道路勘测第一章绪论课件

道路勘测设计主讲：靳卫东第一章绪论第一节交通运输方式及道路运输交通运输业（产业之一）交通运输网（构成）道路运输（方式之一，网）铁路运输：适用于远程的大宗货物及人流运输。道路运输：适于人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一、交通运输方式的组成及其特点（现代交通运输系统组成）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，二、各种交通运输方式的特点铁路运输公路运输：水运：航空运输：管道运输：古代：近代：本世纪初（1902年）汽车输入我国。从1906年在广西友谊关修建第一条公路到1949年底，全国公路通车里程仅8.1万公里。现代：中华人民共和国成立以后1978年底公路通车里程达88万公里第二节我国道路现状与发展规划一、道路发展史第二次全国公路普查结果表明，到2000年12月31日我国公路总里程达到167.98万公里。其中高速公路通车里程为1.6万公里。98％的乡镇和89％的行政村通了公路。（不通公路的乡镇460个，不通公路的村有7.4万个）除港、澳、台地区外，到2001年底，我国公路总里程达到169.8万公里，居世界第四位。到2002年底，我国公路总里程达到175.8万公里。第二次公路普查信息发布网站：21世纪公路网.21中国公路网时代公路网1994年底公路通车里程达到110万公里，并实现了县县通公路，97％的乡及78％的行政村通了汽车。1990年第一条高速公路（沈大高速公路）建成通车；到2000年底，高速公路总里程达1.6万公里；到2001年底，高速公路总里程达1.9万公里，超过加拿大（1.9万公里）、仅次于美国（8.8万公里），位居世界第二位；2002年底高速公路总里程达到2.52万公里，2002全年新建高速公路5583。高速公路建设情况：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。二、道路现状评价（一）公路现状评价美国、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１.9万公里，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％，美国为1.37％，印度、马来西亚等发展中国家高速公路发展也很快。高速公路总量也明显偏少。公路密度即每百平方公里国土面积拥有的公路里程数。从总体上讲，我国公路基础设施总量不足，密度偏低。美国公路密度每百平方公里为67公里，英国为160公里，法国为147公里，日本为303公里，印度为61公里，而我国只有17.5公里。每万人拥有公路长度，美国为242公里，英国为63公里，法国为140公里，日本为91.5公里，印度为22公里，而我国只有11公里。（2）公路密度：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％。2．公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。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95.4，天津85.1，北京81.0，海南61，广东58，江苏56.6。10以下的省有5个，西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃，黑龙江省13.8，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。3．发展不平衡。（二）城市道路现状评价存在如下问题：1.城市道路建设速度落后于城市车辆增加的速度；2.城市交通基础设施相对薄弱；3.交通拥挤、堵塞和乘车难问题严重；4.混合交通的机、非、人干扰大和行车速度低、事故较多、车流量大、人流集中；5.交通管理水平不高等。三、发展规划1．发展方向（1）提高等级与加大密度并举。新建公路，沟通断头路。国道主干线高速公路网建设（2）运输工具向专业化方向发展。大型车、小型车发展，控制中型车（3）运输服务向高效优质发展。（4）管理信息化发展。（1）国道主干线公路全部建成高速公路。（3.5万公里）1990～2020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．发展规划“两纵两横”国道主干线“两纵两横”国道主干线示意图“五纵七横”国道主干线“五纵七横”国道主干线示意图国道主干线国道主干线规划线国道：G102，G222，G301省道：S105县道：X101乡道村道（2）省道干线道路网形成。各省、市、自治区根据本地区的情况，规划修建省级干线网。我国公路网管理层次：国道网分类：首都放射线：编号1南北纵线：编号2东西横线：编号3黑河同江绥汾河甘南哈尔滨伊春鹤岗佳木斯鸡西牡丹江齐齐哈尔（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。第三节道路的分级与技术标准一、公路分级与技术标准1．公路分级交通部2004年颁布的《公路工程技术标准》B01一2003将公路分为五个等级高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。划分等级目的：按需求（经济发展、规划交通量、路网建设、功能）建设公路依据：公路功能、适应交通量

