土木工程概論道路與鐵路工程課件

第5章道路與鐵路工程第5章道路與鐵路工程5.1公路與城市道路工程5.1公路與城市道路工程道路工程的概念指通行各種車輛和行人的工程設(shè)施。分類根據(jù)其所處的位置、交通性質(zhì)、使用特點(diǎn)等可分為：公路：指連接城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村和工礦基地之間主要供汽車行駛的道路。城市道路：供城市各地區(qū)間交通用廠礦道路：為廠礦服務(wù)用農(nóng)村道路：野外鄉(xiāng)村地區(qū)間交通用人行小路道路工程的概念指通行各種車輛和行人的工程設(shè)施。分類根據(jù)其所處土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件一、道路的基本體系一、道路的基本體系公路城市道路公路城市道路道路類別交通特點(diǎn)車道數(shù)小客車平均日交通量高速公路專供汽車分向、分車道行駛，并全部控制出入的多車道公路。四車道六車道八車道25000~5500045000~8000060000~100000一級(jí)公路供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要，控制出入的多車道公路。四車道六車道15000~3000025000~55000二級(jí)公路供汽車行駛的雙車道公路，應(yīng)能適應(yīng)各種車輛。雙車道5000~15000三級(jí)公路主要供汽車行駛的雙車道公路。雙車道2000~6000四級(jí)公路主要供汽車行駛的單車道或雙車道公路單車道雙車道4002000公路根據(jù)功能和適應(yīng)交通量的分級(jí)道路類別交通特點(diǎn)車道數(shù)小客車平均日交通量高速公路專供汽車分向二、道路的基本組成—線路、路基、路面線路1.概念：線路由直線段和曲線段組成道路由于受到自然環(huán)境與地物地貌的限制，在平面上有轉(zhuǎn)折，縱面上有起伏。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩側(cè)相鄰處，為滿足車輛行駛順適、安全和速度要求，要有一定的曲線連接。二、道路的基本組成—線路、路基、路面線路1.概念：線路由直線由于受到自然環(huán)境與地形地貌的限制，線路往往在平面上有轉(zhuǎn)折，在縱斷面上有起伏，在空間上會(huì)形成一條三維空間曲線。而道路路線是指公路的中線，線型是指公路市線在空間的幾何形狀和尺寸，這一空間線形投影到平、縱、橫三個(gè)方面，分別繪制成反映其形狀、位置和尺寸的圖形，也就是公路的平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖。道路路線的平、縱、橫三個(gè)方面是相互影響、相互制約的，在設(shè)計(jì)過程應(yīng)綜合考慮三者之間的關(guān)系，做到平面順適、縱面均衡、橫面合理。由于受到自然環(huán)境與地形地貌的限制，線路往往在平面上有2.平面線形公路中線在平面上的投影。由直線、圓曲線、緩和曲線三部分組成。3.三種線段的技術(shù)要求直線段不宜過長(zhǎng)。否則引起駕駛員麻痹、疲勞。圓曲線段半徑R不宜過小否則引起汽車向外滑移或傾覆。緩和曲線長(zhǎng)度也不能過小，應(yīng)使汽車行駛所受離心力平穩(wěn)過渡。2.平面線形公路中線在平面上的投影。由直線、圓曲線、緩和曲線車輛在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，在曲線段橫斷面上設(shè)置外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡叫做超高。當(dāng)車輛行駛在超高段汽車部分出重抵消部分離心力,從而提高彎道行駛的舒適和安全性。汽車在曲線上行駛時(shí)，其后輪偏向內(nèi)側(cè)，如果不加寬車道寬度，汽車在彎道處轉(zhuǎn)彎比較困難。一般在彎道內(nèi)側(cè)相應(yīng)增加路面、路基寬度，叫做彎道加寬。加寬值要考慮彎道半徑、設(shè)計(jì)車輛軸距及操作過程中的不穩(wěn)定因素。汽車在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，在彎道上，把路基做成內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高的單向橫坡，稱之為超高。車輛在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，4.線路縱斷面通過線路中線的豎向剖面即沿著線路的走向所作的剖面。線路縱斷面反映了線路的起伏和設(shè)計(jì)線路的坡度。它由直線（坡度線上坡、下坡）和曲線（豎曲線，有凸和凹形）。同樣對(duì)線路縱向坡度和曲率也要符合公路規(guī)范提出的要求。4.線路縱斷面通過線路中線的豎向剖面即沿著線路的走向所作的剖道路橫斷面指的是中線上各點(diǎn)沿法向的垂直剖面，是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道、取土坑、棄土堆以及交通安全、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。速公路和一級(jí)公路上還有變速車道、爬坡車道、避險(xiǎn)車道等。5.道路橫斷面道路橫斷面指的是中線上各點(diǎn)沿法向的垂直剖面，是由橫斷路面的橫斷面構(gòu)造為保證路面排水，路面要做成一定坡度。高速公路和一級(jí)公路的橫斷面路面的橫斷面構(gòu)造為保證路面排水，路面要做成一定坡度。高速公二、三級(jí)公路的橫斷面二、三級(jí)公路的橫斷面土木工程概論道路與鐵路工程課件

