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1、公路工程概论1第一章 总 论主要内容：主要内容：一、道路运输的特点和国内外道路发展概况二、道路的分类与组成三、道路的分级与技术标准四、道路勘测设计的依据2第一节 道路运输的特点和国内外发展概况本节主要内容：一、国内外道路工程的发展二、道路运输的特点三、道路运输的发展趋势四、道路的特点及功能3一、国内外道路工程的发展n n第一辆汽车首先在德国制造第一辆汽车首先在德国制造n n高速公路首先在意大利和德国出现高速公路首先在意大利和德国出现n n中国的首条高速公路中国的首条高速公路4一、国内外道路工程的发展n n轨道运输（铁路）轨道运输（铁路）轨道运输（铁路）轨道运输（铁路）特点：适用于远程大宗货物运
2、输及人流运输，线路要求高特点：适用于远程大宗货物运输及人流运输，线路要求高n n水运水运水运水运 特点：特点：利用天然水运资源利用天然水运资源利用天然水运资源利用天然水运资源，只需加以整治。通过能力大，只需加以整治。通过能力大，运量大，耗能省，运输成本低。运量大，耗能省，运输成本低。n n航空航空航空航空 特点：快速运送旅客及贵重紧急商品、货物。特点：快速运送旅客及贵重紧急商品、货物。n n管道管道管道管道 特点：运输连续性强，运输成本低，损耗少，安全性好，但特点：运输连续性强，运输成本低，损耗少，安全性好，但是只有一些特殊材料才能采用管道运输。是只有一些特殊材料才能采用管道运输。n n道路道
3、路道路道路运输方式的分类：运输方式的分类：运输方式的分类：运输方式的分类：5二、道路运输的特点(一)优点：1、机动灵活、直达门户2、运输速度快，适应性强3、可为其它运输方式集散、接送客货4、道路运输的技术特性简单，车辆易于驾驶，投资回收快5、道路运输在客运上有很大的优势6二、道路运输的特点(二)缺点：1、运量小、油耗大，运输成本高2、环境污染大7三、道路运输的发展趋势1、我国公路运输发展的总趋势是：我国公路运输发展和各国的公路运输发展的趋势是一致的，可用S型生长曲线来描述。公路客货运输的速度高于铁路和水运，客运的发展速度高于货运，周转量增长速度高于运量，后者说明公路运输的平均运距有逐渐增长的趋
4、势。8三、道路运输的发展趋势1、我国公路运输发展的总趋势是：我国公路运输在综合运输体系中的地位将得到加强。以下数据是我国近几年对公路的投入：1998年2168亿元，1999年2189亿元，2000年2316亿元，2001年2600亿元。运输市场以服务为宗旨，形成全方位良性竞争机制。9三、道路运输的发展趋势2、国外公路运输的发展趋势公路运输比重增加提高公路建设的质量和水平载重汽车向大（小）型、高速、专用和列车化方向发展广泛采用先进的运输组织形式，实现管理现代化，“现代物流”重视环境保护10三、道路运输的发展趋势3、公路建设规划11“两纵两横”国道主干线“两纵两横两纵两横”国道主干线示意图（国道主
5、干线示意图（03年完成）年完成）1213国家高速公路网规划(约8.5万公里，2030年完成)14重庆市骨架路网规划图重庆市骨架路网规划图15四、道路的特点及功能(一一)道路的特点：道路的特点：1 1、道路的基本属性、道路的基本属性(1)(1)公益性公益性“修桥铺路，公德无量修桥铺路，公德无量”(2)(2)商品性商品性即收费道路的依据；即收费道路的依据；(3)(3)超前性超前性“要想富，先修路；修大路大富，修快速路快富要想富，先修路；修大路大富，修快速路快富”(4)(4)储备性储备性道路通行能力的储备道路通行能力的储备16四、道路的特点及功能(一一)道路的特点：道路的特点：2 2、道路的经济特性
6、、道路的经济特性(1)(1)道路产品是固定在广阔地域上的线形建筑，不能道路产品是固定在广阔地域上的线形建筑，不能移动移动(2)(2)道路的生产周期和使用周期长道路的生产周期和使用周期长(3)(3)道路虽是物质产品，但不具有商品的形式道路虽是物质产品，但不具有商品的形式(4)(4)具有特殊的消费过程和消费方式具有特殊的消费过程和消费方式(5)(5)道路是作为一个完整的系统，发挥作用，为社会道路是作为一个完整的系统，发挥作用，为社会和经济服务和经济服务17四、道路的特点及功能(二二)道路的功能：道路的功能：1 1、公路的功能、公路的功能 主主要要承承担担中中、短短途途运运输输任任务务(短短途途运运
7、输输为为50km50km以以内；中途运输为内；中途运输为5050200km)200km)。补补充充和和衔衔接接其其它它运运输输方方式式，担担任任大大运运量量运运输输(如如火车及轮船运输火车及轮船运输)的集散运输任务。的集散运输任务。在在特特殊殊条条件件下下，也也可可独独立立担担负负长长途途运运输输任任务务。特特别别是是随随着着高高速速公公路路的的发发展展，中中、长长途途运运输输的的任任务将逐步增大。务将逐步增大。18四、道路的特点及功能(二二)道路的功能道路的功能2 2、城市道路的功能、城市道路的功能 联联系系城城市市各各部部分分，为为城城市市各各种种交交通通服服务务，并并担担负城市对外交通中
8、转集散。负城市对外交通中转集散。构成城市结构布局的骨架，确定城市的格局。构成城市结构布局的骨架，确定城市的格局。为防空、防火、防地震以及绿化提供场地。为防空、防火、防地震以及绿化提供场地。是城市铺设各种公用设施的主要通道。是城市铺设各种公用设施的主要通道。为城市提供通风、采光，改善城市生活环境。为城市提供通风、采光，改善城市生活环境。划分街坊，组织沿街建筑，表现城市建设风貌。划分街坊，组织沿街建筑，表现城市建设风貌。19第二节、道路的分类与技术标准本节主要内容：一、道路的分类二、公路的主要组成三、城市道路的组成20第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类为什么要分类？n n1、公路：指城市郊
9、区以外的道路，连接城 乡间较长距离的道路。21第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类n n1、公路：按照公路的重要性和使用性质可分为：按照公路的重要性和使用性质可分为：国道国道省道省道县道县道乡道乡道22第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类2、城市道路：指城市范围内的道路，主要担负交通运输任务，并能反映城市建设水平及建筑面貌的布局风格。北京道路风光 23第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类2、城市道路：指城市范围内的道路，主要担负交通运输任务，并能反映城市建设水平及建筑面貌的布局风格。24第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类2、城市道路：指城市范围内的道路，主要担负交通运