（1）四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为25000～55000辆；（2）六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为45000～80000辆；（3）八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为60000～100000辆。高速公路：为专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。（1）四车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000～30000辆；（2）六车道一级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为25000～55000辆；一级公路：为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。二级公路：为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为5000～15000辆。三级公路：为供汽车行驶的双车道路。双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆。四级公路：为供汽车行驶双车道或单车道公路。双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为2000辆以下；单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量为400辆以下；2．公路技术标准定义：在一定自然环境条件下能保持车辆正常行驶性能所采用的技术指标体系。是法定的技术要求，公路设计时都应当遵守。各级公路的主要技术指标汇总表公路等级应根据公路的功能和规划交通量，结合项目所在地区的综合运输体系、远景发展、路网规划，经论证后确定。国家及省属干线公路：可选用高速公路、一级公路或二级公路。通量不大的干线公路线一般县乡公路：可选用三级公路。交通量小的县乡公路：可选用四级公路。对纵、横向干扰少的干线公路：宜对选用一级公路还是高速公路进行论证，若选用一级公路，则必须采用确保较高运行速度和安全的措施。对大、中城市城乡结合部及混合交通量大的集散公路：可选用一级公路，其里程不宜过长、设计速度不宜太高，且应设置相应设施以保证通行能力和安全。3．公路等级的选用当二级公路作为干线公路时，应采取相应安全措施。当二级公路作为城乡结合部及混合交通量较大的集散公路时，应视混合交通量大小设置慢车道，且设置相应设施以确保通行能力和安全。一条公路可根据其功能和规划交通量等情况分段采用不同的公路等级、设计速度及车道数，但应结合地形条件选择合适的变更地点。在相互衔接处前后一定长度范围内主要技术指标应逐渐过渡，避免产生突变。变更地点：原则上选在交通量发生较大变化或驾驶员能够明显判断前方需要改变行车速度处，高速公路、一级公路宜设在互通式立体交叉或平面交叉处，二、三、四级公路宜设在交叉路口、桥梁、隧道、村镇附近或地形明显变化处。同一设计路段最小长度：高速公路设计路段不宜小于15，一、二级公路设计路段不宜小于10。3．公路等级的选用二、城市道路分类与技术分级1.城市道路分类：按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，城市道路分为四类：（1）快速路快速路为城市中大量、长距离、快速交通服务。快速路对向行车道之间应设中间分车带，其进出口应采用全控制或部分控制。快速路两侧不应设置吸引大量车流，人流的公共建筑物的进出口，两侧一般建筑物的进出口应加以控制。在进出口较多时，宜在两侧另建辅道。主干路为连接城市各主要分区的干路，以交通功能力主。自行车交通量大时，宣采用机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。主干路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口。（3）次干路次干路与主干路结合组成城市道路网，起集散交通作用，兼有服务功能。