第5章 交通土建工程

第五章交通土建工程

Ch5TransportationEngineering前言◆交通运输是国民经济的大动脉，是一个国家社会和经济发展的战略基础。◆我国幅员辽阔，物产丰富，人口众多。在加快国民经济发展，特别是在中西部开发建设的战略要求下，为了切实提高人民群众的物质文化生活水平，增强综合国力和巩固国防，必须建立四通八达的完善的交通运输体系。◆一个完整的交通运输体系是由铁路、道路、水运、航空和管道五种运输方式构成的大系统，共同承担着客、货的集散与交流。◆它们在技术与经济上各具特点，根据不同自然地理条件和运输功能发挥各自优势，相互分工、联系和合作，取长补短协调发展，形成综合的运输能力。◆铁路运输能力大，速度较快，运输成本和能耗都较低，通用性能好，受自然条件的影响也比较小，宜于承担中长距离货运和大宗物资的运输，但是铁路建设投资大，建设周期较长。◆航空运输在快速运送旅客，运输紧急物资方面显示出优越性，宜于承担大中城市间长距离客运以及边远地区高档和急需物资的运输，但运输成本高，能耗大。◆管道运输用于原油、成品油和煤炭(加水或添加剂)的运输；◆水路则以其低廉的运价显示其明显的经济效益；◆在综合运输体系中，道路运输可承担其他运输形式和客货集散与联系，承担铁路、水运、空运固线外的延伸运输任务，可以深人到城镇、乡村、山区、港口和机场等的各个角落，能独立实现“门到门”的直达运输。5.1道路工程供各种车辆（无轨）和行人等通行的工程设施。简述●路与人的关系是非常密切的，有人走，便会成为路，道路的主要功能是作为城市与城市、城市与乡村、乡村与乡村之间的联络通道。●中国是文明古国，道路运输的发展先于世界各国。●道路的名称源于周朝，清朝时将京都通往各省会的道路称为为“驰道”、“驿道”、“大道”。●清朝时将京都通往各省会的道路称为“官路”，省会之间的道路称为“大路”，市区街道称为“马路”。●20世纪初，汽车出现以后则称为“公路”等。●道路的修筑促进了人类的进步，而人类进步又促进了道路的建设。●公元前3000年出现了轮车，从而对道路提出了平整不沉陷的要求。●现代道路的修筑始自18世纪的法国和英国，当时对道路已有排水良好、有密实的路基以承受必要的荷载要求。●汽车的出现，使得车辆速度猛增，路面荷载要求不断增长，则对道路又提出更高的要求。道路运输的特点能满足政治、经济、国防各方面的要求能承担铁路、水运、空运、固定路线之外的延伸运输任务能实现门对门的直达运输机动灵活性大速度快、造价低运输流量大●道路是一种带状的三维空间人工构造物，它常常和桥梁、涵洞、隧道等构成统一的工程实体。这里，道路是对所有各种公路或干线的统称。●道路的设计一般从几何和结构两大方面进行研究。在道路的结构设计上一般要求用最小的投资，使得道路在自然力及车辆荷载的共同作用下，在使用期限内保持良好状态，满足使用要求。5.1.1道路的基本体系按照道路所处的位置、交通性质和特点分为：公路、城市道路、厂矿道路、林区道路以及乡村道路公路：连接城市、乡村、主要供汽车行驶，并有一定的技术设备和设施城市道路：分布在城市范围内供车辆和行人通行厂矿道路：共工厂、矿山车辆通行林区道路：建在林区，供林业运输工具通行的道路乡村道路：建在乡村、农场，供行人及各种农业运输工具通行道路的分类与等级1、公路的分类

●国家的公路分类与技术标准一般由该国负责管辖公路与建设的部门来制定其标准。我国由交通部来制定公路分级与标准。●当前我国的公路等级按照其使用任务、功能和适应的交通量分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。1.高速公路为专供汽车分向、分车道行驶，全部控制出入的干线公路。一般按照需要设计高速公路的车道数，设计年限平均昼夜交通量为25,000～100,000辆；2.一级公路为专供汽车分向、分车道行驶的公路，设计年限平均昼夜交通量为15,000～30,000辆；3.二级公路一般能适应年限平均昼夜交通量为3,000～7,500辆；4.三级公路为1,000～4,000辆；5.四级公路一般为双车道1,500辆以下，单车道200辆以下。另外按照公路的位置以及在国民经济中的地位和运输特点的行政管理体制来分类为：国道、省道、县道、乡(镇)道及专用公路等几种。●公路的技术标准是根据理论和总结公路建设的经验以及国家政策而拟定的，是国家的法定技术要求，它反映了一个国家公路建设的技术方针和生活水平。一般为“几何标准”、“载重标准”和“净空标准”等，在公路设计时必须严格遵守。

●“几何标准”或称“线形标准”主要是确定路线线形几何尺寸的技术标准。●“载重标准”是用于道路的结构设计，它的主要依据是汽车的载重标准等级。●“净空标准”是根据不同汽车确定的外轮廓尺寸和轴距，来确定道路的尺寸。2、城市道路的分类

按照道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能，我国CTJ37－1990《城市道路设计规范》将城市道路分为四类：城市道路（1）快速道(双向行车道、中央设有分车带、进出口一般全控制或部分控制，为城市大量、长距离、快速交通服务)；如北京三环路四环路。（2）主干道(连接城市主要分区的干路，以交通功能为主，一般为三幅或四幅路)；（3）次干道(与主干道组成道路网，起集散交通之用，兼有服务功能)；（4）支路(为次干路与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主)。