線形設(shè)計(jì)應(yīng)做好平、縱、橫三者間的組合，符合行駛力學(xué)要求外，還應(yīng)考慮行車者的視覺、心理與生理方面的要求，以提高車輛行駛的安全性、舒適性與經(jīng)濟(jì)性，并同自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。

線形設(shè)計(jì)的要求與內(nèi)容應(yīng)隨線路功能和設(shè)計(jì)速度的不同而各有側(cè)重。線形設(shè)計(jì)應(yīng)做好平、縱、橫三者間的組合，符合行駛力學(xué)要道路交叉可分為平面交叉和立體交叉。平面交叉是道路在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。通常有T形、Y形、十字形、X形、錯(cuò)位、環(huán)形等形式。

6.道路交叉在無交通管制的平面交叉口，車輛通過時(shí)因駛向不同而相互交叉形成沖突點(diǎn)(沖突點(diǎn)是在交叉口內(nèi)，兩股車流軌跡線呈交叉形的交會(huì)點(diǎn))。道路交叉可分為平面交叉和立體交叉。平面交叉是道路在同

立體交叉是道路不在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。它將互相沖突的車流分別安排在不同高程的道路上，既保證了交通的通暢，也保障了交通安全。立體交叉有分離式和互通式兩種。

立體交叉交叉口的選型應(yīng)根據(jù)道路的布置、相交道路的等級(jí)、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量、交通性質(zhì)及組成和交通組織措施等確定。立體交叉是道路不在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。它將互土木工程概論道路與鐵路工程課件互通式互通式土木工程概論道路與鐵路工程課件二、路基1.概念：道路路面下的基礎(chǔ)部分。2.路基的三項(xiàng)技術(shù)要求足夠的承載力和剛度。即不應(yīng)發(fā)生過大的沉陷。足夠的整體穩(wěn)定性，即不致產(chǎn)生路基的整體滑坍。足夠的水溫穩(wěn)定性，即在地面水、地下水或冰凍時(shí)不致顯著地降低承載力。二、路基1.概念：道路路面下的基礎(chǔ)部分。2.路基的三項(xiàng)技術(shù)要路基路堤路塹半填半挖路基道路行車路面下的基礎(chǔ)，由土、石構(gòu)成的帶狀的土工構(gòu)筑物。三個(gè)基本要求：強(qiáng)度、穩(wěn)定性、水穩(wěn)性。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：橫斷面形狀、邊坡坡度、排水系統(tǒng)及其構(gòu)造物、邊坡穩(wěn)定性分析和防護(hù)與加固設(shè)計(jì)。路基路基路堤路塹半填半挖路基道路行車路面下的基礎(chǔ)，由土、石構(gòu)成的

路基橫斷面的典型形式有路堤、路塹和半填半挖路基三種類型。路堤指的是高于原地面，全部采用巖土填筑而成的路基。根據(jù)填土高度及巖土體的性質(zhì)不同，路堤可分為矮路堤、一般路堤和高路堤幾種形式。

路堤矮路堤一般路堤浸水路堤挖溝填筑路堤路基橫斷面的典型形式有路堤、路塹和半填半挖路基三種全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三種。路塹全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三

