道路工程概论课堂重点

道路工程概论教案

第一章总论(2h)

1.1绪论

1.1.1一个完整的交通运输构成体系

交通运输是国民经济的动脉，是经济发展中的基础产

业。目前，在我们国家，交通运输系统的发展成为控制国民

经济发展的重要因素。

构成一个完整的交通体系，包括：铁路运输、道路运输、

水运运输、航空运输、管道运输。这些运输方式都有各自的

特点：

铁路运输的特点：只能实现线的运输，承担中长距离客

货运和大宗物资运输；运力大、速度快、成本低。

道路运输的特点：实现面的运输，可以深入城乡、平原、

山区、机场、火车站、港口等各个角落的门到门的直达运输。

其主要特点：机动灵活、运输面广、运输快速、投资少见效

快，但运费高和污染大。

水运运输的特点：运价低廉，但运输速度慢。

航空运输的特点：可快速运输旅客和货物，但运输成本

大。

管道运输的特点：方便运送油气产品

1.1.2道路的功能

道路是人们工作、学习、生活、旅游出行的通道，社会

活动要求必须要有一个安全、通畅、方便、快捷和舒适的道

路交通体系。因此，道路具有下述功能：

⑴交通运输：实现城乡旅客、货物交通中转、集散的功

能。

⑵城乡结构的骨架：对于城市道路，因为城市建筑是按

照道路网的布局走向实施布置，因此城市道路是城市结构的

骨架；对于地方道路，形成乡镇布局的骨架；对于主干公路

网，形成整个国土结构的骨架。

⑶公共空间：具有公共交通体系、保证日照和通风、提

供绿化和排水管线布置的公共空间。

⑷抵御灾害的通道：发生火灾、水灾、地震等自然灾害

和战争时，起到迅速疏散、避险和集结军队的作用。

⑸社会发展的基础产业，经济发展的先行设施：《要想

富，先修路》，已成为全社会的共识，道路建设在经济发展

中已起着举足轻重的作用。

1.1.3国内道路发展情况

1978年前，我国无一级公路，仅有少数二级公路；

1980年有一级汽车专用公路200km,二级公路12600km；

1984年国务院正式批准建设并开始设计京津塘高速公

路；

1985年我国仅有一级汽车专用公路400km,二级公路

21200km；

1988年10月泸嘉高速公路建成通车，实现了我国大陆

高速公路零的突破;