甘肃陇南高楼盘山公路

城市主干道

公路分类与技术标准城市道路主要技术指标北京—珠海同江—三亚上海—成都连云港—霍尔果斯两纵两横我国国道干线系统的代号：北京向外辐射的有12条，代号第一个字取“1”，如北京至昆明为108国道。由北向南的有28条，代号第一个字取“2”，如山海关至广州为205国道。由东向西的有30条，代号第一个字取“3”，如上海至拉萨为318国道5.1.2公路建设一.公路的几何（线形）组成济青高速公路

太平山景区路线设计

京津塘高速公路徐庄立交桥

1．在选线时必须考虑的主要因素2．路线方案选择的方法及步骤3．确定路线的类型及其特点

一.公路的几何（线形）组成

●公路由于自然条件或现状地形的限制，在平面上有转折、纵面上有起伏。●在转折点两侧相邻直线处，为了满足车辆行驶顺适、安全和速度的要求，必须用某半径的圆弧连接，可见路线在平面和纵面上均由直线和曲线组成。

济青高速公路

●公路选线工作一般包括从路线方案选择、路线布局，到具体定出线位的全过程。●一条路线的起点及中间必须经过的地点，通常是公路网所规定或决策机关根据需要指定的，这些指定的点成为“据点”，把据点连成线，就是路线的总方向或称大方向。●两个据点之间有许多种不同的走法，而每一种走法就是一个大的路线方案。

●路线方案是路线设计中最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系公路本身的工程投资和运输效率，更重要的是影响到路线在公路网中是否能起到应有的作用，是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。1．在选线时必须考虑以下主要因素：

(1)路线在政治、经济、国防上的意义，国家和地方建设对路线使用的任务、性质的要求，国防、支农、综合利用等重要方针的体现。

(2)路线在铁路、公路、航道等交通网系中的作用，与沿线工矿、城镇等规划的关系，以及与沿线农田水利等建设的配合及用地情况。

(3)沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件的影响，路线长度、筑路材料来源、施工条件以及工程量、主要材料用量、造价、工期、劳动力等情况及其对运营、施工、养护等方面的影响。

(4)其它如沿线历史史迹、历史文物、风景区的联系等。2．路线方案选择的方法及步骤为：

(1)搜集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图、地质图、水文、地质、气象资料。

(2)根据确定的路线总方向和公路等级，先在小比例尺的地形图上，结合搜集的资料，初步研究各种可能的路线走向。研究重点在地形、地质、地貌、外界干扰多、涉及面大的段落，如可能沿哪些溪沟、工矿，是穿过还是绕过等，以提出多种方案，并进行实地查勘。

(3)按室内初步研究提出的方案进行实地考察，连同野外考察中发现的新方案都必须坚持跑到、看到、调查到。3．确定路线的类型及其特点，一般有以下几种：

(1)沿河线：即沿着河谷两岸布线。特点是纵面困难较少，平面受限制较多。主要问题是河岸选择、线位高低和跨河桥位的选定等。而路桥配合的关系一般为：路线服从大桥，小桥服从路线。

(2)越岭线：是以纵断面为主导，主要处理好哑口选择、过岭标高选择和哑口两侧路线展线方案三者的关系。哑口是越岭线的主要控制点。

(3)山坡线：也称山腰线。要求是在任何情况下，路线必须设在平缓稳定的山坡上。

(4)山脊线：在合乎路线总方向的条件下，沿分水岭布设的路线。优点是排水性能良好，排水结构物可以少用。缺点是距离居民点远，受自然条件影响大等。①平面线形是指公路中线在平面上的投影，由直线、圆曲线、缓和曲线三部分组成。②纵断面线形

由直线（坡度线上坡、下坡）和曲线（竖曲线，有凸和凹形）组成。●公路的纵断面是由于公路经过的地形是起伏不平的，汽车必须循着具有不同纵坡度的道路行驶，所以从纵断面上看，公路也是由一条折线组成，其中纵坡度变化的交点，称为转折点。它是公路设计的重要技术文件之一。

●公路的横断面是公路中心线的法线方向切面。横断面主要是由行车部分、路肩、边沟等组成。●公路路面两侧路基边缘内未铺筑路面的地带，其作用是保护公路路面边缘。分硬路肩和土路肩两种，农村公路由于技术等级相对较低，一般都为土路肩。道路交叉

●路线的交叉又是道路设计的重要组成部分。它是提高交叉路口通行能力，减少以致消灭交通事故的一项重要任务。道路交叉又分为平面交叉和立体交叉两种，后者又多被采用于高速公路上。交叉口的设计一般要进行细致的交通分析。二、公路的结构建设公路结构主要由路基与路面组成.（1）路基建设

①路基是行车部分的基础，它是由土、石按一定尺寸、结构要求建筑成的带状结构物；②路基的横断面组成：路堤、路堑和填挖部分。a.路堤b.路堑c.填挖部分公路的路基

●路基是行车部分的基础，它由土、石按照一定尺寸、结构要求建筑成带状土工结构物、路基必须具有一定的力学强度和稳定性，又要经济合理，以保证行车部分的稳定性和防止自然破坏力的损害。●公路路基的横断面组成有：路堤、路堑和填挖部分组成。路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。