10、输任务，并能反映城市建设水平及建筑面貌的布局风格。25第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类3、专用道路厂矿道路(Factories and Mines Road)林区道路(Forest Road)26第二节、道路的分类与技术标准一、道路的分类3、专用道路27二、公路的主要组成公路是铺筑在地面上主要供车辆行驶的线形结构物。公路是铺筑在地面上主要供车辆行驶的线形结构物。1 1、线形组成、线形组成 2 2、结构组成、结构组成 28二、公路的主要组成1 1、线形组成、线形组成 公路为平面有曲线、纵面有起伏的立体空间线形；平面由直线、曲线（圆、公路为平面有曲线、纵面有起伏的立体空间线形；平面由直线
11、、曲线（圆、缓）组成；纵面由纵坡及竖曲线组成。作为立体空间线形的图形显示，由平缓）组成；纵面由纵坡及竖曲线组成。作为立体空间线形的图形显示，由平面、纵断面及横断面图表示。面、纵断面及横断面图表示。图1-1 道路的平面、纵断面及横断面问题：为什么采用采用平纵横的设计方法 来设计道路线形？29二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(1)(1)路基路基路基路基(Subgrade)(Subgrade):路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷载，
12、它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。载，它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。载，它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。载，它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。(2)(2)路面路面路面路面(Pavement)(Pavement)是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行驶是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行驶是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行驶是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行驶的构造物。它直接承受行车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定车的构造物。它直接承受行
13、车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定车的构造物。它直接承受行车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定车的构造物。它直接承受行车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定车速安全而舒适的行驶。速安全而舒适的行驶。速安全而舒适的行驶。速安全而舒适的行驶。(3)(3)桥涵桥涵桥涵桥涵(Bridge and Culvert)(Bridge and Culvert)桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面 (4)(4)排水系统排水系统排水系统排水系统(Drainage Systems)(Drainage Systems)为了防止地面水及地下水
14、等自然水浸蚀、冲为了防止地面水及地下水等自然水浸蚀、冲为了防止地面水及地下水等自然水浸蚀、冲为了防止地面水及地下水等自然水浸蚀、冲刷路基，确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截刷路基，确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截刷路基，确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截刷路基，确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。水沟、排水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。水沟、排水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。水沟、排水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。(5)(5)隧
15、道隧道隧道隧道(Tunnel)(Tunnel)(6)(6)防护工程防护工程防护工程防护工程（Protection structureProtection structure）支挡结构支挡结构支挡结构支挡结构(主要是挡土墙主要是挡土墙主要是挡土墙主要是挡土墙)、边坡防护、边坡防护、边坡防护、边坡防护(7)(7)特殊结构物特殊结构物特殊结构物特殊结构物（Special structureSpecial structure）路台、半山桥等路台、半山桥等路台、半山桥等路台、半山桥等 (8)(8)沿线设施沿线设施沿线设施沿线设施（Roadside FacilitiesRoadside Facilitie
16、s）交通安全设施与其它服务设施交通安全设施与其它服务设施交通安全设施与其它服务设施交通安全设施与其它服务设施(加油站、收加油站、收加油站、收加油站、收费站等费站等费站等费站等)30二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (1)(1)路基路基(Subgrade)(Subgrade)路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷载，路基是行车部分的基础，它承受路面传递下来的行车荷载，它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。它是由土、石按照路线位置和一定技术要求修筑成的土工带状体。31二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (2)(2)路面路面(Pavement)(P
