1、交通運輸工程學講稿公路運輸及其發展第二章 公路運輸及其發展第一節 國內外道路發展概況1、公路運輸的發展階段1)初期階段(汽車產生-1920) 此階段汽車數量少，運載量低，行駛速度慢，供汽車行駛用的公路，多半是在原有的馬車道和大車道的基礎上改建而成的，因而，公路運輸還只能是水運和鐵路運輸的輔助手段。2)中期階段(1920-1945) 此階段因戰爭需要，公路建設發展較快。截止到1945年，世界汽車擁有量超過6000萬輛(其中美國3100萬輛)，德國于1932年開始，花了11年時間建成了3860公里的高速公路。由于運輸條件的改善，公路運輸的優越性逐漸顯示出來，它不僅成為短途運輸的主要工具，而且在長途

2、運輸中，也開始與鐵路、水運競爭。3)近期階段第二次世界大戰結束后，隨著世界經濟的恢復于發展，汽車工業和石油開采業迅速發展，公路運輸得到空前規模的發展。60年代后，公路運輸已躍居交通運輸首位。目前世界上的汽車數已達5億輛左右，公路總里程已超過2000萬公里，高速公路里程增長迅速，近20年來公路運輸的客貨運年平均增長速度，領先于其他運輸方式。2.我國公路的發展情況我國的第一條公路為長沙至湘潭公路，1913年開始動工修建，1921年建成通車，全長50公里。解放后，我國修建了舉世聞名的青藏、川藏公路，成功地解決了在凍土上修建公路的世界級難題，它的建成通車標志著我國公路建設事業和運輸事業的興旺發達。另外

3、我國還修建了塔里木沙漠公路、阿拉爾至和田沙漠公路，成功地攻克了流動沙漠中修筑上等級公路的一系列世界級難題，如固沙等問題，取得了世界性的突破。1989年，中國修建了第一條高速公路，上海滬嘉高速公路，高速公路的興建，標志著我國公路建設已跨入新的歷史階段。 我國的高速公路網如圖所示：2004年擬定的國家高速公路網主要由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線共同組成，這些高速公路簡稱為“7918網”，總里程達8萬公里。其中主線6.8萬公里，地區環線、聯絡線等其他路線約1.7萬公里，計劃30年時間完成。首都放射線7條：北京上海、北京臺北、北京港澳、北京昆明、北京拉薩、北京烏魯木齊、北京哈爾濱。

4、 南北縱向線9條：鶴崗大連、沈陽海口、長春深圳、濟南廣州、大慶廣州、二連浩特廣州、包頭茂名、蘭州海口、重慶昆明。 東西橫向線18條：綏芬河滿洲里、琿春烏蘭浩特、丹東錫林浩特、榮成烏海、青島銀川、青島蘭州、連云港霍爾果斯、南京洛陽、上海西安、上海成都、上海重慶、杭州瑞麗、上海昆明、福州銀川、泉州南寧、廈門成都、汕頭昆明、廣州昆明。 規劃方案還包括：遼中環線、成渝環線、海南環線、珠三角環線、杭州灣環線共5條地區性環線，2段并行線，分別為G4(京港澳高速 )的并行線 G4W(廣澳高速)、G15（沈海高速）的并行線G15W（常臺高速）。 此外還有30余段聯絡線。 規劃后的高速公路網，將形成由中心城市向

5、外放射以及橫貫東西、縱貫南北的大通道，并且實現“東部加密、中部成網、西部連通”的新局面。 其具體目標是：覆蓋10多億人口；直接服務范圍東部地區超過90%、中部地區達83%、西部地區近70%；實現東部地區平均30分鐘、中部地區平均60分鐘、西部地區平均120分鐘上高速；連接全國所有省會城市，以及目前城鎮人口超過50萬的大城市、超過20萬的中等城市；連接全國重要的交通樞紐城市；連接重要的對外公路口岸；在環渤海、長三角、珠三角三大都市圈內部，形成較為完善的城際高速公路網。實現“首都連接省會、省會彼此相通、連接主要地市、覆蓋重要縣市”的新高速公路網絡。當前我國的公路現狀，已基本上能適應交通運輸發展的需

6、要，存在的主要問題如下：1)質量差。其一是路面質量差，其二是現形不流暢。2)公路網布局不太合理，我國公路大多數以省市行政區為中心，偏重于自成體系，不適應橫向聯系的需要。3)公路的抗自然災害能力低。目前公路的病害較多，正常情況下每年都要付出較大的財力、物力，用于維持正常通車，一旦有較大的自然災害，就會中斷交通，造成嚴重損失。4)高速公路收費的情況不容樂觀當下中國的高速公路網長度已然可與美國媲美，但客運量則是另一幅圖景：除了長三角、珠三角等經濟發達的城市帶周圍，如蛛網密布的高速公路上，除了空曠還是空曠。一個常識性的問題是，沒有足夠的車流量，何來高速公路的收費現金流，何來貸款還本付息的源頭？主要應對

7、措施：1)采用先進技術，改造現有道路2)開發大幅度降低造價和節約投資的先進技術，提高筑路水平。3、我國城市道路現狀我國城市交通現狀，具體表現在如下幾個方面：1)客運量大，乘車難。2)車多路少，造成交通阻塞，車速下降，事故增多。3)城市道路標準低。改善目前城市交通的主要措施：1)修建高速或快速干道，加密市區道路網。2)修建立體交叉或改善平面交叉路口布置，組織渠化交通。第二節 公路運輸概述1.公路運輸系統 公路運輸系統由基礎設施及運輸工具兩部分組成。 基礎設施包括公路及其附屬設施、站場及其附屬設施、公路交通控制與管理設施等。在現代社會中，公路運輸工具主要是汽車。其中基礎設施是衡量運輸系統生產力水平