次干路两侧可设公共建筑物的进出口、停车场、交通站点、出租车服务站。（4）支路支路为次干路与居民区、工业区、市中心区等内部道路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。（2）主干路除快速路外，各类道路按照所在城市的规模、规划交通量、地形等分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。大城市应采用各类道路中的Ⅰ级标准；中等城市应采用Ⅱ级标准；小城市应采用Ⅲ级标准。城市道路设计年限：快速路、主干路20年；次干路15年；支路10~15年。大城市（50万以上）城市划分（按人口）中等城市（20~50万）小城市（20万以下）2.城市道路分级：一、工程可行性研究工程可行性研究是项目基本建设程序的组成部分之一。我国规定，没有进行可行性研究和技术经济论证的重大工程，不得列入国家计划。可行性研究的目的：对工程项目建设的必要性、技术可行性、经济合理性、实施可能性等方面进行综合研究，推荐最佳方案，进行投资估算并作出经济评价，为建设项目的决策审批和编制设计任务书提供科学的依据。第四节道路勘测设计的程序公路工程可行性研究的内容1.总论（或概述）。2.现有公路技术状况评价。3.经济与交通量发展预测。4.建设规模与标准。5.建设条件和方案比选。6.投资估算与资金筹措。7.工程建设实施计划。8.经济评价。二、勘测设计任务书设计任务书编制的依据：批准的可行性研究报告。设计任务书的基本内容：1.建设依据和目的意义2建设规模和修建性质；3.路线基本走向和主要控制点；4.工程技术标准和主要技术指标；5.阶段设计及各阶段的完成时间；6.建设期限和投资估算，对分期修建项目应提出每期的建设规模和投资估算；7.施工力量的原则安排；8.附路线示意图1.设计阶段一阶段设计：路线视察→设计任务书→一次定测→一阶段施工图设计→施工图预算。适用于技术简单、方案明确的小型建设项目。两阶段设计：可行性研究→计划任务书→初步测量→初步设计，设计概算→定线测量→两阶段施工图设计，施工图预算。适用于一般建设项目。三阶段设计：预可研→可行性研究→设计任务书→初步设计→技术设计→施工图设计。适用于技术复杂、基础资料缺乏和不足的建设项目或建设项目中的个别路段、特大桥、互通式立体交叉、隧道等。2.各设计阶段主要内容（1）初步设计（2）技术设计（3）施工图设计三、设计阶段及其内容道路勘测设计主要的技术依据有：1.《公路工程技术标准》(B01—2003)2.《公路路线设计规范》(011—94)3.《城市道路设计规范》(37一90)道路勘测设计相关的技术依据有：1.《公路勘测规范》(061—99)2.《公路摄影测量规范》(065一97)3.《公路全球定位系统()测量规范》(066一98)道路勘测设计其他的技术依据有：1.《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》2.《城市道路交通规划设计规范》(50220—95)3.《厂矿道路设计规范》(22—87)4.《公路环境保护设计规范》(／T006—98)第五节道路勘测设计的依据一、技术依据二自然条件气候水文水文地质地质土壤植被平原地形微丘山岭重丘平原地形指一般平原、山间盆地、高原等地表平坦，无明显起伏，地面自然坡度一般在3°以内；微丘地形指起伏不大的丘陵，地面自然坡度在20°以下，相对高差在100m以下，布线一般不受地形限制；对于河湾顺适、地形开阔且有连续的宽缓台地的河谷地形，河床坡度多在5°以下，地面自然坡度在20°以下，沿河布线一般不受限制，路线纵坡平缓或略有起伏，也属平原微丘地形。山岭地形指山脊，陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等地形变化复杂，地面自然坡度大部分在20°以上，路线平、纵、横面大部分受地形限制。构造物增多，工程数量及造价明显增加。重丘地形指连续起伏的山丘，且有深谷和较高的分水岭，地面自然坡度一般在20°以上，路线平、纵面大部分受地形限制；高原地区的深浸蚀沟，以及有明显分水线的绵延较长的高地，地面自然坡度多在20°以上，路线平、纵面大部分受地形限制。（一）设计车辆概念：道路设计中所采用的具有代表性的车辆。作为道路设计依据的汽车可分为四类，即：小客车、载重汽车、鞍式列车铰接车（城市道路)。三交通条件汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：1.总高：4.0m；2.总宽（不包括后视镜）：2.5m；3.总长：16m；（1）载重汽车（包括越野载重汽车）12.0m；（2）客车12.0m；铰接式客车18.0m；（3）牵引车拖半挂车16.5m；（4）汽车全挂汽车列车20.0m。国家标准1589—89对汽车的外廓尺寸限界的规定1.