17、avement)是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在路基上供车辆行驶的构造物。它直接承受行车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定驶的构造物。它直接承受行车荷载和自然因素的作用，供车辆在上面以一定车速安全而舒适的行驶。车速安全而舒适的行驶。路面结构32二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(3)(3)桥涵桥涵(Bridge and culvert)(Bridge and culvert)桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面重庆长江大桥33二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(3)(3)桥涵桥涵(Bridge and cu
18、lvert)(Bridge and culvert)桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面小桥34二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(3)(3)桥涵桥涵(Bridge and culvert)(Bridge and culvert)桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面涵洞35二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(3)(3)桥涵桥涵(Bridge and culvert)(Bridge and culvert)桥涵、渗水路堤、过水路面桥涵、渗水路堤、过水路面 36二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (4)(4)排水系统排水系统(Drainage)
19、(Drainage)为了防止地面水及地下水等自然水浸蚀、冲刷路基，为了防止地面水及地下水等自然水浸蚀、冲刷路基，确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截水沟、排确保路基稳定，需设置排水构造物，除上述桥涵外，还有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。水沟、跌水、急流槽、盲沟、渗井及渡槽等。边沟和截水沟37二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成(5)(5)隧道隧道(Tunnel)(Tunnel)宜(昌)长(阳白石坪)段白岩溪隧道38二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (6)(6)防护工程防护工程（protection structure prot
20、ection structure）支挡结构支挡结构(主要是挡土墙主要是挡土墙)、边坡防护、边坡防护加筋土挡墙39二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (6)(6)防护工程防护工程（protection structure protection structure）支挡结构支挡结构(主要是挡土墙主要是挡土墙)、边坡防护、边坡防护垮塌的重力式挡土墙40二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (6)(6)防护工程防护工程（protection structure protection structure）支挡结构支挡结构(主要是挡土墙主要是挡土墙)、边坡防护、边坡防护挡土墙41二、公路
21、的主要组成2 2、结构组成、结构组成(7)(7)特殊结构物特殊结构物（special structure special structure）路台、半山桥等路台、半山桥等半山桥42二、公路的主要组成2 2、结构组成、结构组成 (8)(8)沿线设施沿线设施（Roadside FacilitiesRoadside Facilities）交通安全设施与其它服务设施交通安全设施与其它服务设施(加油站、收加油站、收费站等费站等)美国公路43三、城市道路的组成部分 机动车道、非机动车道、人行道、绿化带、交叉口、交通广场、机动车道、非机动车道、人行道、绿化带、交叉口、交通广场、停车场、公共汽车停靠站台、交通
22、安全设施、排水系统、地下停车场、公共汽车停靠站台、交通安全设施、排水系统、地下管线、地铁、高架道路管线、地铁、高架道路44第三节、道路的分级与技术标准本节主要内容：一、公路的分级与技术标准二、城市道路的分级与技术标准 45一、公路的分级与技术标准1 1、公路分级、公路分级、公路分级、公路分级公路按交通量及其使用任务、性质分为五个等级公路按交通量及其使用任务、性质分为五个等级公路按交通量及其使用任务、性质分为五个等级公路按交通量及其使用任务、性质分为五个等级 高速公路：高速公路：高速公路：高速公路：一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的年平均昼夜交通一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折
23、合成小客车的年平均昼夜交通量为量为2500025000辆以上，为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分道高速行使并全部辆以上，为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分道高速行使并全部控制出入的公路。控制出入的公路。一级公路：一级公路：一级公路：一级公路：一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的年平均昼夜交通一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的年平均昼夜交通量为量为15000-5500015000-55000辆，为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区、港口、机场，专辆，为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区、港口、机场，专供汽车分道行使并部分控制出入的公路。供汽车分道
