1、道路和橋梁工程緒論 本章主要介紹道路線形設計的基本概念和我國公路交通的發展情況。第一篇 道路工程概論第一章 緒論芝加哥的城市交通一交通運輸的概念交通(Traffic) 人、車、物以及信息在兩地之間的往來、傳遞、輸送。第一節 交通運輸的特點及其在國民經濟中的地位地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通地面交通法國的輕軌交通自行車交通磁懸浮交通管道交通十 大 地 鐵 (1)莫斯科(俄國)：年輸送旅客量達26億人次，每張票價1美分。(2)東京(日本)：客流量25億人次，每張票價78美分。(3)紐約(美國)：客流量15億人次，每張票價1.15美元。 (4)墨西哥城(墨西哥)：年載旅客15億人次，每鄉票

2、價11美分。(5)巴黎(法國)：乘地鐵人次為12億，每張票價為87美分。(6)大阪(日本)：載客為9.48億人次，每張票價為78美分。(7)列寧格勒(前蘇聯)：8.21億人次，每張票價1美分。(8)倫敦(英國)：年輸送旅客8.15億人次，每張票價1.17美元。(9)漢城(韓國)：年輸送旅客8.12億人次，每張票價28美分。(10)香港(中國)：年輸送旅客6.3億人次，每張票價32美分。一交通運輸的概念交通(Traffic) 人、車、物以及信息在兩地之間的往來、傳遞、輸送。第一節 交通運輸的特點及其在國民經濟中的地位地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通

3、多倫多地鐵大型航母波音747-200大型客機管道交通管道交通地面交通地下交通水上交通空中交通信息交通管道交通位于陜北靖邊的長慶油田天然氣凈化廠傳送01的信息交通交通溝通 4綜合運輸體系協調發展： 各種運輸方式的優缺點相互補充，尤其是以現代通訊手段為基礎的信息高速公路得到了飛速的發展。二.交通發展的四個階段1水運階段：公元250年始有簡易船。1807年美國有了汽輪機。2鐵路：1825年英國第一輛蒸汽機開通。火車對工業化進程起到了主導作用，最高時期達到了貨運量的3/4。 3公路、航空、管道運輸競相發展： 1886年德國第一輛四沖程汽油車誕生。二戰期間，汽車、公路得到發展，始形成“交通工程學”。19

4、03年第一架飛機上天。目前， .全球汽車超過5億輛，小汽車4億輛，美國1.5億輛 .全球交通網絡中，2/3是公路。 .公路完成總貨運量的80%。1.機動靈活。可迅速集散貨物二道路運輸(road traffic)的特點1.機動靈活。2.迅速直達3.適應性強4.服務面廣5.運輸成本高2.迅速直達。“門到門” 的運輸1.機動靈活。可迅速集散貨物2.迅速直達。“門到門” 的運輸3.適應性強。大、中、小貨物運輸1.機動靈活。可迅速集散貨物2.迅速直達。“門到門” 的運輸3.適應性強。大、中、小貨物運輸4.服務面廣。既可獨立完成一次運輸，也可作為其它運輸方式的補充1.機動靈活。可迅速集散貨物2.迅速直達。

5、“門到門” 的運輸5.運輸成本較高。燃料貴、服務人員多、單位運量小3.適應性強。大、中、小貨物運輸4.服務面廣。既可獨立完成一次運輸，也可作為其它運輸方式的補充1.機動靈活。可迅速集散貨物5.運輸成本較高。燃料貴、服務人員多、單位運量小3國防戰略通道。三道路運輸在國民經濟中的地位1實現客流、貨流的快速移動。2聯結各地區，實現經濟文化的交流。一.公路(highway)發展現狀 我國公路建設始于1908年(光緒末年)。1908年3月，滿清政府為鎮壓人民起義，廣西巡府拔軍響十萬銀元派駐軍蘇元春部修建鎮南關(友誼關)憑詳那堪龍州公路(55公里)。譚洗明部各營修建龍州水口關公路(長33公里)。 1949