设计速度的定义：设计速度是当气候条件良好、交通密度小、车辆行驶只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适地驾驶的最大行驶速度。设计速度是决定道路几何形状的基本依据，曲线半径、超高、视距等都直接与设计速度有关，同时也影响着车道的宽度、中间带宽度以及路肩宽度等指标的确定。（二）设计速度（计算行车速度）行驶速度：汽车在道路上行驶时，驾驶员根据道路沿途的地形条件、道路条件、交通条件以及自身的驾驶技术实际采用的速度称为行驶速度。设计速度和行驶速度的关系3．设计速度的拟定设计速度的最大值：120根据汽车性能，并参考国内外的实际经验，从节约能源以及人在感官上的感觉出发，设计速度的最大值采用120是适宜的。设计速度的最低值：20。2.设计速度与行驶速度的关系高速公路作为国家及省属干线公路，或位于地形、地质良好的平原、丘陵地段时，设计速度宜采用120或100；当受地形等自然条件限制时，经论证可采用80；对于条件特殊困难地段，经技术、经济论证可选用60的设计速度，但其长度不宜大于15或仅限于相邻互通式立体交叉间的路段。（1）高速公路的设计速度一级公路作为国家及省属干线公路，且纵、横向干扰小时经技术经济论证，其设计速度宜采用100或80，同时必须采取确保较高运行速度和安全的措施；作为城乡结合部混合交通量大的集散公路时，应结合平面交叉的数量、安全措施等进行论证，其设计速度可采用80或60，且应设置相应设施确保通行能力和安全。（2）一级公路的设计速度二级公路作为国家及省属干线公路或城市间的干线公路时，可选用80／h；作为城乡结合部混合交通量大的集散公路或位于地形等条件受限制的路段时，其设计速度宜选用60；位于地形、地质等自然条件复杂的山区时，其设计速度经论证可采用40。（3）二级公路的设计速度三级公路作为干线公路时可用40；作为县乡公路或位于地形等条件限制路段宜选用30。四级公路的设计速度四级公路设计速度采用20。（4）三、四级公路的设计速度三级公路的设计速度交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数。其具体数值由交通调查和交通预测确定。其普遍计量单位是年平均日交通量，用全年总交通量除以365而得。交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。

（三）交通量与通行能力定义：规划交通量(也称设计交通量)是指拟建道路到预测年限时所能达到的年平均日交通量(辆／日)，其值根据历年交通观测资料预测求得，目前多按年平均增长率计算确定。计算公式：＝N0(1+γ)1式中：——规划交通量（辆／日）；N0——起始年平均日交通量（辆／日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量：γ——年平均增长率（％）；n——预测年限（年）。1.规划交通量高速公路及具有干线功能的一级公路按20年预测；具有集散功能的一级公路及二、三级公路按15年预测；四级公路可根据实际情况确定。规划交通量的预测起算年应为该项目可行性研究报告中的计划通车年；当提交可行性研究报告年到公路通车年超过5年时，在编制初步设计前应对规划交通量予以核对。规划交通量不宜直接用于几何设计。预测年限规定小时交通量（辆／小时）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平的依据。设计小时交通量的确定方法：将一年中所有8760个小时交通量(双向)按其与年平均日交通量的百分数大小顺序排列起来并画成曲线，通过该曲线可知，在20~40位小时交通量附近，曲线急剧变化，其右侧曲线明显变缓．而左侧曲线坡度则较大。显然设计小时交通量的合理取值范围应在第20~40位。我国采用第30位小时交通量作为设计小时交通量。如果以第30位小时交通量作为设计依据，意味着在一年中有29个小时超过设计值，将发生拥挤，占全年小时数的0.37％，也就是说能顺利通过的保证率达99．67％。2．设计小时交通量＝×式中：—主要方向设计小时交通量（辆／小时）—规划交通量（辆/日）D——方向不均匀系数，一般取0.5~0.6；设计小时交通量系数（%），当有观测资料时绘制图形求得，无观测资料时，可根据气候分区取值。设计小时交通量计算公式：道路上行驶的车辆种类较多，但道路设计的交通量应折算成某一种标准车型。我国《标准》规定标准车型为小客车，用于道路规划与技术等级划分的机动车折算系数按表1—5采用对于非机动车占较大比重的混合交通道路，自行车、行人、畜力车等作为横向干扰因素不再参与交通量折算。三、四级公路上行驶的拖拉机，每辆拖拉机可折算为4辆小客车。城市道路上各种车辆的折算系数可按《城规》规定采用。3.标准车型与车辆折算系数道路通行能力：指某一路段所能承受的最大交通量，也称道路容量，以单位时间内通过的最大车辆数表示(辆/时)。