8、的主要標準，因此要提高公路運輸生產力水平，關鍵是要加強公路基礎設施建設。2.公路的基本功能 通常將公路運輸的基本功能劃分為通過和送達功能。 通過功能:指在干線上完成大批量的運輸。 送達功能:又稱為集散功能，是指為通過性運輸承擔客貨集散任務的運輸。 在高速公路投入使用以前，公路運輸的主要功能是“送達”，也就是為其它運輸方式承擔集散客貨的任務。因為航空、水運和鐵路運輸都只有單一的通過功能，只能通過公路運輸才能完成送達旅客和貨物的任務。此時，公路的通過功能較差。 隨著高速公路的建成使用，公路運輸的通過功能大大加強，如一條六車道的高速公路，其通過能力大于一條雙線鐵路，這使得公路運輸成為全能的運輸方式，

9、這正是公路運輸業迅速發展的根本原因。3.公路運輸的特點 可實現門到門運輸，除公路運輸外只有管道運輸能實現門到門運輸，其它運輸方式一般難以獨立完成全程運輸過程。 公路貨運和客運基本上可實現即時運輸，隨到隨走。 與其它運輸方式相比，公路運輸要求的啟運批量最小。 運行條件要求不高，公路運輸既可在等級公路上運行，也可在鄉村便道上作業，覆蓋面廣。能根據貨主和旅客的具體要求提供針對性服務。4.公路運輸現狀與發展趨勢1)公路運輸現狀服務方式多樣化 在客運方面，除了常規的購票乘車外，還有計程包車、訂時包車及車輛租賃業務。 在客運車輛的配置方面，有普通車、空調車、豪華空調車；有直達班車，定點停靠班車。 在貨運方

10、面，有整車貨運、零擔貨運；有直達貨運、普通貨運。運輸經營主體多元化 經營主體有國家運輸企業、股份制運輸企業、中外合資運輸企業、私營運輸企業和個體運輸企業。 在公路客運行業，國有運輸企業仍占主導地位，干線運輸任務主要由國有運輸企業承擔，在公路貨運方面，個體運輸所占比例較大。經營方式單車化經營方式單車化就是指采用單車承包的經營方式，即企業賦予承包人相應的經營管理權限，每一承包人對所承包的單車負全面的經濟責任。這種運營模式目前在我國占主導地位。存在的主要問題 公路基礎設施還較差，公路品質與發達國家相比差距仍很大。 運輸車輛的技術性能還需要進一步提高。 運輸生產的效率、效益較低。 運輸經營組織與管理手

11、段還比較落后。2)公路運輸的發展趨勢在高速公路及汽車專用公路上開展快速客、貨運業務。建立集約化經營的運輸企業。開展不同運輸方式之間的合作及與服務對象的合作。建立運輸信息管理系統。運輸組織方式將按生產力水平分層發展。在公路通行條件好、客貨流量大的公路上，按現代企業制度的要求建立規模化、集約化經營的運輸企業；在車輛配置上，充分考慮使用強度的影響及運輸服務品質的要求。而在其他公路上，仍延續現行的運輸組織方式。力求做到公路設施與客貨流規律協調配合。第三節 公路通行能力1.公路的通行能力公路的通行能力是指在通常的道路條件、交通條件和人為度量標準下，在一定時段內道路某斷面可通過的最大車輛數。道路條件道路條

12、件指公路的幾何特征，包括每個方向的車道數（是否可超車）、車道的寬度（速度的大小）和路肩寬度、側向凈空、設計速度以及平面和縱面線形（與速度有關）。交通條件交通條件涉及使用該道路的交通流特性。它指交通流中車輛組成、車道分布、交通量的變化、交通管理和交通控制方式等。度量標準度量標準是計算通行能力的前提條件。一般用服務水平來表示，服務水平越高，駕駛員及乘客感覺越好。2通行能力的分類基本通行能力 是公路和交通都處于理想條件下，由技術性能相同的一種標準車，以最小車頭間距連續行駛的理想交通流，在單位時間內通過公路斷面的車輛數。容許通行能力(可能通行能力) 是公路實際所能承擔的最大交通量，指對理想條件不符的各

13、種道路條件和交通條件進行修正，使之達到人們所允許的最低質量要求，而后得到的可能通行能力。設計通行能力（實際通行能力）就是根據對交通運行的質量要求和該路段的具體道路條件、交通條件及交通管理水平，對容許通過能力進行相應的修正后得到的通行能力。3.公路設施分類非間斷交通流設施這類交通流設施中沒有引起交通流中斷的設備（如沒有交通信號燈）。交通流狀況是車輛之間、車輛與道路、道路與環境之間相互影響的結果。非間斷交通流設施主要有高速公路、多車道公路、雙車道公路等。間斷交通流設施這類交通流設施中有專門引起交通流中斷的設備（如交通信號燈）。交通流狀況不僅要受車輛之間、車輛與道路、道路與環境之間的影響，而且受引起