1989年广东省建成第一条高速公路，即广佛高速公路；

1990年底，建成通车的高速公路已超过2000公里；

1999年底，建成通车的高速公路已达到11605公里；

2000年底，高速公路通车总里程已达到1.6万公里，此

时我国高速公路里程已跃居世界第三位；

从1985年之后，我国公路建设就进入了一个新的以高

速公路为代表的发展时期。同时汽车运输也开始进入了快速

发展时期，不但是交通量增长快，而且轴载质量也显著增大。

近十几年来，重载车辆，特别是大幅度超载运输车辆日益显

著增加，其后轴从额定的0.7MPa增加到以上0.9MPa。交通状

况的这些显著变化，也给沥青路面和水泥路面带来了严重考

验。

据了解，截至2005年年底，广东省公路通车总里程达

11.5万公里，其中高速公路超过3140公里，居全国第二位。

广东高速公路发展水平总体上处于全国领先地位，但与发达

国家相比，广东现有高速公路规模仍然偏小，尚未形成完善

的网络。根据广东省高速公路建设总体规划，未来25年时

间，广东省高速公路建设分“三步走”：

2010年，全省高速公路通车里程达到5000公里左右，

其中珠江三角洲达到3000公里，通往邻省（区）的主要高

速公路通道建成通车，全省基本形成以广州、深圳为中心向

外辐射的高速公路网络，珠江三角洲形成较完善的高速公路

网络；

2020年，全省高速公路通车里程达到7300公里左右，

其中珠江三角洲达到3300公里，地级市与地级市之间（包

括与相邻省份的地级市之间）基本通高速公路，沿海重要港

口基本上由高速公路连接，全省基本形成网格状高速公路网

络。

2030年，全省高速公路通车里程达到8800公里左右，

其中珠江三角洲达到3500公里，高速公路网络进一步完善,

全省所有县城基本上能够在30分钟内上高速公路。

未来广东将实现全省“一日交通圈”，即省内任何两个

城市间可以当天到达，省会到省内其他城市可以当日往返，

全省将形成19条高速公路出省通道，广州至周边省会城市

可在10小时以内到达。

1.2道路分类、等级和标准

1.2.1道路分类

按道路交通性质和所在位置，道路可划分为：

公路：连接城市、乡村、厂矿和林区的道路，供汽车行驶具

备一定技术条件的交通设施。

城市道路：城市范围内的道路，供各种车辆和行人通行并具

备一定技术条件的交通设施。

具有形成和促进发展城市结构布局、提供通风和采光空

间、作为上下水道、煤气、电力、通讯设施埋设通道的功能。

1.2.2公路分类、分级与技术标准

1.2.2.1公路分类

按公路在公路网中的地位与作用，公路可分为：

国道：在国家公路网中体现国家干线公路；

省道：在省公路网中体现省干线公路；

县道：成为县级公路；

乡道：成为乡镇公路；

专用公路：为企业或其他单位提供运输服务的道路

1.2.2.2公路分级

按公路使用任务、功能和适应交通量，公路可划分为：

高速公路：具有四个车道或四个以上车道，设计年限平

均昼夜交通量25000辆以上；设置中央分隔带，汽车分向、

分车道行驶，全部立体交叉，并具有完善的交通安全设施和

管理设施、服务设施。远景设计年限为20年。

一级公路：通常四车道，汽车分向、分车道行驶，一般

应设置中央分隔带，部分控制出入，车辆设计年限平均昼夜

交通量15000〜30000辆。远景设计年限为15年。

二级公路:车辆设计年限平均昼夜交通量3000-7500辆。

远景设计年限为15年。

三级公路:车辆设计年限平均昼夜交通量1000〜4000辆。

远景设计年限为1。年。

四级公路：车辆设计年限平均昼夜交通量：双车道1500

辆；单车道200辆以下。远景设计年限为10年。

1.2.2.3公路技术等级

公路技术等级是根据一定数量的车辆在道路上以一定

的计算行车速度行驶时，对公路路线和构造物的设计、施工,

在技术性能、几何尺寸、结构组成方面的具体规定和要求，

是根据理论和总结设计、施工、使用经验的基础上，经过调

查研究和分析列成指标制定出来的。如P4。

123城市道路分类、分级与技术标准

按照城市市区和郊区的非农业人口总数，城市可划分为：

大城市：人口50万以上，城市道路采用I级标准，见P5

表1.3o

中城市：人口20万〜50万以上，城市道路采用II级标准

小城市：人口20万以下，城市道路采用ffl级标准

按城市道路在城市道路系统中的地位、交通功能，和对沿

线建筑物的服务功能，城市道路可划分为：

快速路：通常四车道以上，中间设置分车带，两侧设置自

行车道，进出口采用全控制或部分控制，与次干道采用平面

交叉，大部分采用立体交叉，设计年限为20年。

主干路：城市道路网中的骨架，连接城市各主要分区、车

站、港口等。设计年限为20年。

次干路：连接主干路的辅助干道，连接城市各部分并集散

交通，可设置停车场，设计年限为15年。

支路：次干与街区路的连接线，解决局部地区交通，以服

务功能为住，沿街以居住建筑为主，设计年限为10〜15年

1.3道路基本组成

1.3.1公路基本组成

道路是一种带状三维空间结构物，是承受车辆荷载的结构

物。作为公路，主要由下述几方面构成：

1路基：路基和路面是公路的主要工程构造物，是由填方

和挖方构成的工程结构物，如路基贯穿于公路全线，与沿线

的桥梁、涵洞、通道和隧道等相连接。

公路路基的作用：是路面的基础，为路面提供一个平整层,

并承受路面传递下来的荷载。

2路面：路面是直接承受行车碾压的地带，是铺筑在路基

上的层状结构物。

路面的功能是：

①提供汽车在道路上能全天侯地行驶；

②保证汽车以一定速度，安全、舒适、经济地运行。

因此，在路基上设置路面结构的目的在于改善道路的行驶

条件，提高其服务水平（舒适性和经济性），以满足汽车运

输的要求。

3桥涵：包含两方面：

⑴桥梁：是为道路跨越河流、山谷或人工障碍物的一种功能

性的结构物。

①基本组成：

上部结构（superstructure）：是线路中断时跨越障碍

的主要承重结构，是桥梁支座以上跨越桥孔的总称；

下部结构（substructure）：包括桥墩pier>桥台

abutment>基码;foundation

支座（bearing）：指支承上部结构的传力装置，不

仅要传递很大的荷载，并且要保证上部结构按设计要求能产

生一定的变位；

附属设施（accessory）：包括桥面系bridgedeck、

伸缩缝expansionjoint,桥梁与路堤衔接处的桥头搭板

transitionslabatbridgehead>锥形护坡conicalslope

②分类：

按照桥梁的受力体系分类：梁式桥、拱式桥、刚构桥、

斜拉桥、吊桥（悬索桥）

按桥梁的用途分类：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农

桥（或机耕道桥）、人行桥、水运桥（渡槽）、管线桥等；

按桥梁全长和跨径的不同分类：特殊大桥、大桥、中桥、

小桥和涵洞；

按照主要承重结构所用的材料分类：坛工桥（包括砖、

石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和

木桥。

按照跨越障碍的性质分类：跨河桥、立交桥、高架桥、

栈桥

按照上部结构的行车位置分类：上承式、中承式和下承

式桥。

⑵涵洞：分为圆管涵、明盖板涵、暗盖板涵、箱涵。

4通道：提供高速公路沿线两边行人、车辆行驶的通道，

高度大于4.2m。

5隧道：道路穿越山岭、地下、水底的构筑物。

6排水系统：排除地面水和地下水的构筑物。如边沟、截

水沟、排水沟、急流槽、盲沟、渗井、渡槽和路面结构排水

系统。

7防护工程：确保路基稳定的结构物，

如挡土墙、护脚、护面墙、导流结构物等。

8交通服务设施：指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，如交通标志、标线、护拦、护柱、

中央分隔带、隔音墙、隔离墙、照明设备、加油站、停车场、

养护管理房屋、绿化美化设施等。

1.3.2城市道路基本组成

为了确保完整的城市道路系统，城市道路基本组成相对公

路较复杂，通常有下述构成；

路基：

路面：水泥混凝土路面、沥青混凝土路面等

桥涵：分成为

桥梁：

涵洞：圆管涵、盖板涵（明盖板涵和暗盖板涵、箱涵

机动车道、非机动车道、人行道：

人行地道：包括地下人行道和人行天桥。

交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站：

交通安全设施：如照明设备、护拦、交通标志、标线。

沿街设施：如电线杆、给水拴、邮筒、电讯。

地下铁道、高架桥、立交桥：

绿化带

第二章道路交通(2h)

2.1道路车辆

2.1.1设计车辆

行驶在道路上车辆分为：

机动车辆：摩托车、小汽车、公共汽车、载重汽车、拖挂

车、大型集装箱车等。

公路工程规范将机动车分为：小客车、载重汽车、鞍式

汽车，如图2.1；

城市道路规范将机动车分为：小型汽车、普通汽车、钱

接车，如图22

非机动车辆：自行车、三轮车、板车、兽力车。

2.1.2计算行车速度

定义：道路设计标准的设计车速。是确定道路几何尺寸的

依据，因为：

⑴计算行车速度对确定公路的曲线半径、超高、视距等技

术指标起决定作用；

⑵计算行车速度影响车道的数目、尺寸以及路肩宽度等指

标；

⑶计算行车速度，在山岭重丘区直接影响公路工程数量的

大小和工程的难易程度。

因此，计算行车速度有山岭重丘区与平原微丘区之分，见

P9表2.4、表2.5、表2.6

⑷城市道路计算行车速度与道路的类型和级别有关，见

P9表2.7

2.1.3车辆污染

在道路上行驶的车辆会给道路沿线环境带来一定的污染，

最主要的污染是噪声污染(如汽车噪声、发动机噪声、与车

速有关的噪声)和废气污染。而废气污染物的排出量与车速

有关如一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化和物SOx的排

出量与车速有关，见P11表2.8.