对于多车道的道路为一条车道通过的车辆数，对于双车道为往返车道合计车辆数。道路设计通行能力是经过对基本通行能力、可能通行能力的诸多修正后得到的。1）基本通行能力基本通行能力是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条车道某一路段可以通过的小客车的最大数，是计算各种通行能力的基础。理想条件：包括道路条件和交通条件两个方面，即道路本身应是车道宽、侧向净宽有足够的宽度，平、纵线形及视距条件良好；交通方面应是车道上只有小客车行驶，没有其他车型混入且车速不受限制。4.通行能力（1）车头时距：指连续两车通过车道或道路上同一地点的间间隔。以车头时距计算一条车道的通行能力：3600／t式中：t——连续车流平均车头间隔时间（s），可通过观测求得。（2）车头间距：是指交通流中连续两车之间的距离。以车头间距计算一条车道的通行能力：1000V／L式中：L——连续车流平均车头间隔距离（s），可通过观测求得。基本通行能力的计算方法：可能通行能力是考虑了影响通行能力的诸多因素如车道宽、侧向净宽和大型车混入后，对基本通行能力进行修正后的通行能力。3）设计通行能力设计通行能力是道路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时，单位时间内道路上某一路段可以通过的最大车辆数。2）可能通行能力我国把从小交通量自由流至交通量达到可能状态的受限制流这一运行范围分为四级服务水平，与每一级服务水平相应的交通量称为服务交通量。设计通行能力由可能通行能力乘以与该路服务水平相应的最大服务交通量和基本通行能力之比(v／c)得到。当v／c值小的时候，最大服务交通量小，服务水平就高；反之v／c值大时，服务交通量也大，服务水平也低。当设计小时交通量超过设计通行能力时，道路将发生堵塞。（1）服务水平及服务交通量：服务水平分级：我国将服务水平划分为一、二、三、四级。一级：交通量小，车流为自由流，车辆相互间不受或很少受影响，驾车便利，乘客舒适。二级：交通流增加，车流基本处于稳定流，车辆开始相互受到影响，驾驶和舒适质量下降。三级：交通量较大，车流接近不稳定状态，行驶速度和驾驶自由度受到约束，乘客舒适性下降。四级：交通量大，车流处于强制状态，车辆出现排队，停停走走，极不稳定。公路设计中采用的服务水平高速公路、一级公路：按二级服务水平设计。二、三级公路按三级服务水平设计。四级公路可视需要确定。四、道路网（一）公路网概念：一定区域内的道路系统。就是指按一定要求或规律连接区域内诸节点间公路连线的集合，形成一个有机整体的公路系统。基本要求：四通八达、干支结合、布局合理、效益最佳。公路网特性：1.集合性。2.关联性。3.目标性。4.适应性。1．城市道路网（1）方格网式：呈方格棋盘形状，是最常见的一种形式，即每隔一定的距离设置接近平行的干道，在干道之间再布置次要道路，将用地分为大小合适的街坊。特点：街坊整齐有利于建筑布置和方向识别；交叉简单，交通组织简单便利；交通分散，市中心交通压力不会过重；车流重新分配灵活性大，车辆绕行方便；对角线方向交通不便，非直线系数（两点间实际距离与直线距离之比）大。实例：北京、西安、开封的旧城区。（二）城市道路网和红线规划（2）环形放射式：由放射状道路和环形道路组成的道路网。一般由旧城中心区逐渐向外发展，并在外围区域布设环城道路演变而来。特点：市中心与外围区域交通联系方便；道路有直有曲，易与地形相适应；非直线系数小；市中心交通压力大，交通不如方格网式灵活，小范围使用会出现不规则街坊。实例：成都、莫斯科、巴黎、东京等。城市道路网（3）自由式：路线弯曲、无一定规则几何形状的道路网。一般是由于城市地形起伏，道路结合地形条件而形成。特点：能充分利用地形使线形自然顺适，造价低；非直线系数大、不规则街坊多、建筑用地分散。实例：重庆、九江、南宁、青岛。城市道路网（4）混合式：结合城市用地条件，采用前三种形式组合而成的道路网。特点：能因地制宜，发扬前三种的优点，避免缺点，达到较好的效果。适用于大、中城市的道路系统。实例：北京、西安、上海、杭州等。城市道路网道路红线：指城市道路用地分界控制线，红线之间宽度即道路用地范围，称之为道路建筑红线宽度或路幅宽度。道路红线的确定：通常由城市规划部门依据城市总体规划确定的道路网形式和各条道路的功能、性质、走向和位置等因素确定。2．城市道路红线规划（1）确定道路红线宽度根据道路的功能与性质，考虑适当的横断面型式和定出机动车道、非机动车道、人行道、绿带等各组成部分的合理宽度，从而确定道路的红线宽度。（2）确定道路红线位置在平面图上，根据规划路中线的位置，按拟定的红线宽度划出红线。（3）确定交叉口形式按照近、远期结合级交叉口的具体条件，确定交叉口的形式，并绘于平面图上。（4）确定控制点坐标和标高交点与交叉点都是控制点。其坐标可直接实地测量，标高则由竖向规划确定。道路红线规划设计的主要内容1.