14、交通流中斷的設備的影響。間斷交通流設施主要包括交叉口、市區與郊區的道路。根據公路設施分類，可將公路通行能力分成以下幾種： 路段通行能力（非間斷交通流） 交叉口的通行能力（間斷交通流） 匝道的通行能力（非間斷交通流）交織路段的通行能力(非間斷交通流）交織路段示意圖4公路交通流要素1)速度速度用車輛在單位時間內通過的距離來表示。由于交通流中各種車輛的速度大小不一，在表征交通流的速度特性時，所以必須采用一些有代表性的數值，一般采用的速度標準是平均行程速度。平均行程速度 平均行程速度就是公路路段的長度除以車輛通過該路段的平均行程時間。因此，如果有輛車，通過路段的長度為，測得車輛的行程時間為，則平均行程

15、速度為：其中：-為第輛車通過該路段的總行駛時間，包括由于固定間斷或交通阻塞引起的停車延誤。平均行駛速度 平均行駛速度為車輛行駛的路段長度除以車輛的平均行駛時間，平均行駛時間只包括車輛處于運動中的時間。只有在非阻塞條件下運行的非間斷流設施，平均行程速度和平均行駛速度是相等的。2)交通量和流率交通量 交通量是指單位時段內通過一條車道或道路某一斷面的車輛總數。為了反映出某一較長時間段內交通量的大小，就要用到平均交通量的概念，平均交通量通常有：月平均日交通量和年平均日交通量。而一天之中交通最繁忙時段的交通量通常采用高峰小時交通量來表示。流率 在給定不足一小時的時段（通常為15min）內，通過一條車道或

16、道路指定斷面的車輛數。例如在15min內觀測到的交通量為100輛，則流率為100輛/0.25h或400輛/h。 高峰小時系數：指高峰小時交通量與該小時內最大的15min流率之比。3)交通密度 交通密度 交通密度是單位長度（通常為1km）路段上，在某一時刻，一個車道上行駛的車輛數。交通密度表示車輛之間的接近程度。如果在某一時刻測得公路上的車輛數為N，公路的長度為L，則交通密度。 其中為交通量，車輛的平均行程速度。平均車頭間距設道路上同向行駛的車輛中，相鄰兩輛車的車頭間距為，車頭間距為前車保險杠到后車保險杠之間的距離，道路上所有車輛的平均車頭間距為，故交通密度。4)速度、流量和密度的關系A.速度密

17、度關系道路上行駛的車輛數增多（密度增大），車速就會降低，這是一個大家都能感覺到的現象，用數學公式來描述這種現象，則有： 其中：平均行程速度 自由流速度 密度(輛/車道) 阻塞密度(輛/車道)B.流量密度關系流量就是交通量，前面我們已經給出了交通密度的概念。交通密度是單位長度（通常為1km）路段上，在某一時刻，一個車道上行駛的車輛數。它有兩種表達方式，其一是，其二是，將代入速度密度關系得：C.流量速度關系由上述可知，速度密度關系為，交通密度可表示為由上述兩式可推得：5公路通行能力1)基本通行能力是公路和交通都處于理想條件下，由技術性能相同的一種標準車，以最小車頭間距連續行駛的理想交通流，在單位時

18、間內通過公路斷面的車輛數。車頭間距是連續兩車之間的距離，主要與汽車長度、制動距離、車速于駕駛員反應時間及安全距離有關。車頭時距是指前車車頭通過某一點的時間與尾隨車車頭通過該點的時間之差。通行能力=2)設計通行能力設計通行能力指要求道路承擔的通行能力，它不僅與道路條件和交通條件有關，而且與設計要求的服務水平有關。即使具有類似的道路與交通條件，由于要求的交通服務水平不同，其設計通行能力也不一樣。交通服務水平交通服務水平是描述車輛在道路上行駛時的舒適程度。考察一條道路的交通服務水平主要從運行速度、駕駛自由度、舒適、方便和安全等方面考慮。交通服務水平主要由平均行程速度、密度和流率確定。目前我國將交通服

19、務水平劃分為四級，其中一級最高，四級最低。一級服務水平：交通流處于穩定流范圍內，可自由選擇所需速度。二級服務水平：交通流處于穩定流范圍內，但已接近不穩定范圍，車輛的運行顯著受到其它車輛的影響，駕駛員需要提高警惕。三級服務水平：車輛的密度大，速度和駕駛的自由受到嚴格的限制，缺少舒適感和方便性。四級服務水平：實際車輛的數量接近或等于通行能力值，車輛的運行狀況極不穩定。車輛的自由度極小，舒適和方便程度極差。設計通行能力的計算先計算出基本通行能力，然后根據設計的交通服務水平等級確定修正系數，將基本通行能力與修正系數相乘即可得出設計通行能力。 如高速公路單車道的設計通行能力為： ：理想條件下一個車道的基

20、本通行能力。 ：與i級服務水平對應的交通量與通行能力之比的最大值。3)各級公路的適應交通量高速公路的適應交通量 ：單車道通行能力，單位為。：單向車道數：設計小時交通量系數，計算公式為：小時交通量/年平均日交通量。若無計算資料，在一般情況下，城市道路用11%，公路平原區用13%，山區用15%。：交通量方向分布系數，為主要方向交通量與斷面雙向交通量的比值。 一級公路的適應交通量：各車道的折減系數，第一車道為1.0，第二車道為0.9，第三車道為0.75-0.8，第四車道為0.6-0.7引入車道折減系數主要考慮因橫向干擾車輛經常要變換車道及車輛在側向相互干擾。雙車道公路的適應交通量：為雙車道公路的通行