在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。半填半挖路基在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。半填半土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件三、路面1.概念：用筑路材料鋪在路基頂面，供車輛在其表面行使的一層或多層的道路結(jié)構(gòu)層。須具有足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性，表面平整和抗滑性能良好

按其力學(xué)性質(zhì)分為柔性路面和剛性路面兩大類。路面的常用材料有瀝青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工業(yè)廢料等。

三、路面1.概念：用筑路材料鋪在路基頂面，供車輛在其表面行使2.分類⑴按荷載作用下路面的工作特征柔性路面：如瀝青砼路面、瀝青貫入式碎（礫）石路面、泥（水泥）結(jié)碎石路面等剛性路面：如砼路面。半剛性路面：如用石灰或水泥穩(wěn)定土或石灰爐渣等材料建成的路面。⑵按路面的質(zhì)量級(jí)別高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)。2.分類⑴按荷載作用下路面的工作特征柔性路面：如瀝青砼路路面等級(jí)面層類型適用的道路等級(jí)高級(jí)路面水泥混凝土路面瀝青混凝土路面高速公路、一級(jí)和二級(jí)、城市快速路、主干道次高級(jí)路面瀝青上拌下貫式乳化瀝青碎石混合料熱拌瀝青碎（礫）石混合料瀝青表面處治二級(jí)三級(jí)中級(jí)路面碎（礫）石（泥結(jié)或級(jí)配）半整齊石塊水結(jié)碎石四級(jí)低級(jí)路面粒料改善土四級(jí)路面等級(jí)面層類型適用的道路等級(jí)水泥混凝土路面高速公路、一級(jí)和柔性路面剛性路面柔性路面剛性路面瀝青路面施工瀝青路面施工土木工程概論道路與鐵路工程課件瀝青路面施工瀝青路面施工碾壓碾壓微表處稀漿封層霧封層微表處稀漿封層霧封層3.路面結(jié)構(gòu)面層：要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、不透水性、溫度穩(wěn)定性、平整度、粗糙度和耐磨性。聯(lián)結(jié)層：加強(qiáng)面層與基層的聯(lián)結(jié)，提高面層的抗疲勞能力?；鶎樱核椋ǖ[）石、灰土或工業(yè)廢渣修筑。底基層：重要道路和高速公路多采用。墊層：在路基排水不良或有凍漲翻漿的路段設(shè)置。低、中級(jí)路面高級(jí)路面3.路面結(jié)構(gòu)面層：要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、不透水性、溫度穩(wěn)定縱向排水：邊溝、截水溝和排水溝等。橫向排水：涵洞、路拱、過水路面、透水路堤和渡水槽等。4.道路排水工程為了確保路基穩(wěn)定，免受地面水和地下水的侵害，公路還應(yīng)修建專門的排水設(shè)施。地面水的排除系統(tǒng)按其排水方向不同，分為縱向排水和橫向排水?？v向排水：邊溝、截水溝和排水溝等。4.道路排水工程排水設(shè)施類型設(shè)置位置主要功能邊溝設(shè)置在挖方路段的路肩外側(cè)或低路堤坡腳外側(cè)，走向與路中線平行用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水截水溝設(shè)置在挖方路段邊坡坡頂以外或山坡路堤上方的適當(dāng)位置用以攔截路基上方流向路基的地面水，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保護(hù)挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷排水溝布置結(jié)合地形條件，因勢(shì)利導(dǎo)，一般離路基盡可能遠(yuǎn)，縱坡一般不大于3%，大于7%時(shí)改用跌水或急流槽用以排除來自邊溝、截水溝或其他水源的水流，將其引至路基范圍外的指定地點(diǎn)跌水與急流槽設(shè)置于陡坡地段，為人工排水渠的特殊形式，溝底縱坡可達(dá)100%用以排除由于縱坡大，水流湍急、沖刷作用嚴(yán)重陡坡地段處的水流，可消能以減緩水流主要地面排水設(shè)施排水設(shè)施類型設(shè)置位置主要功能邊溝設(shè)置在挖方路段的路肩外側(cè)或低排水溝排水溝重力式擋土墻錨定板擋土墻錨桿擋土墻扶壁式擋土墻5.防護(hù)工程及其他管理設(shè)施

