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1、第三章 高速公路的规划与勘测设计3.1 高速公路网的规划高速公路网规划的目的高速公路网规划的主要任务高速公路网规划的内容高速公路规划的基本原则高速公路规划的基本原理与方法高速公路规划的评价3.2 项目可行性研究可行性研究报告的内容 公路工程可行性研究的程序 经济效益的分析与评估3.3 高速公路的选线路线方案与总体设计高速公路选线的原则与步骤 平原微丘区选线重丘陵区选线山岭区选线 3.4 现代化测设技术全站仪全球卫星定位系统（GPS）摄影测量新技术 航空摄影测量 地面摄影测量计算机辅助设计（CAD）规划的目的通过系统分析公路现状，科学预测交通需求，合理做好路线布局，恰当安排建设序列，使高速公路的
2、建设能适合并促进国民经济的发展。高速公路规划的主要任务通过调查研究、分析与评价现有公路交通现状，根据区域社会经济发展与公路交通客货流分布特点，预测交通量发展，提出高速公路发展的目标，合理确定路线建设序列(包括分期实施)，并提出实现规划目标的政策与措施。规划的主要内容(一)公路网现状分析(二)社会经济发展预测(三)公路交通量预测(四)高速公路的布局与优化(五)高速公路规划的具体实施(六)实施高速公路规划的对策与措施(七)高速公路的综合评价高速公路规划的基本原则1、依据国家国民经济与社会发展对公路建设提出的任务和要求，制订高速公路规划的总体格局。2、公路网的规划应作为综合交通运输体系的一部分，必须
3、与铁路、水运、民航等运输方式密切配合、相互协调、综合配套。3、应能符合工程经济和运营经济以及分期修建的原则，既要满足当前运输的要求，又能适应今后经济发展的需要；4、公路网的网形布置与密度，应力求达到密度小、路线短以及运输效率高、运输成本低的要求；5、规划应与环境保护、生态平衡相结合，符合国家对环境保护的规定；6、规划公路网时，为获得最优方案，应选定若干方案进行技术经济计算，最后加以比较确定。原理：高速公路网规划以系统分析原理为理论基础，通过定量分析系统诸元素之间、系统与环境因素之间的相互关系。以系统功能及综合效益为目标，运用多种数学分析方法对公路网分析并予优化。方法：（1）四阶段模式法 （2）
4、总量控制法两大体系四阶段法是以定量分析为主，通过OD调查获得现状客货流量流向，采用有关模型进行趋势外推预测未来的客货流出行分布及不同运输方式分担比例，采用不同的流量分配方法对路段交通量进行分配预测，最后建立不同的目标函数，对高速公路的规划方案进行设计和优选，并作出建设序列安排。因在交通量预测中采用了出行生成、出行分布、交通方式划分及交通量分配四个步骤，所以称为四阶段法。总量控制法是把与公路交通运输密切有关的一些总量变化趋势，将预测的交通量分解到公路网上，并以此安排路网建设序列的方法。该方法主要解决下述问题：对现状公路网的分析和评价；现状路网对区域未来经济发展的适应性；公路网与其他运输方式的有机
5、结合；公路网建设的合理规模；公路网的合理布局；公路网的建设序列；公路网规划方案的综合评价；公路网建设资金的筹措。高速公路规划的评价(一)评价内容 高速公路规划评价应按照高速公路的功效，对所有单项指标进行归类分析并作量化计算，最后加以整体综合，获得综合评价结果，以利择优决策，如图32所示。(二)评价指标体系 高速公路规划评价一般从社会、经济和技术等三个方面展开。P32 图3-3图3-2 高速公路规划评价主要内容与过程(一)现状评价 (二)发展预测(三)建设条件(四)协作条件(五)施工工艺 (六)投资和效益工程可行性研究的程序研究程序大体可分为：提出问题、调查情况、拟出方案、技术经济论证等阶段。可
6、行性研究的具体程序 P34图3-4。可行性研究分预可行性研究和工程可行性研究两种。经济效益的分析与评估道路经济效益可由成本和受益两方面组成。图3-5 效益分析经济评价指标 净现值效益费用比内部收益率投资回收期方案经济比较法差额效益费用比差额内部收益率差额投资回收期B=B1+B2+B3+B4+B5+B6+B7+B8+B9+B10B-全社会道路使用者的经济效益(万元)；B1-道路新建或改建导致货物运输成本降低的效益(万元)；B2-道路新建或改建导致旅客运输成本降低的效益(万元)；B3-改建道路减少拥挤的货物运输效益(万元)；B4-改建道路减少拥的旅客运输效益(万元)；B5-改建道路缩短里程而降低的
7、货物运输成本(万元)；B6-改建道路缩短里程而降低的旅客运输成本(万元)；B7-货物节约在途时间的价值(万元)；B8-旅客节约在途时间的价值(万元)；B9-减少交通事故节约的费用(万元)；B10-减少货损事故节约的费用(万元)。路线方案与总体设计起讫点的确定高速公路的立体交叉路堤高度与通道设置高速公路集散道路（辅道）布置高速公路选线的原则与步骤 高速公路选线是由面到片，由片到线，由粗略到细致的过程，是逐步具体化、逐步补充修改和提高的过程。高速公路的勘测设计工作一般采用两阶段测设程序；即通过初测编制初步设计和工程概算，然后根据批准的初步设计，通过定测编制施工图和工程预算。对复杂的项目或路段，有时