21、能力：設計小時交通量系數第四節 公路運輸設施1公路的分類與分級 公路是指連接城市、鄉村，主要供汽車行駛的具備一定技術條件和設施的道路。 根據公路的作用及使用性質，可劃分為：國道、省道，縣道及鄉村道路。根據所適應的交通量水平則分為五個等級：高速、一級、二級、三級和四級公路。 (1)公路的分類國家干線公路在國家公路網中，具有全國性的政治、經濟、國防意義，并經確定的國家干線公路。省干線公路在省公路網中，具有全省性的政治、經濟、國防意義，并經確定為省級干線的公路。縣公路具有全縣性的政治、經濟意義，并經確定為縣級干線的公路。鄉公路主要為鄉村生產、生活服務并經確定為鄉級干線的公路。(2)公路的分級據使用任

22、務、功能和適應的交通量分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。高速公路指“能適應年平均晝夜小客車交通量為25000輛以上、專供汽車分道高速行駛、并全部控制出入的公路”。一般能適應120公里/小時或者更高的速度，要求路線順暢，縱坡平緩，路面有4個以上車道的寬度。中間設置分隔帶，采用瀝青混凝土或水泥混凝土高級路面，為保證行車安全設有齊全的標志、標線、信號及照明裝置；禁止行人和非機動車在路上行走，與其他線路采用立體交叉、行人跨線橋或地道通過。一級公路指能適應按各種汽車（包括摩托車）折合成小客車的年平均晝夜交通量為1000025000輛，為連接重要政治、經濟中心，通往重點工礦區、

23、港口、機場，專供汽車分道行駛并部分控制出入的公路。 一級公路的設計速度有100km/h，80 km/h，60km/h三種，為干線公路時，取100 km/h或80 km/h，為集散公路時取80 km/h或60 km/h。二級公路二級公路分為汽車專用二級公路和一般二級公路兩種。汽車專用二級公路指能適應按各種汽車(包括摩托車)折合成中型載重汽車45007000輛的年平均晝夜交通量，為連接政治、經濟中心或大工礦區、港口、機場等地的專供汽車行駛的公路。一般二級公路指能適應按各種車輛折合成中型載重汽車20005000輛的年平均晝夜交通量，為連接政治、經濟中心或大工礦區、港口、機場等地的公路。二級公路一般按

24、二條車道進行設計。三級公路指能適應按各種車輛折合成中型載重汽車2000輛以下的年平均晝夜交通量。為溝通縣及縣以上城市的公路。四級公路指能適應各種車輛折合成載重汽車的年平均晝夜交通量在200輛以下，溝通縣、鄉(鎮)村等的支線公路。四級公路一般只有一條車道，需在適當距離內設置錯車道。 2公路的設計準則 各級公路必須滿足不同的使用要求，為此對于各級公路的設計必須規定一些基本的設計準則。1)出入口控制 出入口控制就是規定車輛必須在指定出入地點出入，出入口控制方式和數量，對于行駛的質量和安全有很大的影響。 高速公路和收費公路應采用出入口完全控制，高速公路與其它公路相交時應采用立體交叉。 一級公路和二級汽

25、車專用公路，采用出入口部分控制。在交通量大、車速高的路口，應修建立體交叉，在對通行能力影響不大的地方可采用平面交叉。2)計算行車速度 計算行車速度對曲線半徑、超高、視距、及建筑費用有重大影響。計算行車速度一般根據公路等級及地形條件決定。公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路地形平原微丘重丘山嶺平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘平原微丘山嶺重丘計算行車速度1201008060100608040603040203)設計車輛 路上行駛著不同類型的車輛，各有不同的幾何尺寸和性能，設計人員在設計過程中不可能對每種車輛都進行檢算，設計車輛就是從實際車輛中抽取出來的、供設計采用的一種

26、實際或虛擬車輛。 目前我國將機動車的設計車輛分為三類：小型汽車、普通汽車和大型車。公路設計車輛外輪廓尺寸類型總長總寬總高前懸軸距后懸小客車61.820.83.81.4載重車122.541.56.54半掛車162.541.24+8.824)交通量換算交通量為一晝夜雙方向通過的車輛數，設計交通量的單位為(pcu/d)，pcu表示汽車當量單位。高速公路、一級公路的單位為小客車。二、三、四級公路以中型載貨汽車為準。其它車輛按規定的換算系數折算成標準車交通量。車種普通汽車小型汽車鉸接汽車自行車三輪車板車換算系數10.671.330.10.5以普通汽車為標準的車種換算系數3公路幾何設計要素3.1平面線型

27、平面一般用線路中心線在水平面上的投影表示。 公路的平面線形由直線、圓曲線、緩和曲線組成。基本型s型卵形凸型復合型c型3.2加寬 車輛在曲線上行駛時，前后輪的軌跡不同，需要比直線路段更寬的車寬。規范規定平曲線半徑等于或小于250米時，應在平曲線內側加寬。汽車加寬示意圖3.3超高當彎道采用的圓曲線的半徑較小時，為抵消車輛在曲線路段上行駛時所產生的離心力，將曲線的外側路面橫坡做成與內側橫坡同方向的單向橫坡，稱為超高。汽車在圓曲線上行駛，離心力是常數；在回旋線上行駛，其離心力是變化的。因此，超高橫坡度在圓曲線上應是與圓曲線半徑相適應的全超高，在緩和曲線上是逐漸變化的超高。  這段從

