻微变形发生。柔性路面通常包含一个颗粒物质层和一个适宜粗，细料沥青混合料面层隐伏。交通负荷是由面层到底层辅助材料移交经过聚合联锁，粒状物料摩擦作用，以及优良材料凝聚力。柔性路面深入分为三组：高级，中级和低级。高级路面磨耗层能有效负担预期车辆荷载，而不出现显著疲劳，而且不轻易受到天气影响。中间型路面有穿，从表面处理到那些范围只是表面质量低于高型路面。低型路面，主要用于低成本道路，并穿着表面未经处理范围，从涣散天然材料，表面处理地球。一个柔性路面路基组件包含路基或准备路基，底基层，基础和面层。对路面性能取决于每个组件，它需要对每一个组件属性适当评价分别令人满意表现。路基通常是天然物质沿人行道水平对齐位于作为路面结构基础。路基可能还包含一个选择借用材料层，以及压缩到要求规格。它可能需要处理路基材料达成一定强度为正在兴建路面类型所需属性。位于正上方路基，底基层组成部分包含一个优质材料通常是用于路基建设。为底基层材料要求通常给出层次，塑料特征来看，和力量。当路基材料质量满足了底基层材料要求，底基层组成部分能够省略。在适当情况下，底基层材料尚不齐备，现有材料可与其它材料处理，以实现必要属性。这种对待土工程特征，以改进他们过程被称为稳定。基础道路直接放置路基之上，假如路基道路不使用，它被直接放在路堑上。路面层通常由粒状材料，如碎石，压碎或未粉碎炉渣或沙砾及沙子。为基层材料规格通常包含更严格要求，尤其是关于他们可塑性，层次较底基层材料，和力量。材料不具备所需性质，可作为基础材料，假如他们得到适当波特兰水泥，沥青或石灰稳定。在一些情况下，高品质基础道路材料也可能被视为与沥青或水泥改进重型路面刚度特征。表面层是公路铺砌层上一层同是它是在基础面层上快速铺筑。柔性路面表面层是有矿物骨料和沥青混合料组成。它应该能够承受高轮胎压力，能够抵抗车辆摩擦力，提供良好抗滑表面，而且阻止表面水渗透下卧层。路面磨耗层厚度有3英寸甚至到6英寸，这有路面交通量所决定。柔性路面表面层性能表现是有使用沥青混凝料配合比设计所决定。刚性高速公路路面通常由波特兰粘结水泥建造。刚性路面有一些允许结构负担一个类似梁功效经过下层材料微小形变挠曲力。所以，微小形变可能不被水泥路面所反应。合理设计和建造刚性路面，有较长寿命，而且维护费用也比柔性路面廉价。高速公路水泥路面厚度通常为6~13英寸。刚性路面公路建设通常携带沉重交通负荷，尽管他们被用于住宅和地方道路。被用与刚性路面硅酸盐水泥混泥土通常有硅酸盐水泥，粗骨料，细骨料和水组成。型钢混凝土杆可能会或可能不会使用，有在建路面类型决定。刚性路面公路被分为三个基本类型：素混凝土路面，钢筋混凝土路面，和连续配筋路面。各种类型路面定义经过钢筋用量联络起来。素混泥土路面没有用于荷载传递温度钢筋或传力杆。然而，钢拉杆经常被用来提供一个在纵向接缝铰链影响，并预防这些接缝开裂。普素混泥土路面主要被用在低交通量或当水泥稳定土被用在基层。接缝被布置在比其余类型混泥土路面相对更短距离（10到20英尺）以减小开裂规模。有时，素混泥土路面横向接缝做成倾斜4到5英尺（平面上），这么，在某一时刻，只有一个车轮经过接缝。这么有利于提供一个平顺行车。只有钢筋混泥土路面具备传力杆用于接缝传递交通荷载，用这种接缝接缝间隔能够更长，从30到100英尺。温度钢筋被用在整个路面板，所用多少有板长度决定。拉杆也常被用于纵向接缝。连续配筋路面没有横向接缝，除当一些特殊位置必须布置施工缝或膨胀接头外，如在桥梁上。这些路面有一个相对较高配筋率，通常有不低于百分之0.6截面板。它们也包含拉杆穿过纵向接缝。Lesson12沥青面层1沥青面层必须能够抵抗轮胎重荷载作用和环境作用影响，另外他必须在雨天能够提供足够抗滑力以及提供行车舒适性，他还能够抵抗车辙和开裂能力，我们还希望面层是不透水，除非是透水性路面。2热压沥青是一个具备更少粗集料间断级配材料，实际上，在沥青，细集料，矿粉之间加入粗集料其机械性能由胶结构所决定，这种材料被广泛利用于英国主干道磨耗层中，不过因为新材料压实耐久层，粗集料含量通常较低是层面压实后非常平整，对应，他抗滑性不足，因而摊铺时，在表面需要压入一层石屑来填补这一缺点。3在苏格兰，热压沥青磨耗层是主干道路机动车道首选，不过自从1999年薄层表面处治在英格兰和威尔士被认可为首先方案，自从1999年，北爱尔兰把热压沥青磨耗层和薄层处治都定位首先方案。