路堤：路基面高于天然地面时，路基以填筑的方式构成，这种路基称为路堤。

路堑：路基面低于天然地面时，路基以开挖方式构成，这种路基称为路堑。

公路路基的断面形式（a）路堤（b）路堑●其中路堤有一般路堤、软土路堤、沿河路堤、护脚路堤等；●路堑是开挖地面而成的路基，两旁设排水边沟，基本路堑形式有全挖式、台口式和半山洞式；●填挖部分路基是路堤和路堑的结合形式。●路基的几何尺寸由高度、宽度和边坡组成。路基高度由路线纵断面设计确定；●路基宽度则根据设计交通量和公路等级定；●路基边坡则会影响路基的整体稳定性，必须正确设计。路基按力学性质分类：柔性路面一般是指沥青混凝土路面容易产生车辙、推移等热稳定性问题。刚性路面一般是指水泥混凝土路面。行车舒适度不如柔性路面，特别是胀缝部位比较容易破坏。（2）路面建设

路面结构图a低.中级路面b高级路面路面用筑路材料铺在路基顶面，供车辆在其表面行驶的一层或多层的道路结构层。按路面荷载作用下的工作特性分，有柔性路面、刚性路面和半刚性路面。包括面层、联结层、基层、底基层、垫层等。3.路面结构面层：要保证结构强度、刚度、不透水性、温度稳定性、平整度、粗糙度和耐磨性。联结层：加强面层与基层的联结，提高面层的抗疲劳能力。基层：碎（砾）石、灰土或工业废渣修筑。底基层：重要道路和高速公路多采用。垫层：在路基排水不良或有冻涨翻浆的路段设置。低、中级路面高级路面公路的路面建设

●公路路面是用各种坚硬材料分层铺筑而成的路基顶面的结构物，以供汽车安全、迅速和舒适地行驶。●因此路面必须具有足够的力学强度和良好的稳定性，以及表面平整和良好的抗滑性能。●路面一般按其力学性质分为柔性路面和刚性路两大类。●柔性路面主要有碎石路面和各种沥青路面，它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，路面弹性较好，无接缝，行车舒适性好。●刚性路面是指水泥混凝土路面，它一般强度高，刚性大，板体性好，在车轮的作用下路面的变形较小。●路面的常用材料有沥青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工业废料等。沥青路面现阶段存在的问题高温车辙及变形问题水损害破坏严重寒冷地区温缩裂缝普遍存在表面功能差，抗滑性不足(三)公路排水结构物建设

●为了确保路基稳定，免受地面水和地下水的侵害，公路还应修建专门的排水设施。●地面水的排除系统按其排水方向不同，分为纵向排水和横向排水。●纵向排水有边沟、截水沟和排水沟等。●横向排水有桥梁、涵洞、路拱、过水路面、透水路堤和渡水槽等。(四)公路特殊结构物

公路的特殊结构物有隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙和防护工程等。●隧道是为公路从地层内部或水层下通过而修建的结构物，当公路翻山越岭或穿过深水时，为了改善平、纵面的线形和缩短路线长度，一般采用开凿隧道来解决。●悬出路台是在山岭地带修筑公路时，为了保证公路连续、路基稳定和确保行车所需修建的悬臂式路台。●防石廊则是在山区或地质复杂地带，为了保证公路的行车安全而修建的。●挡土墙是在横坡陡岭或沿河岸修筑公路时，为保证路基稳定和减少填、挖方工程量而需修建的。●在陡岭山坡或沿河一侧路基边坡受水流冲刷或不良地质现象的路段，为了保证路基稳定，加固路基边坡所建的人工构造物称之为防护工程。(五)公路沿线附属结构建设一般在公路上，除了上述各种基本结构以外，为了保证行车安全、迅速、舒适和美观，还需设置交通管理设施、交通安全设施、服务设施和环境美化设施等。●交通管理设施是为了保证行车安全，使司机知道前面的路况和特点，道路上应沿线设置交通标志和路面标线。

●公路交通标志有三类：指示标志(指示司机行驶的方向、行驶里程等)；警告标志(警告前方有行车障碍物和行车危险的地方等)；禁令标志(如限速标志、载重标志和不准停车的标志等)。

●路面标线是布设在路面上的一种交通限制的标志，有白色连续实线以表示不准逾越的车道分界线；白色间断线以表示作为车辆可以逾越的车道分界线；白色箭头指示线以指引汽车左、右转弯或直行；黄色连续实线以作为严禁车辆逾越的车道分界线等。●交通安全设施，是为了保证行车安全和发挥公路的作用，在各级公路的急弯、陡坡等路段，均需按规定设置的必要的安全设置，如护栏、护柱等。●服务性设施一般是指渡口码头、汽车站、加油站、修理站、停车场、餐厅、旅馆等。

●环境美化设施是美化公路，保护环境不可缺少的部分。如路侧带和中间分隔带等地的绿化等，原则以不影响司机的视线和视距为宜。5.1.3高速公路

高速公路是一种具有四条以上车道，路中央设有中央隔离带，分隔双向车辆行驶，互不干扰，全封闭，全立交，控制出入口，严禁产生横向干扰，为汽车专用，设有自动化监控系统，以及沿线设有必要服务设施的道路。高速公路的造价很高，占地多。中央隔离带0.75（0.5）m行车道宽度3.75m路肩宽度3.25（3.0）m路肩宽度3.25（3.0）m路缘带0.75（0.5）m行车道宽度3.75m路肩宽度3.25（3.0）m德国高速公路台湾高速公路一.高速公路的特点