28、直線上的雙向橫坡漸變到圓曲線上的單向橫坡的路段，稱作超高緩和段或超高過渡段。3.4行車視距 司機看到一定距離處的障礙物或迎面來車后，剎車或繞避所需的最短安全距離，稱為行車視距。(1)停車視距汽車行駛時，司機看到前方障礙物后，剎車所需的最短安全距離。根據停車視距的含義，停車視距包括反應距離、制動距離和安全距離三部分。 反應距離駕駛員發現前方的障礙物，經過判斷決定采取制動措施的那一瞬間到制動器真正開始起作用的瞬間汽車所行駛的距離。式中：千米/小時一般取2.5秒制動距離制動距離是指汽車從制動生效到汽車完全停住，這段時間所行駛的距離 ：式中： 路面縱向摩阻系數 ,與路面種類和狀況有關 i 道路縱坡，上

29、坡為“+”下坡為“-” V 計算行車速度，km /h K制動系數，一般在1.21.4之間安全距離安全距離是指汽車停住至障礙物前的距離，一般取510m。 停車視距為: (2)會車視距兩輛對向行駛的汽車能在同一車道上及時制動所必須的距離。該距離約為停車視距的兩倍。(3)超車視距在雙車道公路上，后車超越前車時，從開始駛離原車道之處起，至可見逆行來車并能超車后駛回原車道所需的最短距離。 超車視距包含下面四個部分：加速行駛距離超車汽車在對向車道上行駛的距離超車完了時，超車汽車與對向汽車之間的安全距離超車汽車從開始加速到超車完了時對向汽車的行駛距離加速行駛距離當超車經判斷認為有超車的可能，于是加速駛入對向

30、車道，在駛入對向車道之前的加速行駛距離為。 式中：超車的初速度()；超車加速時間（s）； 超車平均加速度()。超車在對向車道行駛的距離 式中：超車在對向車道上行駛的速度()； 超車在對向車道上行駛的時間(s)。超車完了時，超車與對向汽車之間的安全距離 S0這個距離視超車和對向汽車的行駛速度不同，采用不同的數值，一般取： 超車開始加速到超車完了時對向汽車的行駛距離S3 式中：對向汽車行駛速度()。理想全超車過程為：超車視距在地形條件困難時可采用： 為對向車行駛的距離，按的三分之二行駛時間確定。(4)道路設計中對視距的要求在一條公路的車流中，經常會出現停車、錯車、會車和超車，特別是以混合交通為主的

31、雙車道公路上更是如此。在各種視距中，以超車視距為最長，如果所有的彎道和變坡點處都能保證超車視距的要求當然最好，但事實上是很難做到的，也是不經濟的，故對于不同的公路按其實際需要作了不同的規定。 停車視距是最起碼的要求，無論是單車道、雙車道，有分隔帶或無分隔帶，各級公路都應保證。 對于快慢車分道行駛的多車道公路可不要求超車視距。 有中央分隔帶的公路不存在錯車和會車。 在路中央畫線，嚴格實行分車道行駛的雙車道公路有停車視距也就夠了。 對于路中央不畫線的雙車道公路而言，汽車多在路中間行駛，當發現對面有汽車駛來時，方回到自己的車道上。若避讓不及有時還得雙雙停下，對于這種公路而言，其行車視距不應小于會車視

32、距。視距的保證：清除視覺障礙物。視距的保證3.4.5縱斷面設計 縱斷面是指公路中線的豎向剖面。縱斷面由直線和豎曲線組成，豎曲線采用拋物線或圓弧。公路線路縱斷面縱斷面設計的技術標準包括縱坡、縱坡長度、平均縱坡、合成坡度、豎曲線等。最大縱坡 公路路線最大縱坡是線形設計的一項重要指標，它直接影響公路路線的長度、使用質量、行車安全、工程造價和運輸成本。 當汽車在過陡的坡段上行駛時，有如下缺點：汽車耗油量大、輪胎的磨損快、路面容易損壞。要求路面具有較強的抗滑能力城市道路地面標高難與人行道縱坡相協調。不利于地下管道的鋪設。 基于以上原因，必須對道路的最大縱坡值進行限制。 最小縱坡 在公路挖方及低填方路段，

33、應采用不少于0.3%的縱坡。城市道路為保證排水和防止管道淤塞，也應采用不少于0.3%的縱坡。如不能滿足這一要求，應采取其它辦法保證雨水的正常排出。最大坡長限制 當汽車在陡坡上上坡行駛時，若陡坡過長，汽車在行駛過程中長時間處于滿負荷狀態，從而引起水箱開鍋（水沸騰），失去冷卻作用，嚴重時，還可能使發動機熄火，影響行車安全。 當汽車在陡坡上下坡行駛時，若陡坡過長，又需要頻繁制動，制動器容易發熱失靈，引起車禍。因此，對其坡長必須進行限制。最短坡長限制 相鄰兩坡段的交點稱為變坡點，如變坡點過多，車輛行駛時司機變換排擋會過于頻繁而影響安全，另外還有礙視覺及不利于豎曲線布置，基于上述原因，必須限制坡段的最小

34、長度。平均縱坡 為合理運用最大縱坡、坡長和緩和坡段，保證車輛的安全行駛，二、三、四級越嶺線路的平均縱坡一般以接近5%-5.5%為宜。合成坡度 指在有超高的平曲線上，路線縱向坡度與超高橫坡所組成的矢量和。 當合成坡度過大時，汽車有可能沿合成坡度方向滑移，為保證安全，應限制合成坡度的最大值。豎曲線 在變坡點處，圓順地連接兩坡段的曲線稱為豎曲線。 當變坡點在曲線上方時，稱為凸形豎曲線，變坡點在曲線下方時，稱為凹形豎曲線。 設置凸形豎曲線時應做到使線路平順并保證行車視距。 設置凹形豎曲線應使車輛振動及產生的離心加速度盡量少，此外，還應保證夜間車輛燈光所能照亮的距離應大于等于行車視距。3.4.6橫斷面