2.2道路交通特性

2.2.1交通量Q

定义：某一时间段内，车辆通过道路某一地点、某一断

面或某一条车道的实际数量。

按交通类型分类，交通量可分为：机动车交通量、非机

车交通量、行人交通量。通常所指的交通量是机动车交通量,

即来往双向的车辆数量，一般以辆/d表示。

按机动车交通量平均值所取的时间长度分类，常用的平

均交通量可分为：年平均日交通量AADT(annualaverage

dailytraffic)＞月平均日交通量MADT、周平均日交通量

WADTo其中以年平均日交通量作为确定道路等级的控制性

指标。

设计小时交通量

对于多车道公路，运用设计小时交通量可以确定车道数和

路幅宽度。理由是：道路规划时，必须考虑交通量随时间变

化出现高峰的特点，即必须保证道路在规划期满足绝大多数

小时车流能顺利通过，不造成严重阻塞，也必须避免道路建

成后车流量很低、以免出现投资效益差的现象。因此，选择

适当的小时交通量作为设计小时交通量作为设计依据。

2.2.2行车速度V

定义：车辆在道路上行驶的距离与所需时间的比值。

按车辆在道路上行驶的距离与所需时间的取值不同，行车

速度（简称车速）可分类为：地点车速、行驶车速、行程车

速、运行车速、临界车速、设计车速。

2.2.3交通密度K

定义：在单位长度的道路上，一个车道或一个方向上某瞬

时的车辆数，也可称车辆密度。

交通密度与下述因素有关：

车头间距：同一车道同向连续行驶的相邻两辆车的车头距

离。

车头时距：同一车道同向连续行驶的相邻两辆车的车头时

间间隔。

2.2.4交通流三参数的基本关系

表示交通流的三参数：交通量Q、行车速度V、交通密

度K

交通流的三参数关系式可用三维空间的图象表示，如P16

图2.1所示。

2.3道路通行能力和服务水平

2.3.1概述

2.3.1.1通行能力

定义：单位时间内通过某一道路或车道断面的最大车辆

数。以辆小、辆/车道.h表示，主要反映道路服务的数量或服

务能力

分类：

按道路设施和交通实体的不同，分为：机动车道通行能

力、非机动车道通行能力、人行道通行能力

按车辆运行状态的特征不同，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

按通行能力的性质和使用要求的不同，分为：基本通行

能力、可能通行能力、设计通行能力

道路通行能力的影响因素有：

道路条件：指道路的几何特征。

交通条件：指车流的车辆组成、车道分布、方向分布等。

环境条件：指车辆在道路上运行的环境。

气候条件：天气对通行能力的影响。

规定运行条件：指计算通行能力的限制条件。

2.3.1.2服务水平

定义：道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等

方面可能得到的服务程度或服务质量。

常用的主要评价指标：行驶速度、服务交通量与通行能

力的比值（V/C）。

分级：我国1994年颁布的《公路路线设计规范》中，

将公路服务水平分为四级。高速公路和一级公路基本路段服

务水平指标，见P17表2.11

设计服务水平：指公路在使用末期应达到的最低服务水

平，即公路的最大服务交通量。

最大服务交通量应大于公路的设计小时交通量。

2.3.2道路路段通行能力

基本通行能力：指理想的道路与交通条件下，每一车道

或每一道路在单位时间内能够通过的最大交通量，也称理论

通行能力。

理想的道路条件：指车道宽度大于3.65m,路旁的侧向

余宽大于1.75m,纵坡平缓并有开阔的视野、良好的平面线

形和路面状况。

理想的交通条件：指车辆组成为单一的标准型汽车，在

一条车道上一相同的速度，连续不断地行驶，各车辆之间保

持与车速想适应的最小车头间隔，且无任何方向的干扰。

可能通行能力：指实际的道路与交通条件下，每一车道

或每一道路在单位时间内能够通过的最大可能交通量。

设计通行能力：道路的可能通行能力乘以给定服务水平

的服务交通量与通行能力之比。

233交叉口通行能力

无信号灯控制的交叉口通行能力：指主要道路上车流通

过量加上次要道路上穿越主要道路上车流的最大数量。此时

车流按交通规划的规定运行：次要道路上的车流让位于主要

道路上的车流；拐弯的车流让位于直行的车流。

信号灯控制的交叉口通行能力：指按照预定相位和绿灯

时间分配不同方向的车流最大数量。与道路路段通行能力相

比较，通行能力有所降低，原因是交通信号灯强制使道路上

的连续交通流改变成间断流。

234道路通行能力的应用

道路通行能力在道路规划与设计上的应用：

通过道路的通行能力与交通量比较，可以分析哪些道路

的通行能较交通量大，哪些道路能基本适应，哪些道路的服

务水平已经达到不能容忍的程度等等。

道路通行能力在道路交通管理上的应用：

通过道路的通行能力与交通量分析，可以确定道路的服

务水平，发现道路交通存在的问题，提出各种改进交通管理

的措施。

道路通行能力在交通运力与运输调度上的应用:

通过道路通行能力与交通量的比较，作为加强客运管

理、合理投放运力、审批客运开业的依据；根据道路通行能

力与交通量的变化规律，作为合理制定行车计划、科学调度

运行车辆、提高运输效率的途径

道路通行能力在路政管理与公路养护上的应用：

通过道路的通行能力与交通量分析，作为维持和恢复道路的原设计通行能力、确保公路

安全畅通的依据。

2.4道路工程项目可行性研究P30

可行性研究：指对建设项目做全面的分析论证，确定某

一项目的建设必要性、技术可行性、经济合理性及实施可能

性，同时推荐最佳方案，为投资决策提供科学依据，减少和

避免决策失误、保证建设资金的有效使用，取得最佳的经济

效果。

可行性研究在项目建设过程中所起的作用：

作为项目投资决策的依据

作为编制设计任务书的依据

作为初步设计的依据

作为向银行申请贷款的依据

作为公路建设项目后评价的参考和依据

公路可行性研究的主要内容：P31共14个内容

公路可行性研究的工作步骤，分为：

预可行性研究阶段：是根据国民经济与社会发展规

划和公路网布局规划，通过踏勘和调查，重点研究项目建设

的必要性，对建设规模、投资可能性、技术标准、经济效益

等做粗略的分析，审批后作为编制项目建议书的依据。

工程可行性研究阶段：是根据批准的项目建议书，

通过必要的测量和地质勘探，进行充分调查研究，对不同建

设方案从经济上、技术上进行综合论证，提出最佳方案，作

为编制设计任务书的依据。

社会经济调查、分析与预测：是整个可行性研究的前提和

基础。

社会经济调查范围:取决于项目影响区域，习惯上划分成:

直接影响区：其特点是项目实施后的社会经济显著受

益；具备交通量的主要发生源；交通条件能够明显改善，并

形成新的运输方式分流格局

间接影响区：直接影响区范围之外的凡公路建设项目

上行驶车辆所涉及的范围。

社会经济调查分析研究的重点在于直接影响区。

社会经济调查的主要内容：人口、自然资源、经济

社会经济分析内容：在公路建设项目可行性研究中，主

要包括：

①人口分析：主要是人口增长分析，用人口增长率表示;

②资源分析：

主要侧重于：

资源开发分析：如储量、开发条件和资金情况；

燃料及原材料供需方面的分析：探讨因资源分布的不平

衡，各地区经济发展所需的资金以及燃料、原材料许通过调

配互通有无。

③经济分析：在公路建设项目可行性研究中，经济分析

的主要内容包括工业、农业、经济构成、经济增长、人均主

要经济指标等。

社会经济预测：是对区域社会经济发展计划和规划的补

充及完善，一般情况下可使用计划或规划数字，公路建设可

行性研究常采用回归分析法进行社会经济预测。

交通量预测：是公路建设可行性研究中的一个关键内

容，是论证项目建设的必要性，确定项目的工程规模和技术

标准，以及进行经济评价的依据和基础。

交通调查的具体内容：

①交通概况：指铁路、公路、水运、航空及管道等五

种运输方式

②交通运输量

③公路交通量

④公路运输成本

⑤道路养护大修管理费用

⑥道路收费

⑦交通事故及货损

⑧OD调查：origindestinationinvestigation,起讫点交通

量的调查.