道路工程沿線設(shè)置有眾多的工程設(shè)施和管理設(shè)施，包括橋梁、涵洞、隧道、防護(hù)與加固工程等結(jié)構(gòu)設(shè)施。防護(hù)與加固工程主要是以防護(hù)易于沖蝕的土質(zhì)邊坡和易于風(fēng)化的巖石邊坡，或防止路基、山體因重力作用而坍滑的工程構(gòu)造物，按其作用不同，可以分為坡面防護(hù)、沿河路基防護(hù)和支擋構(gòu)造物等，常用支擋結(jié)構(gòu)示意如圖所示。重力式擋土墻錨定板擋土墻

此外，為了保證行車安全、迅速、舒適和美觀，還需設(shè)置交通服務(wù)設(shè)施、管理設(shè)施、安全設(shè)施及環(huán)境美化設(shè)施等。

此外，為了保證行車安全、迅速、舒適和美觀，還需設(shè)置交5.2鐵路工程5.2鐵路工程世界第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路1825年在英國(guó)建立我國(guó)的鐵路建設(shè)史最早的一條鐵路是1865年由英國(guó)商人在北京宣武門外修建，僅0.5km長(zhǎng)。1905~1908年，杰出的愛國(guó)工程師詹天佑領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)我國(guó)第一條自行設(shè)計(jì)、自行施工的京張鐵路，全長(zhǎng)201公里，長(zhǎng)達(dá)1091m的“八達(dá)嶺”隧道是其中一項(xiàng)著名工程。據(jù)1987年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鐵路已達(dá)55810km。隨著著名的成昆鐵路、京九鐵路、北京地鐵、上海輕軌鐵路明珠線的建成，標(biāo)志我國(guó)鐵路建設(shè)進(jìn)入新階段。世界第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路1825年在英國(guó)建立我國(guó)的鐵傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)一般由鋼軌、軌枕、聯(lián)接零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等組成，如圖所示。軌道的零部件采用不同力學(xué)性能的材料，有利于取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。鐵路的軌道組成傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)一般由鋼軌、軌枕、聯(lián)接零件、道床、防爬

鐵路工程是指鐵路上各種土木工程設(shè)施和修建鐵路各個(gè)階段所運(yùn)用技術(shù)和管理的總稱。鐵路1、線路2、路基3、上部建筑4、附屬設(shè)施作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度兩種25、12.5m，標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm作用是鋼軌的支座，并保持鋼軌的方向和軌距。軌枕長(zhǎng)度為2.5m采用碎石道碴道床。作用傳力均勻，阻止軌道位移，緩和列車沖擊作用，并便于排水。鐵路工程是指鐵路上各種土木工程設(shè)施和修建鐵路各個(gè)階段1.線路⑴概念：是鐵路橫斷面中心線在鐵路平面中的位置，以及沿鐵路橫斷面中心線所作的縱斷面狀況。⑵線路組成：曲線采用圓曲線，考慮到離心力作用的影響，規(guī)定：a.圓曲線和直線間插入緩和曲線b.規(guī)定了最小圓曲線半徑1.線路⑴概念：是鐵路橫斷面中心線在鐵路平面中的位置，以⑶關(guān)于限制坡度的概念線路在縱斷面上設(shè)置上坡、下坡、平道。鐵路線路在某區(qū)段上限制貨物列車重量的坡度，稱作限制坡度。限制坡度定得越小，則所能牽引的列車重量越大，線路的運(yùn)輸能力越大。⑶關(guān)于限制坡度的概念線路在縱斷面上設(shè)置上坡、下坡、平道。鐵2.路基⑴概念：是鐵路線路承受軌道和列車荷載的地面構(gòu)筑物。⑵基本型式三種型式：路堤、路塹、半路堤半路塹。⑶路基頂面寬度的確定由鐵路等級(jí)、軌道類型、道床標(biāo)準(zhǔn)、路肩寬度、線路間距等因素確定。2.路基⑴概念：是鐵路線路承受軌道和列車荷載的地面構(gòu)筑物。軌道類型按鋼軌每米重量分：≥70、60、50、43、38kg/m軌道類型按鋼軌每米重量分：≥70、60、50、43、38kg直線行駛路基橫斷面