1．行车速度快、通行能力大2．物资周转快、经济效益高3．交通事故少、安全舒适好

台湾中山高速公路德国高速公路沪嘉高速公路高速公路的特点速度快：我国规定高速公路的设计行车速度最低60km/h，最高120km/h。通行能力大。平均昼夜汽车交通量为25000辆以上，为一般公路的3~4倍。安全性能高。交通事故死亡率为一般公路的1/3~1/2。运输效益高。我国的“两纵两横”全长1万公里的高速公路主干线建成后，约占全国公路总里程的1.67%，可承担全国公路交通量的24%。技术效益好。因高速公路线形条件好，路面平整，无横向干扰，可降低机件磨损，减少技术保养开支，降低燃料消耗。二.高速公路的线形设计标准1．最小平曲线半径及超高横坡限制2．最大纵坡和竖曲线3．线形要求4．横断面

深圳机场高速公路京津塘高速公路首都机场高速公路第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程高速公路的线形设计标准1．最小平曲线半径及超高横坡限制：对于设计车速为120km/h的高速公路，平曲线的一般最小半径为1,000m，极限最小半径为650m，超高横坡限值为10％。2．最大纵坡和竖曲线：高速公路的最大纵坡限为3％(平原微丘区)～5％(山岭区)，竖曲线极限最小半径凹型为4,000m，凸型为11,000m。3．线形要求：不应当出现急剧的起伏和扭曲的线形，并且线形保持连续、调和和舒顺。4．横断面：行车带的每一行驶方向至少两个车道，便于超车。车道宽3.75m。中间带全宽4.50m，地形受限制时分别为2.00m，2.50m和3.00m。普通公路与高速公路的转弯线形

a.普通公路

b.高速公路断面图高速公路断面图三.高速公路沿线设施1．安全设施2．交通管理设施3．服务性设施4．环境美化设施

第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程四、高速公路存在的问题（1）投资大、资金来源困难（2）占地多（3）与普通公路和地方交通贯通问题（4）密集型的管理问题（5）环保问题学习指导：

第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程

1.由汽车的行驶特点，思考道路设计基本原则的由来；

2.联系基础.地基的概念，分析路基.路面做法的依据；

3.在身边、电视、网络上找到课程中各种类型道路

3.路基.路面的作用和做法。本节重点：1.道路的分类依据和各类型道路的作用；2.道路的路线选择的方法和依据；第二节铁路工程

定义世界铁路发展简况中国铁路发展简况第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程

世界第一条蒸汽机车牵引的铁路是1825年在英国建立的。

1830年通车的英国利物浦与曼彻斯特铁路，全长35公里，为第一条完全用于客货运输且有特定时间行驶列车的铁路。

20世纪60年代出现了高速铁路，速度从120km/h提高到450km/h，后来的磁悬浮铁路轮轨脱离，试验运行速度达500km/h以上。我国的铁路建设史:

最早的一条铁路是1865年由英国商人在北京宣武门外修建，仅0.5km长。1905~1908年杰出的工程师詹天佑领导建设我国第一条自行设计、自行施工的京张铁路，全长201公里，长达1091m的“八达岭”隧道是其中一项著名工程。据1987年统计，我国铁路已达55810km。改革开放以来，著名的成昆铁路、京九铁路的建成，标志进入新阶段。上海于2000年12月还顺利建成了我国第一条轻轨铁路－明珠线，它将我国的城市交通发展推向一个新的阶段。

在铁路还没有发明以前，人们都以马车做为代步和载货的工具。但是，当马车长久行驶于一个地方，雨天时地面泥泞，车轮很容易陷入轮沟中。因此，人们就想到在地面上铺上木板，让车轮好行驶。后来又为了使木板道能长久使用，就在木板上铺上铁板，这就是铁轨的开始。现在，铁路运输已是现代化运输体系之一，也是国家的运输命脉之一。铁路运输的最大优点是运输能力大、安全可靠、速度较快、成本较低、对环境的污染较小，基本不受气象及气候的影响，能源消耗远低于航空和公路运输，是现代运输体系中的主干力量。

世界铁路的发展已有100多年的历史，第一条完全用于客货运输而且有特定时间行驶列车的铁路，是1830年通车的英国利物浦与曼彻斯特铁路，这条铁路全长为35英里。此后，铁路主要是依靠牵引动力的发展而发展。牵引机车从最初的蒸汽机车发展成内燃机车、电力机车。运行速度也随着牵引动力的发展而加快。20世纪60年代开始出现了高速铁路，速度从120km/h提高到450km/h左右，以后又打破了传统的轮轨相互接触的粘着铁路，发展了轮轨相互脱离的磁悬浮铁路。而后者的试验运行速度，已经达到500km/h以上。一些发达国家和发展中国家的大城市已经把建设磁悬浮铁路列入计划。

我国的铁路事业，从1876年英国商人在上海修建淞沪铁路开始，已发展到延伸祖国东南西北的全国铁路网。从上海浦东国际机场至龙阳路地铁站的磁悬浮铁路也将兴建，这标志着我国铁路建设已逐步迈上国际先进水平。城市轻轨与地下铁道已是各国发展城市公共交通的重要手段之一。自北京出现了我国第一条地下铁路以后，上海、天津、广州、南京等地已将发展地铁作为解决城市公共交通的重要措施之一。上海于2000年12月还顺利建成了我国第一条轻轨铁路－明珠线，它将我国的城市交通发展推向一个新的阶段。●铁道工程设计的主要内容有：