6、年新中國成立時，全國公路網通車里程僅7.5萬KM，全國1/3的縣不通公路。第二節 道路現狀與我國道路發展規劃2現狀 公路網密度僅為發達國家的1/14-1/20，是印度的1/4。公路里程列美國、俄羅斯、巴西、印度之后居世界第五位。約為美國的1/6。 但是近幾年發展較快，到2010年我國高速公路已經超過7.4萬KM。全國公路通車里程達到398.4萬公里。1歷史汽車數量少、噸位小、性能差 通車里程少、等級低、質量差。 測設施工水平低。 交通運營管理水平落后。 橋梁寬度不夠。 發達國家汽車保有量10人一車，甚至2-3人一車。我國17人一車（中國汽車擁有7800萬輛）。燃油消耗8.7L/100tkm，美

7、國3.1L/100tkm。 交通部預計到2020年我國汽車的保有量將會達到1.4億輛（10人一輛，達到發達國家水平）二公路規劃（highway planning）“五縱七橫”國道主干線 規劃于1992年由交通部正式提出，總長約35萬公里，由12條國道主干線和公路主樞紐及信息系統構成，是全國公路網的主骨架，主要路線都采用高速公路技術標準。 “五縱七橫”國道主干線已經于2008年除全部開通 。滿洲里哈爾濱烏魯木齊呼和浩特二連浩特北京沈陽長春丹東大連青島連云港濟南徐州淮陰上海寧波南昌臺北長沙衡陽南寧海口香港澳門廣州韶關同江綏芬河廈門高雄昆明霍爾果斯格爾木拉薩瑞麗河口友誼關北海湛江桂林西安重慶銀川太原

8、石家莊天津煙臺西寧蘭州成都琿春三亞唐山國道主干線南京合肥武漢鄭州杭州福州貴陽珠海深圳二高速公路規劃2.國家高速公路網 2005年1月提出，采用放射線與縱橫網格相結合的布局形態，構成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫南北的公路交通大通道，包括7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線，簡稱為“7918網”，總規模大約為8萬5千公里 1990年第一條高速公路（沈大高速公路）建成通車；到2000年底，高速公路總里程達1.6萬公里；到2001年底，高速公路總里程達1.9萬公里，超過加拿大（1.9萬公里）、僅次于美國（8.8萬公里），位居世界第二位；2007年底高速公路總里程達到5.36萬公里;

9、2008年我國完成“五縱七橫”國道主干線系統收尾工作，推進國家高速公路和西部開發8條省級公路通道建設。 1994年底公路通車里程達到110萬公里，并實現了縣縣通公路，97的鄉及78的行政村通了汽車。第二次全國公路普查結果表明，到2000年12月31日我國公路總里程達到167.98萬公里。其中高速公路通車里程為1.6萬公里。98的鄉鎮和89的行政村通了公路。（不通公路的鄉鎮460個，不通公路的村有7.4萬個）除港、澳、臺地區外，到2001年底我國公路總里程達到169.8萬公里，居世界第四位。截至2010年底我國公路通車總里程達398.4萬公里，其中高速公路7.4萬公里。第三節 道路的分類分級與技

10、術標準 P20 一.分類（class）1公路(highway)：城市郊區以外、連接城鄉間的較長道路。分國道、省道、縣道、鄉道 2城市道路(urban road)：城市范圍內的道路，除承擔交通運輸任務外，并能反映城市建設水平及建設面貌的布局風格。3專用道路（包括廠礦道路(factories and mines road)和林區道路 (forest road ) ）4鄉村道路(country road )城市道路鄉村道路 1. 公路分級 高速公路：專供汽車分向、分車道行駛并應全部控制出入的多車道公路 。 二.公路分級（grade）與技術標準(technical standard) 四車道高速公路應

11、能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000輛 。 六車道高速公路一般能適應各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為45000-80000輛。 八車道高速公路一般能適應各種汽車折合成小客車的年平均日交通量為60000-100000輛。昆曼生態高速公路廣惠高速-廣東)成溫高速公路景觀成溫高速公路景觀鄭少高速公路景觀(河南)一級公路：為供汽車分向、分車道行駛的公路，一般能適應各種汽車折合成小客車的遠景設計年限年平均晝夜交通量為15000-30000輛。 二級公路：一般能適應各種車輛折合成中型載重汽車的遠景設計年限年平均晝夜交通量為3000-7500輛。三級公路：一般能適應各種車輛