曲線行駛路基橫斷面

直線行駛路基橫斷面曲線行駛路基橫斷面木軌枕鋼筋混凝土軌枕鋼軌道床道岔鐵路工程上部結(jié)構(gòu)位于鐵路路基之上，承受車輪傳來的荷載并傳遞給路基，引導(dǎo)機(jī)車車輛按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)，保證列車運(yùn)行的安全、平穩(wěn)和舒適。3.線路上部建筑木軌枕鋼筋混凝土軌枕鋼軌道床道岔鐵路工程上部結(jié)構(gòu)位土木工程概論道路與鐵路工程課件⑴內(nèi)容鋼軌、軌枕、道床、道岔。作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度兩種25、12.5m，標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm。作用是鋼軌的支座，并保持鋼軌的方向和軌距。軌枕長(zhǎng)度為2.5m。采用碎石道碴道床。作用傳力均勻，阻止軌道位移，緩和列車沖擊作用，并便于排水。⑴內(nèi)容鋼軌、軌枕、道床、道岔。作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。道床指軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的道碴墊層。主要作用：分壓，約束軌道框架，增彈減振，排水，方便維修養(yǎng)護(hù)。一般采用碎石材料修筑。隨著高速重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，軌道結(jié)構(gòu)型式也隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)了焊接長(zhǎng)鋼軌軌道(亦稱無縫線路軌道)及無碴軌道等新型軌道結(jié)構(gòu)型式。橋上無碴軌道

道岔區(qū)無碴軌道道床隨著高速重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，軌道結(jié)構(gòu)型式也隨之發(fā)生變道岔是鐵路線路、線路間連接和交叉設(shè)備的總稱。作用是控制線路轉(zhuǎn)向或越過與其相交的另一條線路。大都設(shè)在車站區(qū)。最常用、最簡(jiǎn)單的線路連接設(shè)備是普通單式道岔。道岔是鐵路線路、線路間連接和交叉設(shè)備的總稱。作用是控制線路轉(zhuǎn)土木工程概論道路與鐵路工程課件二、鐵路選線設(shè)計(jì)1、基本走向：根據(jù)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的需要，結(jié)合線路經(jīng)過的自然條件、資源分布、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況，規(guī)劃線路的基本走向。2、空間位置：根據(jù)沿線的地形、地質(zhì)、水文等自然條件和村鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、水利設(shè)施，來設(shè)計(jì)線路的空間位置。3、布置線路上的各種建筑物：如車站、橋梁、隧道、涵洞、路基、擋墻等，總體上互相配合、全局經(jīng)濟(jì)合理。線路空間位置的設(shè)計(jì)是指線路平面和縱斷面設(shè)計(jì)。平面：鐵路中心線在水平面上的投影，由直線段和曲線段組成?？v斷面：鐵路中心線在立面上的投影，由坡段和豎曲線組成。二、鐵路選線設(shè)計(jì)1、基本走向：根據(jù)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的需要三、高速鐵路鐵路速度的分檔為：時(shí)速100～120km稱為常速；時(shí)速120～160km稱為中速；時(shí)速160～200km稱為準(zhǔn)高速或快速；時(shí)速200～400km稱為高速；時(shí)速400km以上稱為特高速。日本、法國(guó)、德國(guó)和英國(guó)等是當(dāng)今世界高速鐵路技術(shù)發(fā)展水平最高的幾個(gè)國(guó)家。