1、在经济上论证所设计线路在交通运输系统的地位、作用和经济效应，说明其可行性；

2、进行全线线路的平面和纵剖面设计；

3、设计路基、线路、上部建筑、桥梁、隧道、涵洞等工程；

4、进行车站、机务、给水、供电、铁路信号等项目的设计。5.2.1铁路选线设计与路基第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程铁路选线设计

1.规划线路的走向2.设计线路的空间位置3.经济合理

铁路定线一般要考虑以下因素：

(1)设计线路的意义和与行政区其它建设的配合关系；

(2)设计线路的经济效益和运量要求；

(3)设计线路所处的自然条件；

(4)设计线路主要技术标准和施工条件等。1.铁路选线设计是整个铁路工程设计中一项关系全局的总体性工作。工作内容有：①根据国家政治、经济和国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向（即方向），选定铁路的主要技术标准。在城市里，则根据地区的商业或工业发展等情况，来规划线路的走向。②根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施，来设计线路的空间位置（平面和纵断面设计）。③研究布置线路上的各种建筑物，如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，并确定其类型和大小，使其总体上互相配合，全局上经济合理。铁路的基本组成——线路、路基、线路上部建筑线路是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置，以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况。铁路定线铁路路基

1．横断面（2）路基稳定性：指路基受到列车动态作用及各种自然力影响所出现的道渣陷槽、翻浆冒泥和路基剪切滑动与挤起等。直线行驶路基横断面曲线行驶路基横断面

火车转弯时所处的地基

思考：为何火车转弯时所处的地基筑成倾斜？

左图示：只有在地基筑成倾斜时，才能在火车转弯时构成受力平衡，抵消离心力的作用。相反若地基平整，则火车转弯时就会脱轨。缓和曲线的目的是使车辆增加向心力，利于行车平稳，同时使得外轨超高，以增加向心力，使其与离心力的增加相配合。

我们只有用心观察生活中有趣的现象，勤于思考，养成良好的习惯，才能将更多的理论知识牢记于心。

我们只有努力做到处处理论联系实际，对一些平常却蕴含丰富知识的现象，要多问为什么，才能培养出一双工程师的慧眼。5.2.2高速铁路1.概念：是指客运列车以超过200km/h的速度高速运行的铁路。1964.10建成的日本东海道新干线，是世界第一条高速铁路。时速达210公里，从东京到大坂运行3小时10分钟(后来又缩短为2小时56分钟)。由于速度比原来提高一倍，票价比飞机便宜，从而吸引了大量旅客，使得东京至大坂的飞机不得不停运，这是世界上铁路与航空竞争中首次取胜的实例。2.优点：节省能源、保护环境、安全、舒适、省时。3.与常规铁路的区别在于弯道处曲线半径大，在4000m以上。德国高速列车1994年，我国第一条广州—深圳准高速铁路建设成并投入运营，其旅客列车速度为160~200km/h，为我国高速铁路化的起点。我国第一条最高时速350km/h的客运专线，京津城际轨道交通工程是我国铁路跨越式发展的标志性和示范性工程。2008年8月运营法国的TGV高速列车铁路桥梁

铁路桥隧相连5.2.2高速铁路历史的变迁

铁路现代化的一个重要标志是大幅度地提高列车的运行速度。高速铁路(HighSpeedRailway)是发达国家于20世纪60～70年代逐步发展起来的一种城市与城市之间的运输工具。一般地讲，铁路速度的分档为：■时速100～120公里称为常速；■时速120～160公里称为中速；■时速160～200公里称为准高速或快速；■时速200～400公里称为高速；■时速400公里以上称为特高速。归纳起来，当今世界上建设高速铁路有下列几种模式：1．日本新干线模式：全部修建新线，旅客列车专用；

2．德国ICE模式：全部修建新线，旅客列车及货物列车混用；

3．英国APT模式：既不修建新线，也不大量改造旧线，主要采用由摆式车体的车辆组成的动车组；旅客列车及货物列车混用；

4．法国TGV模式：部分修建新线，部分旧线改造，旅客列车专用。日本新干线

德国ICE模式

英国APT法国TGV

我国自90年代开始在常规铁路路基上进行了列车提速试验，并先在华东铁路，京沪铁路上实施，列车时速高达150～160公里。从时速160公里起步的主要原因是：

1．技术上的条件：160公里/小时是准高速的起点，是通向200公里/小时及其以上高速的桥梁，也是传统技术的延伸与新技术发展的接续点；

2．经济上的条件：在既有线路上进行适当的技术改造，即可达到时速160公里的要求，比一开始实现时速200公里以上高速的投资少得多。广州到深圳之间已开通了时速达到180～200公里的准高速铁路。200系列高速列车

400系列高速列车

700系列高速列车

e3系列高速列车

5.2.3城市轻轨与地下铁道城市轻轨和地下铁道一般特点我国发展情况国外情况我国第一条城市轻轨(上海明珠线)1城市轻轨是城市客运有轨交通系统的又一种形式，一般有较大比例专用道，大多采用浅埋隧道或高架桥的方式，车辆和通信信号也是专门化的，克服了有轨电车运行速度慢，正点率低，噪声大的缺点。比公共汽车速度快，效率高，省能源，无空气污染等，比地铁造价更低，见效更快。城市有轨电车地铁1

地铁2国外情况:

世界上第一条载客的地下铁路是1863年首先通车的伦敦地铁。早期的地铁是蒸汽火车，轨道离地面不远。它是在街道下面先挖一条条的深沟，然后在两边砌上墙壁，下面铺上铁路，最后才在上面加顶。第一条使用电动火车而且真正深入地下的铁路直到1890年才建成。这种新型且清洁的电动火车改进了以往蒸汽火车的很多缺点。现在全世界建有地下铁道的城市就多了，如法国的巴黎，英国的伦敦，俄罗斯的莫斯科，美国的纽约、芝加哥，加拿大的多伦多，中国的北京、上海、天津、广州等城市。●发达国家的地铁设施非常完善，如法国的巴黎，其地铁在城市地下纵横交错，行驶里程高达几百公里长，遍布城市各个角落的地下车站，给居民带来了非常便利的公共交通服务。●英国伦敦的地铁绵延甚广，总共长度约250英里。●美国波士顿的地铁，由80余公里长的多条线路交汇于市中心的一点或几点上，在通过这几点的换乘站可以转往其它公交站。●美国纽约的地铁是世界上最繁忙的，每天行驶的班次多达九千多次，运输量更是惊人。●俄罗斯莫斯科的地铁，以其车站富丽堂皇而闻名于世，参见图所示。至20世纪90年代初，地铁长度已达212.5公里，设有132各车站，共拥有8条辐射线和多条环行线，平面形状宛如蜘蛛网。莫斯科地铁自1935年5月15日运营以来，累计运营乘客已超过500亿人次，担负着莫斯科市总客运量的44％。城市轻轨是城市客运有轨交通系统的又一种形式，它与原有的有轨电车交通系统不同。它一般有较大比例的专用道，大多采用浅埋隧道或高架桥的方式，车辆和通信信号设备也是专门化的，克服了有轨电车运行速度慢，正点率低，噪声大的缺点。它比公共汽车速度快、效率高、省能源、无空气污染等。轻轨广场

城市轻轨

我国发展情况:

上海也已建成我国第一条城市轻轨系统，即明珠线，明珠线轻轨交通一期工程全长24.975公里，自上海市西南角的徐汇开始，贯穿长宁、普陀、闸北、虹口，直到东北角的宝山区，沿线共设19座车站。全线无缝线路，除了与上海火车站连接的轻轨站以外，其余全部采用高架桥结构形式。目前，上海城市地上地下轨道交通总里程有65公里。但根据新一轮城市规划，上海拟建地铁11条，长384公里；轻轨线路10条，长约186公里。每年平均要建设15～20公里左右，需投入资金100亿，而完成总体规划则需要投入资金3,000多亿元。

城市轻轨(上海明珠线)跨世纪的上海轨道交通

城市轻轨和地下铁道一般具有如下特点：

1．线路多经过居民区，对噪声和振动的控制较严，除了对车辆结构采取减震措施及修筑声障屏以外，对轨道结构也要求采取相应的措施。

2．行车密度大，运营时间长，留给轨道的作业时间短，因而须采用较强的轨道部件，一般用混凝土道床等少维修轨道结构。

3．一般采用直流电机牵引，以轨道作为供电回路。为了减少泄漏电流的电解腐蚀，要求钢轨与基础间有较高的绝缘性能。

4．曲线段占的比例大，曲线半径比常规铁路小的多，一般为100m左右，因此要解决好曲线轨道构造问题。磁悬浮铁路的原理与特点磁悬浮铁路的现状磁悬浮面临的挑战第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程5.2.4磁悬浮铁路原理：是利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力进行导向，并利用直流电机将电能直接转换成推进力来推动列车前进。有两种形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，是以德国为代表的常导型悬浮系统；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，以日本为代表的超导型悬浮系统。

特点：时速高达几百公里；磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；由于它以电为动力，在轨道沿线不会排放废气，无污染，是一种名副其实的绿色交通工具。

德国的磁悬浮列车

第一种类型：以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统（EMS），利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，把列车吸引上来，悬空运行，悬浮的气隙较小，一般为10mm左右。车速可达400—500km/h，适合于城市间的长距离快速运输。

日本从1962年起，经过广泛深入地分析和论证，决定采用超导磁磁斥式磁悬浮系统。日本磁悬浮列车时速达581公里创世界记录

日本的磁悬浮列车

第二种类型：以日本为代表的排斥式悬浮系统（EDS），它使用超导的磁悬浮原理，使车轮和钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行，悬浮气息较大，一般为100mm左右，速度可达500km/h以上。

第三种类型：我国的永磁悬浮，它利用特殊的永磁材料，不需要其他动力，我国拥有完全自主知识产权。适合于城市轨道交通及城际间交通的应用，既可低速运行又可高速运行，最高时速可达500km/h以上。

中国上海的磁悬浮列车我国对磁悬浮铁路的研究起步较晚，1989年我国第一台磁悬浮实验铁路与列车，在湖南长沙的国防科技大学建成，试验运行速度为10米/秒。

中国乃至世界上第一条高速磁悬浮铁路商业运行线是2001年3月1日开工建设的上海磁悬浮列车示范线，采用了蒂森克虏伯-西门子的技术。２００４年５月，正式投入商业试运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。上海磁悬浮铁路超导磁悬浮列车导轨磁悬浮铁路的优势：（1）与传统的铁路相比，磁悬浮铁路由于消除了轮轨之间的接触，无磨擦阻力，线路垂直荷载小，适于高速运行。（2）由于无机械振动和噪声，无废气排出和污染，有利于环境保护，能充分利用能源，从而获得高的运输效率。（3）磁悬浮铁路的运行速度高于传统铁路，低于飞机。是弥补传统铁路与飞机之间速度差距的一种有效运输工具。磁悬浮铁路面临的挑战：1.磁悬浮铁路的造价十分昂贵；德国20世纪80年代估算：659万美元/km。所需投入比较大，利润回收期较长，投资风险系数较高，因此制约磁悬浮铁路的发展。2.无法利用既有的线路，必须全部从新建设3.速度上的优势还未凸显出来4.安全问题；由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。目前存在的技术问题：