35、在垂直道路中心線方向所作的剖面稱為道路橫斷面。 道路橫斷面一般由車道、中間帶、路肩組成。車道寬度 道路上供單一縱列車輛安全行駛的地帶，稱為一條車道。 車道的寬度取決于汽車的外輪廓寬度和橫向安全寬度。 橫向安全寬度應能滿足車輛錯車、會車、超車或并行行駛，其值與汽車行駛速度、交通量、交通組成有關。車道寬度一般在3.5-3.75米之間。路肩 路肩就是位于車行道外緣至路基邊緣，具有一定寬度的帶狀部分。 路肩可用來停放車輛，作為路基的橫向支承，也可供行人通行和安裝桿柱、交通標志牌、安設護欄。 路肩有硬路肩和土路肩之分，硬路肩與車行道相鄰并鋪以路面結構，以供偶然停車使用。中間帶 沿道路縱向設置的帶狀非行車

36、部分稱為中間帶。中間帶由分隔帶及兩側路緣帶組成。中間帶的主要作用是分隔車流，安設交通標志、公用設施，同時又可作為綠化帶。4平面交叉平面交叉是指相交道路中心線在同一高程相交的道口。按形狀分類，常見的形式有十字形、X字形、T字形，Y字形、錯位交叉和復合交叉。按構造分類，根據交叉口是否采用了渠化措施，可將其分為渠化交叉和非渠化交叉。渠化交通：設置交通標線、標志和交通島等，使各種不同性質和不同速度的車輛，能像渠道內的水流那樣，順著規定的方向互不干擾地行駛。這種引導車輛和行人各行其道的方法，稱為渠化交通。在平面交叉口上，不同方向的車流和行人互相影響干擾，不但會降低車速、阻滯交通、降低通行能力，而且容易發

37、生交通事故。平面交叉口是公路的重要組成部分，是公路交通的咽喉部位，它直接影響到公路的使用質量，所以必須予以足夠的重視。1)平面交叉口的交通分析各車流駛入交叉口，由于行駛方向的不同，車輛間的交錯就有所不同。沖 突 點：當行車方向互相交叉時（此時一般行車路線的交角大于45º），兩車可能發生碰撞的地點；合 流 點：當來向不同而匯駛同一方向時（此時一般行車路線的交角小于45º），兩車可能發生擠撞的地點。危 險 點：沖突點和合流點的統稱，是危及行車安全和發生交通事故的地點。危害程度：沖突點 合流點因此應盡量消除、減少沖突點，或采用渠化交通等方法，把沖突點限制在較小的范圍內。 a 三路

38、交叉 b 四路交叉 c 五路交叉（圖中，“”為沖突點，“”為合流點。）三路相交的交叉口，3個沖突點、3個合流點； 四路十字形交叉口，16個沖突點、8個合流點； 五路交叉口，50個沖突點、15個合流點。交叉口危險點的多少，視交叉口相交路線的數量和型式而異，且隨相交路線數量的增加而顯著增加。在規劃設計交叉口時，除特殊情況外，交會的岔路不得多于4條，并采用合理的交叉口布置型式，以簡化交通，減少危險點。產生沖突點最多的是左轉彎車輛。如何處理和組織左轉彎車輛，采取必要的交通管制措施，是保證交叉口交通安全和暢通的關鍵之一。 圖82 交通管制后的危險點2)減少或消滅沖突點的措施建立交通管制：裝設交通信號燈或

39、由交通警察指揮交通，使直行車和左轉彎車的通行時間錯開。采用渠化交通A適當布置交通島限制行車路線，使車流按一定組織方式通過交叉口，把沖突點限制在一定范圍內；B采用環形交叉（俗稱轉盤），使進入交叉口后的車輛按逆時針方向環繞中心島作單向行駛，至所要去的路口駛出，均以同一方向循序前進，消滅交叉口的沖突點。創建立體交叉：將相互沖突的車流分別設在不同標高的車道上行駛，互不干擾，徹底解決交叉口交通問題的辦法。3)幾種典型平面交叉口評述(1)非渠化平面交叉設計速度較低，交通量較小的雙車道公路相交，可采用非渠化交叉。非加寬T形交叉主要公路的設計速度60km/h，或設計速度為80km/h，但交通量較小，次要公路為

40、縣鄉公路或四級公路，轉彎交通量較小時可采用。加寬式T形交叉（增辟減速車道）主要公路的設計速度為80km/h, 次要公路為縣鄉公路或四級公路，且主要公路右轉彎交通量較大，會導致直行車輛的過分減速。加寬式T形交叉（增辟左轉減速車道）同上，主要公路左轉彎交通量較大，會導致直行車輛的過分減速。非加寬十字交叉縣鄉公路或三、四級公路相交的十字交叉加寬式十字交叉主要公路的設計速度為80km/h，次要公路為縣鄉公路或三、四級公路且轉彎交通量不大(2)渠化平面交叉相交公路等級較高或交通量較大的平面交叉，應采用由分隔島、導流島來指定各向車流行逕的渠化交叉。 只在次要公路上設分隔島的渠化T形交叉主要公路為