8、采用三阶段测设，即在两阶段测设的中间增加技术设计阶段，完成修正概算。高速公路选线的基本原则1 公路选线应根据公路使用任务和性质，综合考虑路线区域国民经济发展情况与远景规划，正确处理好近期与远景的关系，在总体规划的指导下，合理选定路线方案，在保证行车安全、迅速、舒适前提下，力争路线短捷；2 认真领会计划任务书的精神，深入调查当地地形、气候、土壤、地质、水文等自然情况，提出有比较价值的方案；3 选线应贯彻工程经济与运营经济结合的原则，在不增加工程造价的情况下；尽量提高技术指标；在不降低技术指标的情况下，尽量降低工程造价；4 充分利用有利地形、地势，尽量回避不利地带；正确运用技术标准，从行车时安全、
9、畅通和施工、养护的经济、方便着眼，对路线与地形的配合加以研究，搞好路线平、纵、横三面的结合，力求平面短捷舒顺，纵面平缓均匀，横面稳定经济。5 路线应选择地质稳定、地形条件较好的地区通过，尽量避免穿过不良地质地段，当必须穿过时，应选择合适位置，缩小穿越范围，并采用必要的工程措施；6 选线应与环境保护相结合；7 名胜风景，古迹地区的公路，应保护历史文物遗址，线形与构造物应与周围景观、环境相协调；8 要考虑施工条件对选定路线的影响。推荐路线方案要注意结合可能的施工方式和施工力量，并积极采用新结构、新材料和先进的施工技术。高速公路选线的步骤全面布局逐段安排具体定线平原区选线 平原区地势比较平坦，路线纵
10、坡及曲线半径等几何要素比较容易达到较高的技术标准，平原区地形对路线的限制不大，路线的基本线形应是短捷顺直。受当地自然条件和地物的障碍以及支农需要；综合考虑多方面的因素：平原区高速公路往往因修建通道造成路堤高、土方量大；纵坡起伏，因此，在保证排水条件下，宜降低路堤高度，并取得与周围景观的协调。少占农田，并与农田水利建设相结合。微丘区选线微丘区地形略有起伏，地面有一定的自然坡度，区内常有坡形和缓的丘陵分布，地表排水方向明显，选线条件与平原区基本相同。从布线角度看，较平原应有较大的自由度，但应注景利用地形协调平、纵线形的组合，既不宜过分迎合微小地形变化，造成纵面不必要的起伏，也不宜过分追求直线，造成
11、工程量不必要的增加。山岭区选线沿河线越岭线沿河线要处理好三个关键问题：1 河岸选择：路线应选在地形宽坦,有阶地可利用,支沟较少、较小,水文及地质条件良好的一岸;积雪冰冻地区，宜选在阳坡和迎风的一岸;距村镇一定距离，以减少干扰的岸侧为宜；2 跨河换岸桥位：跨河桥位原则上应服从路线走向，结合桥位条件，路桥综合考虑，可采用弯、坡、斜、高架等桥型，以适应线形设计的需要。3 线位高低：路线应在规定频率设计水位高度之上，一般以低线为主，但应有防洪措施，以保证路基稳定与安全。越岭线的特点是路线需要克服很大的高差，路线的长度和平面位置主要取决于路线纵坡的安排。因此，在越岭线的选线中，须以路线纵断面为主导，以纵
12、坡度为主要控制点。越岭线布局主要应解决的问题是：1 垭口选择：垭口是体现越岭线方案的重要控制点，必须全面考虑它的标高、位置、地形条件、地质情况。2 过岭标高：过岭标高是越岭线纵向布局的重要控制因素。3 垭口两侧展线方案：越岭线的高差主要通过垭口侧坡展线来克服；高速公路因技术指标高，一般以自然展线为主，在横坡陡峻的山坡宜选用分离式断面布线。重丘陵区选线一般应注意如下几点：1 设线不应迁就微小地形，在注意平、纵线位选择的同时，应注意横向填挖的平衡；2 平、纵、横三面应综合考虑；3 冲沟比较发育地段，高速公路应考虑采用高路堤或高架桥的直穿方案；必须绕避时，要注意线形的舒顺，4 丘陵区农林业较发达，低
13、地多为稻田，坡地多为旱作物和经济林，小型水利设施多，布线要注意支援农业，和当地的整田造林及水利规相结合。全站仪全站仪在功能上将电子经纬仪、红外测距仪合为一体，使用户能在一个测站上完成全部的测角量距工作。全站仪的技术核心包括：光电测距和测角。光电测距亦称为物理测距，可以分为电波测距和光波测距两种。光电测距所使用的光源主要是激光光源和红外光源。光电测距在本质上来说是测定光在待测距离上往返所需要的时间，从而求算出两点之间的距离。全站仪半剖图全球卫星定位系统（GPS）GPS是“Global Positioning System”的缩语。理论上，通过设在地球上任何地方的接收机，接收人造卫星发出的电波并进行解析，均可以测量出该地方位置的系统。三个主要部分：GPS卫星、控制局、接收机测量原理：单点定位原理、相对定位原理GPS的特点：只要求仪器与天空通视、速度快航空摄影测量1、航测成图（1）利用航测像片制作各种像片图（2）制作影像地图2工程调查3航测选线及方案比较4建立数字地形模型 地面摄影测量把摄影机安置在固定的测站上，摄取测区的立体像对，并以此为基础在立体坐标量测仪上进行量测，从而确定地面点的空间位置或在立体测图仪上直接勾绘等高线，制作地形图的一种测图方法。实际应用中主要是把它作为航空摄影测量的补充，补测地形比较困难的区域的地形图。