4透水性沥青路面是用均匀级配材料，其特点是提供大空斜率将水在结构层厚度范围内排到边缘，假如磨耗层太透水了，那么下面基层必须是防水，而且透水性路面必须保持开发结构特质以及延长结合料使用寿命，需要较厚吸附沥青膜来抵抗水损害和组织结合料老化，在使用中，这种材料能最大程度降低水雾，与密集配结合料相比，他能够提供低噪音路面，并降低路面并降低滚动摩阻力，2通常因为特定环境原因，不过现在在英国施工中，沥青瑪蹄脂○碎石和指定薄面层通常是首选，在早期使用中，在高等级公路中透水性沥青磨耗层在早期使用中会发生破坏，公路局不提议在日载重车超出6000辆公路上采取透水性沥青面层。5沥青混凝土和密级配沥青碎石是连续级配混合料原理上与利用于路基和基层密级配沥青碎石相同，不过最大粒径要小于他们，除了英国全世界公路面层都使用较密级配沥青混凝土，对于英国抗滑标准密级配沥青碎石路面显然比不上热压沥青混凝土路面沥青玛蹄脂碎石路面或透水性沥青路面，这个问题能够经过一个分离面层处治不过这么做通常会使密级配碎石沥青路面造价更高。6沥青玛蹄脂碎石最先在德国和斯坦第纳维亚使用，现在英国使用也很广泛，这种材料透水性沥青面层一样拥有粗集料骨架，不过其空隙需细集料，填料，沥青砂浆填充，使用石油沥青混合料中，加用聚合物改性沥青时通常不需要加入纤维，沥青玛蹄脂碎石是间断级配材料具备良好抗车辙能力和耐久性，这不一样于热压沥青因为他砂浆只是用于填充粗集料间空隙，而在热压沥青混合料中，粗集料和砂浆混合在一起，而且不能形成连续沥青玛蹄脂，不过与沥青玛蹄脂碎石类似高石量热压沥青，并不在英国长用于磨耗层，而是被利用于路基和基层修筑。7近年来，一个薄或被称为超薄面层被引进，尤其是在法国开发出这种材料后，这些材料在细部组成上差异很多，不过通常与沥青玛蹄脂碎石级配相同，通常不与聚合物改性沥青一起使用，他们能够被用于更兼顾路基和基层上面或者用于重铺显存路面对于小交通量路面，他养护标准是最小车道占用理论，这只允许给这些长寿命路面结构更换磨耗层，新一代薄面层易达成这个要求。8上述这些不一样通常混合类型能够如图12.1比较它们机械性能和耐久性。该图表明，标准上，低碎石含量热压沥青混凝土，沥青玛蹄脂碎石以及透水性沥青混合物是怎样改进车辆荷载能力。9当沥青混凝土设计良好时，是一个折中方案，因为密级配能够对引发车辙剪力提供良好抗力，而且其足够粘结程度对于引发开裂拉力有较强抵抗性。通常集料发挥主要作用，密级配沥青碎石级配程度没有沥青混凝土高，而且性能没那么好，所以更利于抵抗车辙而不利于抵抗裂缝。10热压沥青混凝土借助集料之间充分砂浆粘结来提供良好抵抗裂缝形成作用，这也提供了好耐久性，不过粗集料缺乏，对抵抗车辙不利。11同一幅图中展示沥青玛蹄脂和透水性沥青路面强调了粗集料主导作用，在两种情况下，被沥青裹覆碎石在透水性沥青路面中，空隙能够用来排水，不过，对沥青玛蹄脂碎石路面而言，孔隙被由细集料，填充料，沥青及纤维素组成玛蹄脂填充，这两种路面材料中粗集料含量提供了好抗车辙能力，透水性沥青面层抗拉能力低，而有时沥青玛蹄脂面层抗拉能力较高，不过几乎没有工程试验数据证实这一特征。Lesson13道路和机场排水适当排水系统要求在道路和和机场位置和几何构思上是一个很主要原因。排水设施在任何道路、街道、机场都应该有效使水流从路面排到设计合理渠道中。不适当排水最终会造成结构物要种破坏。总之，交通会因为人行道积水变得迟缓也会造成事故发生。水滑现象、溅水和喷雾造成可见度降低都会造成事故发生。工程资金在排水设施分配就表现了它主要性。大约25%工程资金被分配到涵洞、桥梁、河道、沟渠等冲刷控制和排水设施上。高速公路排水设施主要首先包括到高速公路设计者提供排水设施尺寸。比如：足够大过水孔径要能排出预计水流。不宜结构尺寸会造成积水，这会使高速公路因为路堤长时间浸泡致使邻近部分失败。排水设施两大种类分为主要设施和次要设施。主要设施净跨径大于20尺，而次要设施跨径小于等于20尺。主要设施常应用于大桥、多孔涵洞也惯用这种设施。次要设施时常应用于小桥和涵洞中。最主要是挑选主要设施跨度和纵向净空值。桥板必须位于高水位线以上，但其在高水位线以上净空值必须允许河道中最大船经过而不与桥板发生碰撞。净空高度、尺寸、桥墩见空隙取决于河流在最大水流是可能出现冰块拥塞和漂浮圆木灯漂浮物来确定。河道两岸检验能够确定高水位线位置。因为它和侵蚀和漂浮物堆积关于。因为居住在河流附近居民他们经历过多年洪峰期。因为他们能够在确定高水位线位置方面提供一些信息。经过河流上安装多年位标也能为高水位线位置确实定提供一些信息。像短跨径桥和涵洞这一类次要设施经常是用于高速公