三、高速鐵路鐵路速度的分檔為：1.概念：是指客運(yùn)列車以超過200km/h的速度高速運(yùn)行的鐵路。4.發(fā)展情況：1964年10月建成的日本東海道新干線，是世界第一條高速鐵路。2.優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省能源、保護(hù)環(huán)境、安全、舒適、省時(shí)。3.與常規(guī)鐵路的區(qū)別：彎道處曲線半徑大，在4000m以上。1.概念：是指客運(yùn)列車以超過200km/h的速度高速運(yùn)行的鐵土木工程概論道路與鐵路工程課件1994.12.22我國(guó)建成第一條準(zhǔn)高速鐵路—廣深高速鐵路建成通車。時(shí)速為160km。規(guī)劃中的我國(guó)第一條高速鐵路—京滬高速鐵路，全長(zhǎng)1300km，實(shí)施全封閉、全立交。時(shí)速高達(dá)300km。1994.12.22我國(guó)建成第一條準(zhǔn)高速鐵路—廣深高速德國(guó)高速列車德國(guó)高速列車法國(guó)的TGV高速列車法國(guó)的TGV高速列車運(yùn)行于巴黎-里昂高速鐵路的TGV運(yùn)行于巴黎-里昂高速鐵路的TGV日本高速列車日本高速列車土木工程概論道路與鐵路工程課件四、城市輕軌與地下鐵道地下鐵道四、城市輕軌與地下鐵道地下鐵道城市輕軌(上海明珠線)城市輕軌(上海明珠線)城市輕軌和地下鐵道特點(diǎn)：線路多經(jīng)過居民區(qū)，對(duì)噪聲和振動(dòng)的控制較嚴(yán)，除了對(duì)車輛結(jié)構(gòu)采取減震措施及修筑聲障屏以外，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)也要求采取相應(yīng)的措施。行車密度大，運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，留給軌道的作業(yè)時(shí)間短，因而須采用較強(qiáng)的軌道部件，一般用混凝土道床等少維修軌道結(jié)構(gòu)。一般采用直流電機(jī)牽引，以軌道作為供電回路。為了減少泄漏電流的電解腐蝕，要求鋼軌與基礎(chǔ)間有較高的絕緣性能。曲線段占的比例大，曲線半徑比常規(guī)鐵路小的多，一般為100m左右，因此要解決好曲線軌道構(gòu)造問題。城市輕軌和地下鐵道特點(diǎn)：線路多經(jīng)過居民區(qū)，對(duì)噪聲和振動(dòng)的控制北京八達(dá)嶺磁懸浮旅游列車方案五、磁懸浮鐵路北京八達(dá)嶺磁懸浮旅游列車方案五、磁懸浮鐵路磁懸浮列車簡(jiǎn)介磁懸浮列車是利用電磁學(xué)中磁極間產(chǎn)生吸引力、排斥力的作用原理，以直線電動(dòng)機(jī)作為推動(dòng)力前進(jìn)的新型交通工具。磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)懸浮于軌道上面，保持一定的間隙，因而沒有輪軌摩擦及粘著極限速度等問題。其優(yōu)點(diǎn)是：不接觸軌道、無摩擦、運(yùn)行安全、平穩(wěn)舒適、無噪聲，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。它啟動(dòng)后39秒即可達(dá)到最大速度，最高時(shí)速已達(dá)552公里。據(jù)德國(guó)科學(xué)家預(yù)測(cè)，到2014年，磁懸浮列車采用新技術(shù)后，時(shí)速將達(dá)到1000公里。此外，由于采用電力驅(qū)動(dòng)，磁懸浮列車的速度最終能與飛機(jī)媲美，其單位能耗卻僅為飛機(jī)的一半；而且，磁懸浮列車的發(fā)展也不受能源結(jié)構(gòu)限制（特別是燃油供應(yīng)），無任何有害氣體排放。磁懸浮列車簡(jiǎn)介磁懸浮列車技術(shù)不足：由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力完成懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能的，斷電后磁懸浮的安全保障措施，尤其是列車停電后的制動(dòng)問題仍然是要解決的問題。其高速穩(wěn)定性和可靠性還需很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)。常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的懸浮高度較低，因此對(duì)線路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求較超導(dǎo)技術(shù)更高。超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)由于渦流效應(yīng)懸浮能耗較常導(dǎo)技術(shù)更大，冷卻系統(tǒng)重，強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體與環(huán)境都有影響。磁懸浮列車技術(shù)不足：由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力完成懸浮、導(dǎo)德國(guó)的磁懸浮列車德國(guó)的磁懸浮列車第5章道路與鐵路工程第5章道路與鐵路工程5.1公路與城市道路工程5.1公路與城市道路工程道路工程的概念指通行各種車輛和行人的工程設(shè)施。