交通分析的主要内容：运输路线适应性分析、综合运输分

析、地方交通特点分析、OD分析

交通量预测方法：

1基于路段交通量的个别推算法。

该法是我国公路建设项目可行性研究中交通量预测的

传统方法，具有两种形式：

直接法：直接以交通量为因变量进行预测；

间接法：先以运输量为因变量进行预测，然后再转变

为交通量。

个别推算法可采用定基或定标模型进行，具体形式参

见《公路建设项目交通量预测办法》

2基于OD调查的四步模式法。

该法是按照出行产生、出行分布、出行方式划分和交通

量分配四个环节进行网路交通量的预测，源自欧美等发达国

家。

第三章路线设计

道路是一种带状三维结构物，包括路基路面、桥涵、隧

道等工程实体。道路设计包括几何设计和结构设计，而路线

设计是指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作。通常

的公路设计顺序是：一般是在尽量顾及到纵、横断面平衡的

前提下，先定路线平面图，沿这个平面线形进行高程测量，

取得地面线和地质、水文及其它必要的资料后，再设计纵断

面和横断面。道路的平面图、纵断面图、横断面图三者之间

的关系如图3.1所示，其基本概念为：

图1道路的平面图、纵断面图、横断面图三者之间的关系图

路线平面图：指道路中线在水平面上的投影;

纵断面图：用一曲面沿道路中线竖直剖切，再展开成平面

的图式；

横断面图：沿道路中线任一点（即中桩）作的法向剖切图;

3.1横断面设计

道路横断面的构成：由横断面设计线和地面线构成

3.1.1公路横断面组成

公路横断面设计线：是指行车道、路肩、分隔带、边沟、

边坡、截水沟、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设

施。

⑴按公路路幅，将公路划分为：

单幅公路：是指上下行车辆不分开，而用标线分隔的整体

断面；

由行车道、路肩以及错车道等组成部分构成；

按路幅的布置类型，单幅公路可分为：

单幅单车道：一般适用于交通量小、地形复杂、工程

艰巨的山区或地方公路，限于四级公路；

单幅双车道：一般适用于二、三、四级公路；

双幅公路：是指上下行车辆分隔的断面。

分隔的方式：

①用分隔带分隔的整体式断面；由行车道、中间带、路

肩以及紧急停车带、爬坡车道等组成部分构成。

②将上下行车辆放在不同高度或平面上的分离式断面。

按路幅的布置类型，双幅公路可分为双幅多车道:

适用于高速公路、一级公路，具备四、六、八车道的公路,

中间一般都设置分隔带或形成分离式断面。

⑵为了迅速排除路面和路肩上降水，将路面和路肩形成一

定的斜面，即(P48)：

路拱：直线路段的路面为中间高、两边低而显示双向倾

斜；路拱横坡采用1.5%(国道、省道)或2%(高速公路)；

超高：在弯道路段的路面，为了抵消车辆在弯道上行驶

时所产生的离心力，将路面形成向弯道内侧倾斜的单一坡

面；单一坡面的坡度采用2%~10%的整数。

⑶公路车道的宽度

根据《公路工程技术标准》的规定，P46：

高速公路、一级公路的一条机动车道的宽度为3.75m(V

为120、100、80km/h)、3.5m(60km/h)；

二级公路的行车道(双向混合行驶)的宽度为

9m~14m(80km/h)>7m(40km/h);

三级公路行车道(双向混合行驶)的宽度为7m(60km/h)、

6m(30km/h);

四级公路行车道(双向混合行驶)的宽度为6m(40、

20km/h)；(单向混合行驶)3.5m(40、20km/h)。

⑷公路路肩(P47)

定义：指行车道至路基边缘，具有一定宽度的带状部分。

作用：增加路幅的富余宽度；保护和支撑路面结构；供临

时停车使用；为公路其他设施设置场地；汇集路面排水。

分类：①硬路肩：指采用沥青混合料或水泥混凝土铺装过

的路肩。一般在高速公路和一级公路使用。

硬路肩的宽度：

高速公路及一级公路为整体式断面时：

在行车速度为120km/h时-：一般宽度3.25m；四车道高

速公路的宽度3.5m；六、八车道高速公路的宽度3.0m；

在行车速度为100km/h时，3.00m、2.75m；

在行车速度为80km/h时，2.75m、2.50m；

在行车速度为100km/h时,2.50m、1.5m。

高速公路及一级公路为分离式断面时：

行车道左侧设硬路肩，宽度为1.25m(120km/h)、1.00m

(lOOkm/h)、0.70m(80〜60km/h)、

硬路肩的横坡：

直线路段：一般应设置向外倾斜的横坡，数值等于或大

于行车道路面横坡度

弯道路段：内侧横坡数值等于行车道路面横坡度；

外侧横坡数值等于行车道路面横坡度，或设

置向外倾斜的横坡。

②土路肩：没有进行铺装过的路肩。

⑸中间带P47

定义：道路中间设置的分隔上下行驶交通的设施，包括两

条左侧路缘带和中央分隔带。

作用：分隔上下行车流；杜绝车辆随意调头；减少夜间对

向行车眩光；显示车道的位置，诱导视线；为其他设施提供

场地。

宽度：

①公路整体式断面4.50m、3.00m(120km/h),其中中

央分隔带宽度3.00、2.00m;