12、折合成中型載重汽車的遠景設計年限年平均晝夜交通量為1000-4000輛。四級公路：一般能適應各種車輛折合成中型載重汽車的遠景設計年限年平均晝夜交通量為:雙車道1500以下；單車道200以下。二級公路 三級公路四級公路2.公路工程技術標準各級公路主要技術指標匯總表公路等級高速公路一級二級三級四級計算行車速度（km/h）120100806010060804060304020車道數8644444422221或2行車道寬度（m）215.0211.2527.527.527.527.027.527.09.07.07.06.3.5或6.0路基寬度（m）一般值42.535.027.5或28.026.024.5

13、22.525.522.5012.08.508.57.56.5變化值40.533.025.524.523.020.024.020.017.04.5或7.0極限最小半徑（m）65040025012540012525060125306015停車視距（%）21016011075160751104075304020最大縱坡（%）345546576869車輛荷載計算荷載汽車超20級汽車超20級汽車20級汽車20級汽車20級汽車10級驗算荷載掛車120掛車120掛車100掛車100掛車100履帶503.公路等級的選用 一條公路可以根據交通量等情況分段采用不同的等級。 一條公路設計交通量不同，而在同一地形分區

14、采用不同的公路等級時，相鄰路段的設計車速之差不宜超過20km/h。 一條公路通過不同地形分區時，相鄰路段設計車速相差一般較大，在相互銜接處前后一定路段，主要技術指標應逐漸過渡，避免突變。 按照不同車速設計的路段長度不宜太短。高等級公路一般不小于20公里，其它公路不小于10公里。 三.城市道路的分類與分級 城市道路分四類： 1快速路：為城市大量、長距離、快速交通服務，有中間分隔帶。 2主干路：為連接城市各主要分區的干路，以交通功能為主。 3次干路：次干路和主干路結合組成城市道路網，起集散交通的作用，兼有服務的功能。 4支路：為次干路和街坊路的連接線，解決局部地區交通，以服務功能為主。項目類別級別

15、 設計車速(km/h)雙向機動車道數(條)分隔帶設 置橫斷面形式快速路80-604必須設雙、四幅主干路I(50萬人)60-504應設單、雙、三II(2050萬)50-403-4應設單、雙、三III20萬人40-302-4可設單、雙、三次干路I50-402-4可設單、雙、三II40-302-4不設單III30-202不設單支 路I40-302不設單II30-202不設單III202不設單城市道路分級（四類十級）及技術標準第四節 道路勘測設計的階段和任務公路規劃、勘測設計、施工、養護。具體步驟：1依長遠規劃或項目建議書進行可行性研究。2依可行性研究，編制計劃任務書(設計任務書)。3根據批準的計劃任

16、務書，現場勘測，編制初步設計文件及概算。4根據初步設計文件，編制施工圖設計和工程預算。5列入年度基本建設計劃。6進行施工前的各項準備工作。7編制施工組織計劃及開工報告。8竣工驗收，決算。一公路基本建設程序二勘測設計的階段依據工程性質的要求可分三階段：一階段設計：兩階段設計：三階段設計：一階段設計：對于技術簡單、方案明確的小型建設項目，可采用，即一階段施工圖設計； 兩階段設計：公路工程基本建設項目一般采用兩階段設計，即初步設計和施工圖設計 三階段設計：技術上復雜而又缺乏經驗的建設項目或建設項目中的個別路段、特殊大橋、互通式立體交叉、隧道等，必要時采用三階段設計，即初步設計、技術設計和施工圖設計。

17、一階段設計：路線視察設計任務書一次定測一階段施工圖設計施工圖預算。兩階段設計：可行性研究計劃任務書初步測量初步設計，設計概算定線測量兩階段施工圖設計，施工圖預算。三階段設計：預可研可行性研究計劃任務書初步設計技術設計施工圖設計。第五節 城市道路網和紅線的規劃一城市道路網的結構形式和特點1方格網式：北京舊城，西安，洛陽，開封。 優點：布局整齊，有利于建筑物的布置，方向性好。 缺點：對角線方向交通不便，非直線系數較大。1.27-1.4。 2環形放射式：沈陽，成都，倫敦，東京，莫斯科。 優點：利于城市中心對外聯系。非直線系數較小。 缺點：交通組織不靈活，各區間聯系稍有不便。一城市道路網的結構形式和特