分類根據(jù)其所處的位置、交通性質(zhì)、使用特點(diǎn)等可分為：公路：指連接城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村和工礦基地之間主要供汽車行駛的道路。城市道路：供城市各地區(qū)間交通用廠礦道路：為廠礦服務(wù)用農(nóng)村道路：野外鄉(xiāng)村地區(qū)間交通用人行小路道路工程的概念指通行各種車輛和行人的工程設(shè)施。分類根據(jù)其所處土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件一、道路的基本體系一、道路的基本體系公路城市道路公路城市道路道路類別交通特點(diǎn)車道數(shù)小客車平均日交通量高速公路專供汽車分向、分車道行駛，并全部控制出入的多車道公路。四車道六車道八車道25000~5500045000~8000060000~100000一級(jí)公路供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要，控制出入的多車道公路。四車道六車道15000~3000025000~55000二級(jí)公路供汽車行駛的雙車道公路，應(yīng)能適應(yīng)各種車輛。雙車道5000~15000三級(jí)公路主要供汽車行駛的雙車道公路。雙車道2000~6000四級(jí)公路主要供汽車行駛的單車道或雙車道公路單車道雙車道4002000公路根據(jù)功能和適應(yīng)交通量的分級(jí)道路類別交通特點(diǎn)車道數(shù)小客車平均日交通量高速公路專供汽車分向二、道路的基本組成—線路、路基、路面線路1.概念：線路由直線段和曲線段組成道路由于受到自然環(huán)境與地物地貌的限制，在平面上有轉(zhuǎn)折，縱面上有起伏。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩側(cè)相鄰處，為滿足車輛行駛順適、安全和速度要求，要有一定的曲線連接。二、道路的基本組成—線路、路基、路面線路1.概念：線路由直線由于受到自然環(huán)境與地形地貌的限制，線路往往在平面上有轉(zhuǎn)折，在縱斷面上有起伏，在空間上會(huì)形成一條三維空間曲線。而道路路線是指公路的中線，線型是指公路市線在空間的幾何形狀和尺寸，這一空間線形投影到平、縱、橫三個(gè)方面，分別繪制成反映其形狀、位置和尺寸的圖形，也就是公路的平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖。道路路線的平、縱、橫三個(gè)方面是相互影響、相互制約的，在設(shè)計(jì)過程應(yīng)綜合考慮三者之間的關(guān)系，做到平面順適、縱面均衡、橫面合理。由于受到自然環(huán)境與地形地貌的限制，線路往往在平面上有2.平面線形公路中線在平面上的投影。由直線、圓曲線、緩和曲線三部分組成。3.三種線段的技術(shù)要求直線段不宜過長(zhǎng)。否則引起駕駛員麻痹、疲勞。圓曲線段半徑R不宜過小否則引起汽車向外滑移或傾覆。緩和曲線長(zhǎng)度也不能過小，應(yīng)使汽車行駛所受離心力平穩(wěn)過渡。2.平面線形公路中線在平面上的投影。由直線、圓曲線、緩和曲線車輛在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，在曲線段橫斷面上設(shè)置外側(cè)高于內(nèi)側(cè)的單向橫坡叫做超高。當(dāng)車輛行駛在超高段汽車部分出重抵消部分離心力,從而提高彎道行駛的舒適和安全性。汽車在曲線上行駛時(shí)，其后輪偏向內(nèi)側(cè)，如果不加寬車道寬度，汽車在彎道處轉(zhuǎn)彎比較困難。一般在彎道內(nèi)側(cè)相應(yīng)增加路面、路基寬度，叫做彎道加寬。加寬值要考慮彎道半徑、設(shè)計(jì)車輛軸距及操作過程中的不穩(wěn)定因素。汽車在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，在彎道上，把路基做成內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高的單向橫坡，稱之為超高。車輛在曲線路段行駛時(shí)會(huì)受到離心力作用，為抵消離心力，4.線路縱斷面通過線路中線的豎向剖面即沿著線路的走向所作的剖面。線路縱斷面反映了線路的起伏和設(shè)計(jì)線路的坡度。它由直線（坡度線上坡、下坡）和曲線（豎曲線，有凸和凹形）。同樣對(duì)線路縱向坡度和曲率也要符合公路規(guī)范提出的要求。4.線路縱斷面通過線路中線的豎向剖面即沿著線路的走向所作的剖道路橫斷面指的是中線上各點(diǎn)沿法向的垂直剖面，是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝、邊坡、截水溝、護(hù)坡道、取土坑、棄土堆以及交通安全、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。速公路和一級(jí)公路上還有變速車道、爬坡車道、避險(xiǎn)車道等。5.道路橫斷面道路橫斷面指的是中線上各點(diǎn)沿法向的垂直剖面，是由橫斷路面的橫斷面構(gòu)造為保證路面排水，路面要做成一定坡度。高速公路和一級(jí)公路的橫斷面路面的橫斷面構(gòu)造為保證路面排水，路面要做成一定坡度。高速公二、三級(jí)公路的橫斷面二、三級(jí)公路的橫斷面土木工程概論道路與鐵路工程課件