(1)由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。

(2)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。

(3)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。学习指导：

1.考虑列车和汽车的特点，思考铁路选线和公路选线的区别；

2.亲身查看铁路路基的形式。本节重点：

1.铁路路基的构造和各构造层的作用；

2.铁路选线需考虑的主要因素。第五章交通土建工程道路工程铁路工程飞机场工程隧道工程及地下工程一、

民航运输机概况

干线运输机：是指载客量>100人，航程>3,000km的大型运输机。以美国波音公司的Boeing757(以后简称B757)、B767、B747、B777、DC10(美国麦道公司制造，现麦道公司已并入波音公司)、MD11(DC10的改进型)；欧洲空中客车公司的A340/A330、俄罗斯的伊尔81等为代表。支线运输机：是指载客量<100人，航程200～400km的中心城市与小城市及小城市之间的运输机。以美国的DC3、英国宇航公司的SH330和Bae146、中国与美国联合制造的MD82、MD90等为代表。

第三节飞机场工程5.3.1机场概况波音—767空中客车--340MD90飞机

新舟90③机场旅客设施日益完善,如宾馆,银行等；④机场距城市有一定距离,满足了客机对机场净空区的要求，且避免噪声对城市的污染。首都国际机场有东、西两条双向跑道，长宽分别为3800×60米、3200×50米，并且装备有II类仪表着陆系统；一号航站楼为中国南方航空公司和厦门航空专用，二号航站楼用于其它航空公司的国内及国际航班。二、民航机场概况①飞行区不断扩大和完善,运输机在各种气象条件下都能安全起飞着陆；②航站楼日益增大和现代化；二、民航机场概况

20世纪70年代出现的大型宽体客机和运输量的增加，使机场向大型化和现代化迈进。其主要特点为：1．飞行区不断扩大和完善，可以保证运输机在各种气象条件下都能安全起飞着陆。如水泥混凝土或沥青混凝土跑道，以适应飞机喷出的高温高速气流；跑道距离增长，以满足大型客机由于质量增大对跑道长度的要求；跑道两侧设置了日益完善的助航灯光及无线电导航设备等。2．航站楼日益增大和现代化，可以保证大量旅客迅速出入。目前大型机场的航站楼面积为数万平方米，有的达数十万平方米。候机楼设置相当完善。

3．机场旅客设施日益完善，机场内有宾馆、餐厅、邮局、银行、各种商店，旅客在机场内就和在城市一样方便。

4．机场距城市有一定距离，有先进的客运手段与城市联系。因为先进的喷气式客机对机场的净空要求较严，且噪声也大，因此机场一般必须离开城市一定的距离。

三、民航机场分类

1．国际机场：指供国际航线用，并设有海关、边防检查、卫生检疫、动植物检疫、商品检验等联检机构的机场。如图（香港机场）2.干线机场：指省会、自治区首府及重要旅游、开发城市的机场。如图（合肥机场）3.支线机场：又称地方航线机场，指各省、自治区内地面交通不便的地方所建的机场，其规模通常较小。如图（西藏机场）香港机场合肥机场西藏机场四、飞行区分级

为了使机场各种设施的技术要求与运行的飞机性能相适应，飞行区等级由第一要素的代码和第二要素的代号所组成的基准代号来划分。第一要素是根据飞机起飞着陆性能来划分飞行区等级的要素，第二要素是根据飞机主要尺寸划分飞行区等级的要素。如B757-200飞机需要的飞行区等级为4D。

第一要素

第二要素

代号

飞机基准飞行场地长度(m)

代号

翼展(m)主要起落架外轮外侧间距(m)

1〈800A<15<4.52800---1,200B15--244.5--631,200---,1800C24--366--94>=1,800D36--529--14E52--659--14五、机场组成

民航机场主要由飞行区、旅客航站区、货运区、维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施等组成。5.3.2跑道方案

跑道是机场飞行区的主体，是机场上最重要的工程设施，直接供飞机起飞和着陆滑跑之用。跑道方案1：单条跑道跑道方案2：平行跑道跑道方案3：端部错位的平行跑道跑道方案4：增加垂直向跑道跑道方案5：四条平行跑道1.跑道的作用与构成跑道按其作用分为:主要跑道、辅助跑道、起飞跑道等。①主要跑道：指在条件许可时比其他跑道优先使用的跑道；②辅助跑道：指因侧风影响，飞机不能在主跑道上起飞着陆时，供辅助起降用的跑道；③起飞跑道：指只供起飞用的跑道；另外，还有停止道、净空道、滑行道等。北京奥运会最为重要配套工程——首都机场3号航站楼机场跑道2.决定机场跑道长度的条件3.机坪与机场净空区机坪主要有等待坪和掉头坪;