24、行使并部分控制出入的公路。二级公路：二级公路：二级公路：二级公路：一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为5000-150005000-15000辆，为连接政治、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的公路。辆，为连接政治、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的公路。三级公路：三级公路：三级公路：三级公路：一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为2000200060006000辆以，为沟通县以上城市的公路辆以，为沟通县以上城市的公路。四级公路：四级公路：四级公路：四级公路：
25、一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为20002000辆以下，辆以下，为沟通县、乡（镇）、村等的公路。为沟通县、乡（镇）、村等的公路。46一、公路的分级与技术标准2 2、公路等级选用的基本原则、公路等级选用的基本原则、公路等级选用的基本原则、公路等级选用的基本原则 公路功能公路功能公路功能公路功能 路网规划路网规划路网规划路网规划 交通量交通量交通量交通量 综合运输分析综合运输分析综合运输分析综合运输分析47一、公路的分级与技术标准3 3、公路技术标准、公路技术标准、公路技术标准、公路技术标准见书中表见书中表见书中表见书中表1-
26、21-2 计算行车速度计算行车速度计算行车速度计算行车速度 公路工程中对车辆的考虑有不同的形式公路工程中对车辆的考虑有不同的形式公路工程中对车辆的考虑有不同的形式公路工程中对车辆的考虑有不同的形式48二、城市道路的分类与技术标准(一一)按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及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：对沿线建筑物的服务功能，城市道路分为四类：1 1）快速路：）快速路：）快速路：）快速路：快速路为城市中大量、长距离、快速交快速路为城市中大量、长距离、快速交通服务。通服务。“通通”2 2）主干路）主干路）主干路）主干路 ：主干路为连接城市
27、各主要分区的干路，：主干路为连接城市各主要分区的干路，以交通功能为主。以交通功能为主。“主要是通主要是通”3 3）次干路）次干路）次干路）次干路：次干路与主干路结合组成城市道路网，：次干路与主干路结合组成城市道路网，起集散交通的作用，兼有服务功能。起集散交通的作用，兼有服务功能。“主要是达主要是达”4 4）支路：）支路：）支路：）支路：支路为次干路与街坊路的连接线，解决局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。部地区交通，以服务功能为主。“达达”n n除快速路外，各类道路按照所在城市的规模、设计除快速路外，各类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等分为交通量、地形等
28、分为、级。大城市应采用级。大城市应采用各类道路中的各类道路中的级标准；中等城市应采用各类道路级标准；中等城市应采用各类道路中的中的级标准；小城市应采用各类道路中的级标准；小城市应采用各类道路中的级标级标准。准。49二、城市道路的分类与技术标准(二二)按照城市道路的路幅划分：按照城市道路的路幅划分：n n单幅路单幅路单幅路单幅路n n双幅路：非机动车少，机动车多双幅路：非机动车少，机动车多双幅路：非机动车少，机动车多双幅路：非机动车少，机动车多n n三幅路：非机动车少和机动车都多三幅路：非机动车少和机动车都多三幅路：非机动车少和机动车都多三幅路：非机动车少和机动车都多n n四幅路：对向车流分道行
29、驶，提高机动车车速四幅路：对向车流分道行驶，提高机动车车速四幅路：对向车流分道行驶，提高机动车车速四幅路：对向车流分道行驶，提高机动车车速50二、城市道路的分类与技术标准(二二)城市道路的分类与分级及其标准城市道路的分类与分级及其标准 n n见教材表见教材表见教材表见教材表1-41-4n n道路设计年限与寿命周期、路面设计年限；道路设计年限与寿命周期、路面设计年限；道路设计年限与寿命周期、路面设计年限；道路设计年限与寿命周期、路面设计年限；51第四节、道路勘测设计的依据1 1、设计车辆、设计车辆 汽车的物理特性及行驶于路上各种大小车辆的组成对于道路汽车的物理特性及行驶于路上各种大小车辆的组成对
30、于道路几何设计有决定意义，选择有代表性的车辆作为设计的依据，即几何设计有决定意义，选择有代表性的车辆作为设计的依据，即为设计车辆。为设计车辆。2 2、设计车速、设计车速 在气候正常、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几在气候正常、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件（几何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全何要素、路面、附属设施等）的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒适地行驶的最大行驶速度。而舒适地行驶的最大行驶速度。设计车速是决定公路几何形状的基本依据。曲线半径、超高、设计车速是决定公路几何形状的基本依据。曲线半径、超高、视距等技术指标都直接与设计有关。视距等技术指标都直接与设计有关。3 3、交通量、交通量 单位时间内通过道路某断面的交通流量。单位时间内通过道路某断面的交通流量。适应交通量的概念适应交通量的概念4 4、通行能力、通行能力 在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段适应车流的能力，以单位时间内通过的最大车辆数表示。以单位时间内通过的最大车辆数表示。52