②高速公路为3.50m、2.50m(100km/h),其中中央分

隔带宽度2.00、1.50m,左侧路缘带宽度为0.75、0.5m；

③一级公路为3.00m、2.00m(100km/h),其中中央分

隔带宽度2.00、1.50m,左侧路缘带宽度为0.50、0.25m；

④为2.50m、2.00m(80〜60km/h),其中中央分隔带宽

度1.50m,左侧路缘带宽度为0.50、0.25m；

⑤分离式断面为大于4.5m。

中央分隔带

表面形式：凸形(原则上不设置凸起的缘石)、凹形；

缘石形状：平齐式、斜式、栏式；

表面处理：植草皮、铺面封面；

路缘石：指设置在路面与其他构造物之间的标石。在分

隔带与路面之间一般均需要设置路缘石，形状为立式、斜式、

曲线式等。

3.1.2城市道路横断面构成

城市道路横断面设计线：是指机动车道、非机动车道、

人行道、绿带、分车带等设施。城市道路的位置安排和宽度

确定应考虑保证车辆和行人的安全畅通、与道路两侧的各种

建筑物及自然景观相协调、满足地面和地下排水管线埋设的

要求等。

城市道路横断面设计的主要依据：道路的红线宽度、道

路功能、交通组织方式及交通资料的分析等。

城市道路路幅布置的形式：采用路缘石和绿化带，将人

行道和行车道布置在不同的位置和高度上，以分隔行人和车

辆，保证交通安全。根据机动车和非机动车的不同布置形式,

具有四种基本形式：

①单幅路（欲称一块板）。各种车辆混合行驶，适用于机

动车交通量不大且非机动车较少的次干道、支路及用地不足

折迁困难的旧城改造的城市道路上。

②双幅路（欲称二块板）。设置中央分隔带，分隔上下行

交通。主要用于各向需要两条以上机动车道、非机动车较少

的道路。

③三幅路（欲称三块板）。设置两个侧分隔带，分隔机动

车和非机动车的交通，中间为双向行驶的机动车辆，两侧为

靠右单向行驶的非机动车道。

④四幅路（欲称四块板）。设置中央分隔带和两个侧分隔

带两个侧分隔带。适用于机动车辆车速较快，各向两条机动

车道以上、非机动车道多的快速路与主干路。

城市道路的车道宽度：P46

城市道路平均最大车速为30〜40km/h,所需车道宽度为

3.42-3.8m；若车速大于50km/h,车道宽度为3.75m；从保证

通行能力的角度考虑，城市道路的最小车道宽度为3.5m。

3.1.3公路用地P52

定义：指修建养护公路及其沿线设施，依照国家规定征用

的地幅。

范围；新建公路路堤两侧、排水沟外边缘（坡脚）以外，

路堑坡顶截水沟外边缘（或坡顶）以外不小于1m；有条件

的地段，高速公路、一级公路不小于3m,二级公路不小于

2mo

3.1.4横断面设计

一条道路的横断面图数量极大，为提高手工绘制的工作

效率，可事先制作若干个标准断面的透明模板，在1：200

的纸上绘制；但根本的解决的办法是路线CAD,它不但能准

确自动绘制横断面，而且能自动计算横断面面积，

3.2平面设计P55

路线的平面设计，主要考察汽车行驶轨迹，使平面线形与

汽车行驶轨迹相符合或相接近时，才能保证行车的舒适。

⑴汽车行驶轨迹在几何性质上的特点

①轨迹连续和圆滑，即在任何一点上不出现错头和波

折；

②曲率连续，即轨迹上任何一点不出现两个曲率值；

③曲率变化连续，即轨迹上任何一点不出现两个曲率变

化率的值；

⑵平面线形要素

汽车导向轮旋转面与车身纵轴之间的状态：

①角度为零；

②角度为常数；

③角度为变数。

平面线形三要素：与上述三种状态相对应的汽车行驶轨

迹汽车行驶轨迹为：

①曲率为零的线形——直线；

②曲率为常数的线形——圆曲线；

③曲率为变数的线形——缓和曲线；

⑶直线

直线在公路或城市道路线形的优点：以最短的距离连接

两目的地，具有路线短捷、缩短里程和行车方向明显的特点;

因两点可定一直线，结果直线线形简单、容易测设：直线方

向采用花杆和经纬仪测设，长度采用刚尺、皮尺、光电测距

仪、全站仪测设。

直线在公路或城市道路线形的缺点：过长的直线，线形

呆板，行车单调，容易使司机疲劳，容易发生超车和超速的

行驶，行车时司机难以估计车间距离，夜间行车对向车容易

产生眩光；难以与地形及周围环境协调，即在山区或丘陵地

区，过长的直线会严重破坏自然环境，造成大挖大填，工程

经济效益也差。

《公路路线设计规范》对直线长度有限制；

①长直线

《规范》对长直线限制没有量化。因此，国内外的长直

线应用均不一样。

②直线的最小长度

定义：指前一曲线终点到后一曲线起点之间的长度。即

相邻两曲线之间应有一定的直线长度，具有三个方面的直线

最小长度：

A同向曲线间直线的最小长度：

同向曲线：指两个转向相同的相邻曲线间连以直线所形

成的平面线形；

规定：计算行车速度260km/h时，同向曲线间直线

最小长度（以米计）不小于行车速度（以千米每小时计）的

6倍；

B反向曲线间直线的最小长度:

反向曲线：指两个转向相反的相邻曲线间连以直线所形

成的平面线形；

规定：计算行车速度260kin/h时;同向曲线间直线

最小长度（以米计）不小于行车速度（以千米每小时.计）的

2倍；

C相邻回头曲线间直线的最小长度

回头曲线：指山区公路为克服高差在同一坡面上回头展

线时所采用的曲线。

规定：两相邻回头曲线之间，即由一个回头曲线的

终点至下一个回头曲线的起点距离，二、三、四级公路上分

别应不小于200m、150m.100m。

⑷圆曲线P59

应用范围：路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双

交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中。

主要特点：

①任意点曲率半径为常数，曲率也为常数，因此测设简

单；

②能较好地适应地形的变化，适用范围较广而灵活；

③较大半径的缓圆曲线线形美观、顺适、行车舒适；

④圆曲线上每一点都在不断改变方向，汽车受到离心力

的作用，同时汽车比直线路段多占用宽度，因此弯道路段必

须设置加宽和超高。

⑤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；半径较小，中心角过大，会影响行车安全,

因此必须限制圆曲线的最小半径。

《公路路线设计规范》根据各级公路的不同要求，规定

了圆曲线的最小半径有三类：

①极限最小半径：是路线设计中的极限值，是在特殊困

难的条件下不得已才采用的，一般不轻易采用。

②一般最小半径：指汽车在这种半径的曲线上以设计速

度或接近设计速度行驶时，旅客有充分的舒适感；地形比较

复杂的情况下不会过多的增加工程量。

③不设超高的最小半径：指路面为双向路拱横坡，并能

保证汽车即使在这双向坡的弯道外侧行驶，也能满足计算行

车速度的要求，并且安全、经济、舒适地通过。

最小圆曲线半径的影响因素：指定车速的横向力系数

U、超图iyo

圆曲线最大半径：规范规定圆曲线最大半径不宜超过

10000mo

⑸缓和曲线P64

位置：在直线与圆曲线之间与圆曲线之间的一种曲率连

续变化的曲线。

应用要求：除四级公路不设缓和曲线外，其余各级公路

应设置缓和曲线

作用：

①线形缓和。若圆曲线与直线连接，在连接处曲率产生

突变，视觉上不平顺；若圆曲线与直线之间设置缓和曲线，

线形圆滑，增加线形的美观，有良好的视觉效果和心理作用

感。

②行车缓和。若汽车由直线直接驶入圆曲线，或由大半径圆

曲线直接驶入小半径圆曲线，起离心力发生了突变，使安全

感和舒适感受到影响；从司机转弯操纵来看，汽车前轮转向

角逐渐变化，因此在其中间插入逐渐变化的缓和曲线，才能

保证车速一定的条件下使汽车前轮转向角从0至0角逐渐转

向，从而有利于驾驶员操纵方向盘。

③超高加宽缓和。行车道从直线上的双坡断面过渡到圆

曲线上的单坡断面，行车道从直线上的正常宽度过渡到圆曲

线上的加宽宽度，一般情况在缓和长度内完成。

⑹视距P68

行车视距：指为了保证行车安全，司机应能看到行车路线

前方一定距离

意义在于：在行车视距内，方便发现障碍物或迎面

来车，及时采取停车、避让、错车、超车等措施

可能存在行车视距不足的路段：道路平面（横断面）上

的暗弯（处于路堑段的弯道和路堤段内侧有障碍物的弯道）、

纵断面上的凸形竖曲线、下穿式立交的凹形竖曲线。

视距种类：

①停车视距：从司机发现障碍物时起，到汽车在障碍物

前安全停车止，所需的必要安全视距；

由空驶距离、制动距离、安全距离构成。

②会车视距：同一行车道上两对向汽车相遇，同时采取

刹车措施所需的必要安全视距；

③错车视距：两对向行驶的车辆相遇，采取减速措施所

必要的安全视距；

④超车视距：双车道公路上，两同向行驶的车辆，当后

面一车辆需要超过前一车辆，采取加速或等速超过前辆，而

又不与对向来车发生碰撞所必要的安全视距；

⑤避让障碍视距：汽车发现前方障碍物，采取减速措施,

从障碍物一侧绕过，而不与对向车辆发生碰撞所必要的安全

视距；

⑺平面设计成果P71

完成路线平面设计后应及时清绘各种图纸和表格。

主要的图纸：路线平面设计图、路线交叉平面设计图、道

路平面布置图、纸上移线图等；

主要的表格；直线、曲线及转角表、路线交点坐标表（或

含在直线、曲线及转角表中）、逐桩坐标表、路线固定表、

总里程及断链桩号表等。

3.3纵断面设计

纵断面图有两条线：

①地面线：指根据中线上的各个桩点地面高程而点绘出

的一条不规则折线；以直角坐标的横坐标表示里程桩号，通

常横坐标比例尺采用1:2000,城市道路采用1：500-1:1000；

②设计线：由直线（即均匀坡度线或直坡段）和竖曲线

构成；以直角坐标的纵坐标表示高程，通常纵坐标比例尺采

用1:200,城市道路采用1：50〜1:100。

纵断面图是由上下两部分内容组成：P80

上部内容：主要用来绘制地面线和纵坡设计线，也用以

标注竖曲线及其要素；坡度及坡长（有时标在下面）；沿线

桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数和孔径；与道路、

铁路交叉的桩号及路名；沿线跨越的河流名称、桩号、常水

位和最高水位；水准点位置、编号和高程；断链桩位置、桩

号、及长短链关系等。

下部内容：主要用来填写有关内容，自上而下分别填写,

如直线及平曲线；里程桩号；地面标高；设计标高；填、挖

高度；土壤地质说明；设计排水沟底线及其坡度、距离、标

高、流水方向等。

纵坡度：表示匀坡路段坡度的大小，以上升高度h与水

平距离1之比的百分数来量度的，即i=h/1（%）（上坡取正,

下坡取负）；

最大纵坡（％）、最小坡长：见P75表3.8

最小纵坡：应设置不小于0.3%的最小纵坡。

竖曲线的作用：P76

①缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的离心力；

②确保公路纵向行车视距；

③将竖曲线与平曲线恰当组合，有利于路面排水和改

善行车的视线诱导和舒适感。

竖曲线类型：凸形竖曲线、凹形竖曲线。

竖曲线半径选择主要考虑的因素：P79

①选择半径应符合《公路路线勘察设计规范》规定

的最小半径和最小长度要求；

②在不过分增加土石方量情况下，为使行车舒适，

应采用较大半径；

③结合纵断面起伏情况和标高控制要求，确定合理

的外矢距，按外矢距控制选择半径；

④考虑相邻竖曲线的连接（即保证最小直坡段长度

不发生重叠）限制曲线长度，按切线长度选择半径；

⑤过大的竖曲线半径将使竖曲线过长，从施工的排

水来看都是不利的，选择半径时应注意；

⑥夜间行车交通量变较大的路段，考虑灯光照射方

向的改变，使前灯照射范受到限制，选择半径时适当加大，

以使其有较长的照射距离。

3.4平面交叉口P102

平面交叉：指道路在同一高度相交并有一共同构筑面的交

叉口。

平面交叉口的基本构成：交叉口（见图3.54）、交叉连接

段、附加车道、交通岛、导流路

平面交叉口的交错点类型：

分流点：同一行驶方向的车流向不同方向分开的地点;

合流点：来自不同行驶方向的车流以较小的角度向同

一方向汇合的地点；

冲突点：来自不同行驶方向的车流以较大的角度相互

交叉的地点

上述类型的交错点都存在相互尾撞、挤撞或碰撞的可

能性；是影响交叉口行车速度和容易发生交通流事故的主要

原因，其中对交通流影响最大的是以左转和直行车流、直行

和直行车流所产生的冲突点，其次是合流点、分流点。

减少或消灭冲突点的一般方法：

①实行交通管制：在交叉口设置自动交通信号灯或由交

警指挥；禁止车流左转弯；

②采用渠化交通：就是人、车分离，各种车辆各行其道,

互不干扰，顺序行驶。在道路上划线，用绿带和交通岛分隔

车道，使车辆像渠道内的水流那样，顺着一定的方向，互不

干扰地通过。

③修建立体交叉：

平面交叉口的形式：十字形、T形、Y形、环形交叉。

3.5立体交叉（简称立交）Pill

定义：指两条道路（道路与道路、道路与铁路、道路与其

他通道）在不同高度上相互交叉的联接方式。

优点：能克服平面交叉口中存在的通行能力低、行车延误、

行车速度慢、安全性差的缺点。

基本组成：

①跨线桥（或地道）：是立体交叉实现车流分隔的主体

构造物，分为：

上跨式：设置地面以上的跨线桥；

下跨式：设置地面以下的地道。

②主线（正线）：是两条相交道路的直行线，主要包括

连接构筑物两端到地面标高的引道。

③匝道；是相交道路上、下相互连通的连接道。

④出口：由正线驶出进入匝道的路口；

入口：由匝道驶入正线的路口。

⑤变速车道：设置在高速公路进出口附近。

主线右侧增设的为满足车辆变速的车道，分加、减速道;

入口端为加速车道；出口端为减速车道。

分类:

按相交路线跨越方式，分为：

上跨式：指跨线桥从相交道路上方跨过的交叉方式；

下穿式：指地道或隧道从相交道路下方穿过的交叉方式；

半上跨半下穿：

按交通功能划分，分为：

分离式立体交叉：指仅设置一座跨线桥，使相交道路空

间分隔、彼此之间无匝道连接、车辆不能交流的交叉方式；

常用于高速公路与次要道路或铁路之间的交叉。

互通式立体交叉：不仅设置跨线桥使相交道路空间分隔,

而且上、下道路有匝道连接，以供转弯车辆行驶的交叉方式;

部分互通式：指需要取消某一方向车辆出入、取消该方

向匝道的立交桥；

完全互通式：允许所有方向车辆出入、设置各转向的专

用匝道的立交桥。

按交通流线划分，分为：

完全立交型（完全互通式）：指相交道路的所有交通流线

进入交叉口时，全部在不同空间相交的交叉方式；常用于高

速公路之间的交叉。

交织型：指相交道路由于匝道不足、部分匝道为几个转

弯方向车辆重复使用、具有交织路段的交叉方式；适用于高

速公路与其他道路的交叉。

平交型：指相交道路的交通流线中，至少有一个平交冲

突点的交叉方式；适用于高速道路与敌等级道路的交叉。

按收费方式划分，分为；

不收费方式：

收费方式：

第四章路基工程（4学时）

4.1概述

1路基工程的特点、基本要求和设计内容

公路是一种线性工程构造物，而路基和路面是公路的主要

工程构造物，如路基贯穿于公路全线，与沿线的桥梁、涵洞、

通道和隧道等相连接。为了使公路的规划、设计、施工与养

护能够满足现代化的汽车运输要求，必然对路基路面的使用

提出一些要求。

⑴对路基的要求

公路路基的作用：是路面的基础，为路面提供一个平整层,

并承受路面传递下来的荷载。止匕外，由于路基是敷设在地面

之上，暴露于大气之中，受地形、地质、水文和气候等自然

因素的影响极大。如果路基设计和施工不恰当，很容易产生

各种形式的常见病害。因此，对公路路基必须具备下述要求:

①路基断面尺寸符合设计标准要求

不同等级的公路，其路基断面尺寸具有不同的设计标准。

因此，必须结合具体的公路勘察实际情况，根据公路设计标

准，精心设计、精心施工，使竣工的公路路基断面尺寸符合

设计标准要求。

②路基具有足够的整体稳定性

足够的整体稳定性是指路基整体在车辆及自然因素作用

下，不致于产生过大的变形和失稳。由于在地表上开挖或填

筑路基会使原先处于稳定状态的地层引起不平衡，导致路基

失稳。路基的失稳会导致交通受阻，乃至引起交通事故。因

此为了保证公路畅通无阻和行车安全，必须采取有关排水、

防护和加固或支挡等工程措施，以确保路基在不利的环境

（地质、水文和气候）条件下具有足够的整体稳定性。

③路基具有足够的强度

路基和路基下的地基会产生变形。

产生变形的原因为：自重和车辆荷载作用、路基填土疏松

或过分潮湿、存在软土地基。

产生变形的种类为：沉陷变形、固结变形、不均匀变形。

路基的变形使路面遭到破坏，直接影响路面的使用品质。

因此，要求路基应具有足够的强度，以保证在外力作用下，

不致产生超过容许范围的变形。

④路基具有足够的水稳定性

路基敷设在地面之上，经受地表水和地下水的作用，特别

是季节性冰冻地区，由于水温状况的变化，会使路基强度急

剧下降。因此，路基路面设计要求路基处于干燥、中湿状态。

⑵路基工程的特点

在公路建设中，路基工程的主要特点是：

工艺较简单。路基施工工艺为挖、运、铺、压。

工程数量大。平原微丘区三级公路土石方

8000~16000m3/km,山岭重丘区三级公路土石方

20000~60000m3/km以上，高速公路的土石方更大。

耗费劳力多。

涉及面广。路基是带状的土工构造物，路基施工改变了原

有地面的自然状态，挖、填、借、弃土涉及当地生态平衡、

水土保持和农田水利等自然环境。

投资高等。一般公路的路基修建投资占公路总投资的

25%〜45%,个别山区为65%。高速公路建设投资在广东控制

在4500万元Zkm,广深高速公路和广珠高速公路建设投资达

到每公里1亿人民币。

⑶路基工程的设计内容

对于上述路基工程的特点，应该结合公路设计的当地自

然条件，根据公路的性质、等级和技术标准，做好公路工程

的设计。

⑴收集设计资料-，如沿线的地质、水文、地形、地貌及气

象等资料。

⑵路基主体工程设计，如路堤、路堑、半填半挖路基，进

行一般路基设计和单独路基设计。

⑶排水系统总体布置，地面及地下排水结构物设计

⑷路基防护与加固设计。

⑸路基工程附属设施设计。

2路基常见病害的分析和防治措施

路基构筑在地面之上，裸露在大气之中，经受着土体自重、

行车荷载和各种自然因素的作用，路基的各个部位将产生变

形，导致路基出现各种病害。

⑴路基的常见病害种类

①路基沉陷

定义：指路基表面在垂直方向产生较大的沉落。

路基沉陷种类：路基的压缩沉降

地基的沉陷

路基沉陷产生原因：路基本身压缩沉降是由路基填料选

择不当，填筑方法不合理，压实度不足，在路基内部形成过

湿的夹层等因素造成的；

地基的沉陷是指天然地面有软土、泥沼或不密实的松土

存在，承载能力极低，路基修筑前未经处理，在路基自重作

用下，地基下沉或向两侧挤出，引起路基下沉。

②边坡滑塌

边坡滑塌的种类：

溜方:是指边坡上表面薄层土体沿土质边坡向下移动；

滑坡:是指一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动。

边坡滑塌的产生原因：

溜方主要是由于流动水冲刷边坡或施工不当；

滑坡主要是由于：路堤边坡坡度过陡，或边坡坡脚被冲刷

掏空，或填土层次安排不当；路堑边坡高度与天然岩土层次

的性质不相适应，有倾向于路堑方向的斜坡层理存在。

③剥落、碎落和崩塌

④路基沿山滑动

在较陡的山坡上填筑路堤，整个路堤沿倾斜的原地面向下

滑动。

⑤不良地质和水文地质条件造成大路基破坏

不良地质条件是指泥石流、溶洞等，较大的自然灾害是

指大暴雨，均可能导致路基的大规模破坏。

⑵路基常见病害的原因综合分析

上述路基常见病害有各自的特点，又有共同的原因，大致

可以归纳为：

①工程地质和水文地质

是指地质构造复杂、岩层走向及倾角不利、岩性松软、

风化严重、土质较差、地下水位较高及其其他特殊不良地质

灾害等。

②水文与气候

主要是降雨量大、洪水猛烈、干旱、冰冻、积雪或温差

较大等。

③设计图

主要是断面尺寸不符合要求、挖填布置不符合要求、最

小填土高度不足、未进行合理的防护、加固与排水沟设计不

足。

④施工

主要是填土顺序不当、土基压实不足、盲目采用大型爆破

作业、不按设计要求和操作规程施工、工程质量不合标准。

上述四种原因中，地质条件是影响路基工程质量和产生病

害的基本前提，水是造成路基病害的主要原因。

3路基水温状况及干湿类型

⑴路基湿度的来源

路基湿度状况的变化是影响路面结构强度、刚度与稳定性

的重要因素之一。直接影响路基湿度变化有许多因素，如大

气降雨、蒸发、地面排水、地下排水等。这些影响因素对路

基湿度程度是因地因时不同，如南方非冰冻地区，当雨季来

临时未能及时排除地面积水和离地面很近的地下水，将使路

基土浸润而软化。

保持路基干燥的主要方法是设置良好的排水系统，经懈

护保持畅通。根据世界上不同地区的野外观测资料，地下水

对路基湿度影响随地下水位的高低与土的性质而异：

粘土为6m,砂质粘土或粉土大约为3m,砂土为0.9m。

在这个深度范围内，路基湿度受地下水位的影响；在这个深

度范围以上部分，路基湿度主要受大气降雨、蒸发、地面排

水控制。

路面面层的透水性对路基湿度有很大影响，若采用不透水

的面层结构，将减少降水和蒸发的影响，使得道路完工的二、

三年内，路基上部中心附近的湿度逐渐趋于稳定。对于透水

的面层结构，上层路基的湿度状况将受到大气降雨、蒸发的

影响而产生季节性的变化。

路肩以下路基湿度的季节性变化对路面以下路基也有所

影响。如果路肩经过处治，防止雨水渗入，则路面下的土基

湿度将趋于稳定，与路基中心处湿度相当。

⑵路基干湿类型

路基的强度与稳定性，同路基的干湿类型有密切关系，

并在很大程度上影响路面结构及厚度的确定。路基的干湿类

型划分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。这四种类型表示路