41、二級公路的T形交叉，當直行交通量不大，而與次要公路間的轉彎交通量占相當比例在主、次要公路上均設分隔島的渠化T形交叉主要公路的直行交通量較大設置導流島的渠化T形交叉主要公路為四車道公路，或設計速度60km/h且有相當比例轉彎交通量的二級公路。設置導流島的渠化T形交叉與互通式立體交叉直接溝通的雙車道公路。渠化十字交叉主要公路為四車道公路以及設計速度為80km/h的雙車道公路，或雖然設計速度為60km/h，但屬區域干線的雙車道公路。(3)環形交叉 環形交叉是在交叉口中央設置一個中心島，用環道組織渠化交通，駛入交叉口的車輛，一律繞島作逆時針單向行駛，至所要去的路口離島駛出。環形交叉適用于一條四車道公路

42、和一條雙車道公路相交的交叉，以及兩條高峰小時不明顯的四車道公路相交的交叉。 5立體交叉 立體交叉指交叉道路的中心線在不同標高相交時的道路交叉口。立體交叉按跨越方式可劃分為上跨式立體交叉和下穿式立體交叉。個上跨式立交是用跨線橋從被交公路或其他線形工程上方跨過的交叉方式。上跨式立交占地面積大，引道較長，影響市容和視線；施工方便，造價低，易排水。適用于市區外或周圍有高大建筑物處。下跨式立交是用地道(或隧道)從被交公路或其他線形工程下方穿過的立體交叉。下跨式立交占地面積較少，立面易于處理，對視線和市容影響較少。施工期長，造價較高，排水困難。按交通功能劃分為分離式和互通式。分離式立交又稱簡單立

43、交,其上下層道路互不聯通，僅需建造供直行車流通行的立交橋。這種立交構造簡單，占地少、造價低，但車輛在此處不能轉彎，需繞行。適用于城市路網密度大，交叉口間距短的區域或公路與鐵路立交處。上下層道路用匝道連通的立體交叉稱為互通式立體交叉。互通式立交結構復雜，占地多，造價高，全部或部分消滅了沖突點，故交通條件好。根據交叉處車流軌跡線的交錯方式和幾何形狀又可將其分為部分互通、完全互通、定向式立體交叉及環形立體交叉。A. 部分互通只在主要道路方向采用立體交叉，其它方向保留平面交叉。其特點是只在部分方向上用匝道連接上下道路，且立體交叉中至少存在一個平面沖突點。 適用于個別方向的交通量很小、可分期修建的立交、

44、高等級公路與低等級公路相交處的交叉或用地或地形受限的情形。 其類型包括菱形、部分苜蓿葉形。B. 完全互通完全互通式立體交叉是每個方向都采用立體交叉。其類型包括：苜蓿葉形、喇叭形、梨形及蝶式等。 C.定向式立體交叉定向式立體交叉是每條匝道都從一個指定路口直接連接另一指定路口而不通向其他道路。這種立交道口匝道數最多，且相互交錯，需要采用多層結構。但它的行駛路線清楚，轉向明確，行駛路線短，通行能力高。一般在城市人口稠密的交通樞紐地區采用。D.環形立體交叉環形立體交叉就是立交中至少有一個環形平面交叉，可分為二層、三層及四層環形立體交叉。6路面 路面是用各種堅硬材料鋪設在路基頂面上的層狀結構物。 對路面

45、的基本要求是：應具有足夠的強度、剛度和穩定性在行車荷載作用下，路面結構內會產生拉、壓、剪切等應力和變形。如果路面結構整體或某一部分的強度和抗變形能力不足，就會出現斷裂、沉陷和波浪等損壞現象。從而使路況迅速惡化，影響道路的服務質量，這就要求路面結構必須具備同行車荷載相適應的強度和剛度。另外，由于路面結構處于自然環境中，經常受到水和溫度變化的影響，其性狀也就發生相應的改變。例如，瀝青路面在夏季高溫時發軟，可能會出現車撤和推移；冬季低溫時又會變脆而開裂。這就要求在道路設計時選用合適的材料并采取一定的結構措施，使路面結構具有足夠的穩定性。路面應平整路面表面應保持一定的平整度，從而減少沖擊力，提高行車速

46、度和舒適性。路面應具有一定的抗滑性路面過于光滑，車輪與路面之間缺乏足夠的附著力和摩擦阻力，容易使車輛出現打滑現象，使車速降低，甚至會引起交通事故。路面應具有良好的耐久性 這是因為路面要承受行車荷載和氣侯因素的多次作用，只有當路面應具有良好的耐久性時，才能保證路面的正常使用。應考慮路面對環境的影響主要從揚塵和噪音兩方面考慮。1)路面等級的劃分 路面按其使用品質、材料和結構強度分為四個等級，各種路面從結構強度，使用壽命，能適應的交通量，行車速度，養護費用及運輸成本，基建投資等方面比較如下。(1)高級路面結構強度高，使用壽命長能適應較大的交通量，平整無塵行車速度高養護費用少，運輸成本低基建投資大高級

47、路面一般用于高速公路，一、二級公路及城市快速路、主干路等級別的公路。如水泥混凝土路面，瀝青混凝土路面都是高級路面。(2)次高級路面介于高級路面和中級路面之間的一種路面，一般用于二、三級路面。如瀝青慣入式，瀝青表面處治路面屬于次高級路面。(3)中級路面強度低，使用期限短僅能適應較少的交通量，平整度差，易揚塵。行車速度低養護工作量大，運輸成本高。基建投資少。一般用于三、四級公路，如碎石、礫石路面屬于中級路面。(4)低級路面強度低，水穩性差，雨季常不能通車。僅能適應很小的交通量，平整度差，易揚塵。行車速度低。養護工作量大，運輸成本高。造價極低。一般用于四級公路。如砂礫石土路面。2)路面分類路面是用各