18、點 第五節 城市道路網和紅線的規劃 3自由式：重慶，青島，九江，南寧 優點：能結合自然地形，節省工程造價。 缺點：不規則街坊多，道路非常直線系數較大。一城市道路網的結構形式和特點 第五節 城市道路網和紅線的規劃 4混合式：北京，上海，南京，合肥 特點：揚長避短，適合不同城市結構。目前我國多數大城市都采用方格式和環形放射式的混合式。一城市道路網的結構形式和特點 第五節 城市道路網和紅線的規劃 第五節 城市道路網和紅線的規劃 二城市道路紅線規劃 1.道路紅線：指城市道路用地的分界控制線。包括車行道、人行道、綠化帶在內的總寬度。 2.紅線規劃內容 .確定紅線寬度：根據道路功能，性質，橫斷面形式，定出

19、機動車道、非機動車道、人行道、綠地的合理寬度，進而確定道路紅線總寬度。要求：遠近期結合，以近期為主。 .確定紅線位置 .確定交叉口型式 .確定控制點的標高和坐標第六節 道路勘測設計的依據道路勘測設計的基本設計依據：設計車速，設計車輛，設計交通量。一 設計車速1.概念：在具有控制性路段上(急彎、陡坡)具有中等駕駛水平的駕駛員，在天氣良好、低交通密度時，安全舒適行駛所能維持的最大安全速度。是決定公路線形及幾何要素的基本要素。2.設計車速的制定：主要有三種方法行政命令 統計方法 調查法 行政命令：用于高速公路和一級公路。 高速公路按地形分平原微丘、重丘、山嶺分別為120km/h，100km/h,80

20、km/h，60km/h。 .統計方法：平原微丘區二、三、四級公路。 對已建成公路的平均技術車速進行統計，按平均技術車速與設計車速的比值推算公路等級平均車速(km/h)平均車速/設計車速計算值規范取值二500.6-0.783-7180三40-450.7-0.864-5060四350.8-0.943-3940 調查法：山嶺重丘區二三四級公路 通常以調查車輛在平曲線最小半徑上的行駛車速為控制條件。3.各級公路的計算行車速度公路等級高速公路一二三四計算行車速度120100806010060804060304020二.設計車輛 1概念：車輛的幾何尺寸、重量、性能直接關系到行車道寬度、彎道加寬、道路縱坡、

21、行車視距、道路凈空等道路的基本參數。 2. 設計車輛的規定：(公路設計車輛外廓尺寸見相關教材p10.） 城市道路設計車輛的外廓尺寸見下表：車輛類型總長總寬總高前懸后懸軸距小型汽車51.81.61.01.32.7普通汽車122.54.01.54.06.5鉸接車182.54.01.73.85.8-6.7三.設計交通量P16 1 交通量：單位時間內通過道路某斷面的車輛數(或行人數) 交通量是交通規劃、交通建設規模、公路幾何線形設計的主要依據。 交通量的單位：輛/年，輛/日(年平均日交通量)，輛/小時。 2設計交通量：公路遠景設計年限能達到的年平均日交通量(輛/日)，是確定道路等級的基本依據。 設計交

22、通量的推算： 根據年平均增長率推算：Nd=No(1+n) 根據年平均增長量推算：Nd=No+ n 3設計小時交通量：遠景設計年限主要方向標準高峰小時交通量(單向)。 小時交通量：以小時為單位的交通量。是確定車道數的主要依據。 高峰小時交通量：一年或一日中的最大小時交通量。. 標準高峰小時交通量：全年8760小時個交通量按照大小的順序排列，取30位小時交通量 為標準高峰小時交通量。 設計小時交通量與年平均日交通量的關系 Nh=NdkD D-方向不均勻系數。k-設計小時交通量系數 4交通量的折算 交通量在計算時，應將行駛中的車輛折算為某種標準車輛， 公路中一般以中型載重汽車作為標準車輛，城市道路中一般以小汽車為標準車輛。 第七節 通行能力 p19通行能力是指在一定的道路交通條件下，單位時間內通過道路某一斷面的車