基在最不利季节所处的干湿状态。路面设计要求路基处于干

燥或潮湿状态。路基干湿类型的判断方法：

①根据路基土的平均稠度划分路基的干湿类型（适用改

建公路）

②根据路基路基临界高度划分路基的干湿类型（适用新

建公路）

4公路自然区划

我国不同地区自然条件的差异很大，而自然条件同公路建

设有密切关系，各种自然因素对公路构造物产生的影响和造

成的病害也各不相同。因此，为了区分各地区自然区域的筑

路特性，在不同地区的路基路面设计中应考虑的问题，经过

长期研究，制定了《公路自然区划标准》（JTJ003-86）,绘制

成中国公路自然区划图。该区划是根据以下三原则制定的：

道路工程特征相似性；

地表气候区划差异性；

自然气候因素综合和主导作用。

公路自然区划分三级进行区划：

一级区：分为七个大区，广东省属于w区一一东南湿热区;

是按自然气候、全国轮廓性地理地貌划分的，主要为全国性

的公路总体规划和设计服务的。

二级区：是在一级分区的基础上以潮湿系数为主划分的。

全国共分51个二级区，其中33个二级区和18个二级副区。

二级区主要为各地的公路路基断面设计、施工、养护提供较

全面的地理气候依据和有关计算参数，如土基和路面材料的

回弹模量、路基临界深度、土基压实标准。广东属于W6,见

P31,图11所示。

三级区：未列入全国性区划，有各省、自治区结合当地情

况进行。

4.2一般路基设计P128

一般路基是指工程地质和水文地质条件良好的地段修筑

的填挖不大的路基；

一般路基设计：可以结合当地地形、地质情况直接套用标

准图，不必论证与验算；

路基的个别设计：特殊地质地段和高度超过规范规定的路

基，必须稳定性分析和计算。

路基的类型有：路堤、路堑、半填半挖路基三类典型路基

横断面。为了保证路基的强度和稳定性，我国路基设计规范

对一般路基设计均作了规定。

1路堤设计

路堤的常见横断面形式：

按路堤的填土高度划分

矮路堤:填土高度小于L5m,解决最小填土高度问题;

高路堤：填土高度大于18m（土质）或20m（石质）,

解决边坡稳定性问题；

一般路堤：填土高度1.5m〜18；

按路堤所处的条件和加固类型划分

浸水路堤

护脚路堤

挖沟填筑路堤

对路堤的基本要求：结构整体稳定和沉降量较小。因此,

路堤设计要研究下述六各方面的内容：

⑴地基

路堤是在原地面上由填方构成的路基，要求地基必须具有

足够的承载力和低压缩性。

⑵填料

填筑路堤的理想材料是水稳定性好和压缩性好。

⑶边坡

路堤边坡的形状有三种形式：

①直线：坡顶至坡脚采用一种坡度，边坡通常采用1（边坡

高度）：1.5（边坡宽度）；

②折线：坡顶至坡脚采用上陡下缓的折线边坡，上部边坡

采用1：1.5,下部边坡采用1：1.75,变坡点宜设在上部坡

度的潜力尚未用足的高度处。

③台阶形:每隔一定高度设置宽度不小于1〜2m的护坡道,

边坡形状形成台阶式。这种形式常用于高路堤。

设置护坡道的作用：

①可以减少流径较长坡面的地面水流速，防止坡面受冲刷；

②护坡道上设置排水结构物，拦截坡面上方来水；

③可增加路堤的稳定性；

④成为维修坡面的通道。

⑷路堤宽度

定义：行车道路面与两侧路肩宽度之和

对高等级公路还包括中间带、路缘带、变速车道、

爬坡车道、紧急停车带等。

一般每个车道宽度为3.5m〜3.75m,路肩宽度为1〜3m。如

何选取路基宽度，可以结合工程实际情况，

⑸路基高度

路基高度分为：

中心高度：

路基中心线处设计高程与原地面高程之差；

主要为设计之用。

或路堤的填筑高度；

或路堑的开挖深度。

边坡高度：填方坡脚与路基边缘的相对高差；

或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。

主要为施工之用。

2路堑设计P133

路堑是低于原地面有挖方构成的路基结构物。常见的路堑

横断面形式为：

全挖路基

台口式路基

半山洞路基

路堑设计的中心问题是路堑结构物的整体稳定性，即路堑

边坡稳定性问题。而引起失稳。

路堑设计主要是确定边坡的形状和坡度。

路堑横断面的边坡形式为：

直线形

上陡下缓折线形

上缓下陡折线形

台阶形

根据地层性质的不同，路堑边坡分为:

岩质路堑边坡

土质路堑边坡

碎（砾）石路堑边坡

3半填半挖路基设计

半填半挖路基是兼有路堤和路堑两者特点的路基构造物。

其设计特点：位于山坡上的路基通常取路中心的标高接近原

地面的标高，目的在于减少土石方数量，保持土石方数量横

向平衡，形成半填半挖路基。

4路基的附属设施

同路基工程有关的附属设施，除排水、防护与加固外，还

有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。

4.3路基稳定性设计P134

1路基稳定性分析方法

路基稳定性包括：边坡稳定性

地基稳定性

路堤在陡坡上的滑动稳定性

为什么要研究路基稳定性？究其原因：

⑴开挖路堑，因坡体失去支承或边坡过陡，使岩土体沿

某一滑动面产生坍塌和滑坡；

⑵高路堤、沿河路堤、软基路堤，因边坡过陡，坡脚受

水冲刷，或地基承载力过低，填土沿某一剪切面向下滑动；

⑶陡坡路堤，填方沿山坡面产生下滑。

为此，很有必要对可能出现的或者已经出现失稳的路基

及其邻近土层进行稳定性分析。目前，稳定性分析常采用极

限平衡法（或称力学分析法），即当沿破坏面的剪应力T达

到了它所能提供的抗剪强度，则土体处于极限平衡状态。

工程地质法主要应用于岩石或碎石土类边坡

2边坡滑动面形状和位置选择

路基潜在滑动面形状分为三种：

①平面形（直线）。适用于由透水性材料（如砂、砾石、

碎石等）填筑的路堤；

②折线形。适用于滑动面由几个坡度组成的路堤；

③圆弧形。适用于均质粘性土填筑的路基和软弱地基上

的路堤。

3浸水路堤稳定性分析P137

⑴浸水路堤受力状态

浸水路堤主要承受路基路面自重、车辆荷载、静水压力、

浮力和动水压力的作用，其受力状态比普通路堤复杂。

⑵堤内水位线产生变化

A涨水时，堤内水位线成为凹形concaveshape;

B落水时，堤内水位线成为凸形convexshape;堤内水位

线产生凹形和凸形的原因，在于土体内渗水速度比河中水位

升降速度慢。

C路堤两侧浸水有水位差时，堤内水位线成为单向坡。

4.3.3浸水路堤稳定性验算条件、原理与