等待坪供飞机等待起飞或让路而临时停放用;掉头坪供飞机掉头用;①机坪②机场净空区定义

指飞机起飞着陆涉及的范围，沿着机场周围的一个没有影响飞行安全的障碍物的区域.机场净空区要求5.3.4航站区布局航站区主要由航站楼、站坪及停车场所组成。旅客航站区的规划与设计是机场工程的又一重要方面。旅客航站区主要有航站楼、站坪及停车场所组成。航站楼的设计涉及到位置、形式、建筑面积等要素。1.航站楼它供旅客完成从地面到空中或从空中到地面转换交通方式之用。航站楼主要有以下五项设施组成:①连接地面交通的设施;②办理各种手续的设施;③连接飞机的设施;④机场管理办公室等;⑤服务设施,如餐厅等。

航站楼的型式：一般有一层式、一层半式、二层式三种。一层式航站楼的离港和到港活动都在同一层平面内，适用于客运量较小的机场。一层半式的航站楼是两层，楼前车道是一层。通常第一层供到港旅客用，第二层供离港旅客用，适用于客运量中等的机场。二层式是航站楼与楼前车道都是二层。通常第一层供到港旅客用，第二层供离港旅客用，适用于客运量大的机场。

航站楼及站坪的平面型式有线型、廊道型(上海浦东国际机场)、卫星型(原北京国际机场)、转运型等四种。航站楼的建筑面积根据高峰小时客运量确定。面积配置标准与机场性质、规模及经济条件有关。目前我国可考虑采用的国内航班为14～26/人，国际航班为28～40/人。迪拜国际机场的阿联酋航空公司3号航站楼外观。

2.站坪、机场停车场及货运区

货运区供货运办理手续、飞机装卸及临时储存等。黄山机场站坪昆明机场停车场站坪设计：站坪或称客机坪，是设在航站楼前的机坪。供客机停放、上下旅客、完成起飞前的准备和到达后各项作业用。

机场停车场设在机场的航站楼附近，停放车辆很多且土地紧张时宜用多层车库。停车场建筑面积主要根据高峰小时车流量、停车比例及平均每辆车所需面积确定。高峰小时车流量可根据高峰小时旅客人数、迎送者、出入机场的职工与办事人员数以及平均每辆车载客量确定。

机场货运区供货运办理手续、装上飞机以及飞机卸货、临时储存、交货等用。主要由业务楼、货运库、装卸场及停车场组成。货运手段由客机带运和货机载运两种。客机带运通常在客机坪上进行。货机载运通常在货机坪上进行。

站坪

机场停车场

货运

机场维护区及环境1.机场维护区是指飞机维修，供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、求援和消防设施等设置的地方。2.机场环境问题分为两个方面：二是机场营运环境的保护。

一是机场周围环境的保护，使得机场建设和营运不至于对周围环境造成不良影响；二是第四节隧道工程一、引言1.概念

是修筑在岩体、土体或水底的，两端有出入口的，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。但孔径太小，属于所谓管道范畴的除外。包括交通运输方面的铁路、道路、水（海）底隧道和各种水工隧道等。

1970年经合组织（OECD）的隧道会议对隧道所下的定义为：以某种用途，在地面下用任何方法按规定形状和尺寸，修筑的断面积大于2的硐室。隧道按用途可分为铁路、公路交通和水力发电、灌溉等水工隧洞，也可用于上下水道、输电线路等大型管路的通道。按地质条件分为岩石隧道和土砂隧道英吉利海峡凿通法国工人胜利手势

英吉利海峡海底隧道

1994年5月6日，被誉为“世纪工程”的英吉利海峡海底隧道经过6年半艰辛施工后，正式峻工通车。

从此，天堑变通途，西欧各国边为一体，大大方便了英国与欧洲大陆的联系。

这项巨大的工程包括两条各长50.5千米、直径7.6米的铁路隧道，

分别供伦敦一巴黎客货列车和运载汽车的列车行驶，介于其间还有一条直径为4.8米的中心服务隧道。

从伦敦到巴黎的列车运行时间从原来的5小时（依靠轮渡）缩短为3小时。图为隧道内的货运列车。

甬台温铁路客运专线隧道

黄浦江外滩观光隧道2.特点是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法。穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时作相应调整。施工作业面窄，劳力设备受到限制，工业化、机械化施工要求高。造价昂贵。3.发展简况

世界第一座交通隧道是公元前2180-2160年在巴比伦城中幼发拉底河下修筑的人行通道。我国古代（公元前8世纪-前3世纪）建造有深达40m以上的铜矿矿井（竖井和斜井）19世纪20年代蒸汽机的出现以及铁路和炼钢工业的发展，促进了隧道工程的发展。1826-1830年英国在利物浦硬岩中修建了两座最早的铁路隧道。1843年英国在泰晤士河修建了第一条水底道路隧道。20世纪50年代，人们才总结出各种类型隧道工程规划、设计和施工的基本原理，在土木工程中逐渐形成了一个独立的工程领域。

八达岭隧道竣工时工程人员合影4.主要施工方法

明挖法或围堤明挖法（敞口开挖基坑，修建隧道后覆填）

钻眼爆破法（适用于硬岩中开挖隧道）

盾构法：盾构为一钢制圆筒，周边设置千斤顶推向前方。

顶管法

沉管法：多用于水底隧道。盾构机盾构管片顶管法施工1-预制的混凝土管；2-运输车；3-扶梯；4-主顶油泵；5-行车；6-安全护栏；7-润滑注浆系统；8-操纵房；9-配电系统；10-操纵系统；11-后座；12-测量系统；13-主顶油缸；14-导轨；15-弧形顶铁；16-环形顶铁；17-已顶入的混凝土管；18-运土车；19-机头

顶管施工庞