48、種材料按不同配制方法和施工方法修筑而成，在力學性質上也互有異同。根據不同的實用目的，可將路面做不同的分類：(1)按材料和施工方法分類碎(礫)石類用碎(礫)石按嵌擠原理或最佳級配原理配料鋪壓而成的路面。結合料穩定類。摻加各種結合料，使各種土、碎(礫)石混合料或工業廢渣的工程性質改善，成為具有較高強度和穩定性的材料，經鋪壓而成的路面。 瀝青路面在礦質材料中，以各種方式摻入瀝青材料修筑而成的路面。水泥混凝土路面以水泥與水合成水泥漿為結合料，碎(礫)石為骨料，砂為填充料，經拌和、攤鋪、振搗和養護而成的路面。塊料路面用整齊、半整齊塊石或預制水泥混凝土塊鋪砌而成的路面。 (2)按路面力學特性分類 按路面的

49、力學特性可將路面分為剛性路面和柔性路面兩類。 柔性路面就是指具有一定的塑性，彎沉變形較大而抗彎拉強度較小的路面。如瀝青路面。 剛性路面的抗彎拉強度及彈性模量較大，呈現出較大的剛性。如水泥路面。3)路面的結構組成 由于公路路面暴露在大自然中，它要承受各種車輛的作用，在自然因素和車輛的作用下，路面經歷著成長、衰退和破壞的過程。處于不同深度的路面結構層，所受的影響是不同的。一般說來，越是靠近表面的部分，所受的影響也越大，對路面材料的要求也越高。因此，在進行路面結構時，就應按照不同深度采用不同的材料，使各層的路面材料都能發揮它們潛在的強度。否則，不是某一層路面材料的強度未得到充分發揮，就是因強度不足而

50、導致路面過早破壞。 路面按所處的層位和作用不同，可將其分為面層、基層和墊層。(1)面層面層是直接同車輪和大氣相接觸的結構層。面層承受行車荷載的作用力最大，因此，面層應具有較高的結構強度，此外，由于面層直接同車輪接觸，為防止打滑，減少沖擊力，提高行車速度和舒適性，所以面層還應具有良好的平整度和粗糙度。面層還受到降水的侵蝕和氣溫變化的不利影響，為了盡量減少這種不利影響，就要求路面具有較好的耐摩和防滲的性質。(2)基層 基層主要承受面層傳來的車輪垂直壓力，并將其擴散到墊層和土基。由于面層傳來的車輪垂直壓力仍然比較大，所以基層應具有足夠的強度和剛度，但可不考慮耐磨性能。基層位于面層之下，墊層之上，所以

51、基層仍有可能受到地下水和路表水的滲入，因此基層應有足夠的水穩定性。為了保證面層的厚度均勻，要求基層應有良好的平整度。(3)墊層 墊層設在基層與土基之間。墊層主要起排水、防凍、隔離和擴散應力的作用。因此墊層應具有較好的水穩定性、隔熱性和吸水性。2公路交通控制與管理1).交通管理為了保證公路運輸順利進行，首先必須要保證公路和車輛具有良好的使用性能，除此之外，還必須在公路沿線某些易產生交通混亂、阻塞的地點設置必要的管理站和各種指揮、顯示設施；建立各種交通管理規章制度，以維護交通秩序，確保行車和行人的安全。 公路交通管理就是要規定車輛、駕駛員和行人的行動準則；科學地組織、指揮交通。公路交通管理的內容車

52、輛管理：檢查車輛牌照是否真實有效；車輛尺寸是否符合規定；車輛的性能是否完好；貨物是否按規定裝載；車輛是否超載；車輛是否按規定停放。駕駛員管理：包括駕駛證的發放；定期組織駕駛員進行學習；以及違章和事故處理的規定。交通規則：車輛、駕駛員和行人的行動準則；2).交通控制設備 交通控制設備主要有交通標志、路面標線和交通信號三種。目的是保護道路設施的安全；提高行車效率；維護交通安全。(1)交通標志就是用一定的標記，繪以符號、圖案、簡單文字、號碼等，裝置在適當的地方，預示前方公路的狀況或事物發生的狀態。按其作用可分為四種。指示標志：指示車輛、行人行進或停止的標志。如直行、調頭標志等。警告標志：警告駕駛注意

53、公路急彎、陡坡、交叉道口及影響行車安全的地點。禁令標志：禁止車或限制車輛、行人通行的標志。指路標志：指出省、市、縣等行政區劃的分界；指出前方地名和城鎮的位置、距離；指示高速公路和一級公路的中途出入口、沿途服務設施及其它的必要指向。指路標志有地名牌，立交行車示意牌、高速公路和一級公路的中途出入口指示牌等。(2)路面標線和路標路面標線就是在路面上作出的管制交通的符號。路面標線可在路面上用油漆噴刷；也可在路面上嵌入混凝土預制塊、瓷瓦等方式實現。我國公路路面標線有行車道中線（繪制在行車道的中央）、車道分界線（兩相鄰車道間）、路緣線（道路邊緣）、人行橫道線等。路面標線的顏色采用白色或黃色。白色一般用于準許車輛越過的標線，黃色一般用于車輛不準超越的標線。路標是一種反光標志物，一般埋設在道路中心、車道邊線或防撞墻上。其作用是車輛夜間行駛時，在車燈的照射下，通過路標反射車燈發出的光來勾劃出行車道或車道的輪廓，為駕駛員提供行駛導向。(3)交通信號 交通信號主要是指