線形設(shè)計(jì)應(yīng)做好平、縱、橫三者間的組合，符合行駛力學(xué)要求外，還應(yīng)考慮行車者的視覺、心理與生理方面的要求，以提高車輛行駛的安全性、舒適性與經(jīng)濟(jì)性，并同自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。

線形設(shè)計(jì)的要求與內(nèi)容應(yīng)隨線路功能和設(shè)計(jì)速度的不同而各有側(cè)重。線形設(shè)計(jì)應(yīng)做好平、縱、橫三者間的組合，符合行駛力學(xué)要道路交叉可分為平面交叉和立體交叉。平面交叉是道路在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。通常有T形、Y形、十字形、X形、錯(cuò)位、環(huán)形等形式。

6.道路交叉在無交通管制的平面交叉口，車輛通過時(shí)因駛向不同而相互交叉形成沖突點(diǎn)(沖突點(diǎn)是在交叉口內(nèi)，兩股車流軌跡線呈交叉形的交會(huì)點(diǎn))。道路交叉可分為平面交叉和立體交叉。平面交叉是道路在同

立體交叉是道路不在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。它將互相沖突的車流分別安排在不同高程的道路上，既保證了交通的通暢，也保障了交通安全。立體交叉有分離式和互通式兩種。

立體交叉交叉口的選型應(yīng)根據(jù)道路的布置、相交道路的等級(jí)、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量、交通性質(zhì)及組成和交通組織措施等確定。立體交叉是道路不在同一個(gè)平面上相交形成的交叉。它將互土木工程概論道路與鐵路工程課件互通式互通式土木工程概論道路與鐵路工程課件二、路基1.概念：道路路面下的基礎(chǔ)部分。2.路基的三項(xiàng)技術(shù)要求足夠的承載力和剛度。即不應(yīng)發(fā)生過大的沉陷。足夠的整體穩(wěn)定性，即不致產(chǎn)生路基的整體滑坍。足夠的水溫穩(wěn)定性，即在地面水、地下水或冰凍時(shí)不致顯著地降低承載力。二、路基1.概念：道路路面下的基礎(chǔ)部分。2.路基的三項(xiàng)技術(shù)要路基路堤路塹半填半挖路基道路行車路面下的基礎(chǔ)，由土、石構(gòu)成的帶狀的土工構(gòu)筑物。三個(gè)基本要求：強(qiáng)度、穩(wěn)定性、水穩(wěn)性。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：橫斷面形狀、邊坡坡度、排水系統(tǒng)及其構(gòu)造物、邊坡穩(wěn)定性分析和防護(hù)與加固設(shè)計(jì)。路基路基路堤路塹半填半挖路基道路行車路面下的基礎(chǔ)，由土、石構(gòu)成的

路基橫斷面的典型形式有路堤、路塹和半填半挖路基三種類型。路堤指的是高于原地面，全部采用巖土填筑而成的路基。根據(jù)填土高度及巖土體的性質(zhì)不同，路堤可分為矮路堤、一般路堤和高路堤幾種形式。

路堤矮路堤一般路堤浸水路堤挖溝填筑路堤路基橫斷面的典型形式有路堤、路塹和半填半挖路基三種全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三種。路塹全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三

在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。半填半挖路基在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。半填半土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件土木工程概論道路與鐵路工程課件三、路面1.概念：用筑路材料鋪在路基頂面，供車輛在其表面行使的一層或多層的道路結(jié)構(gòu)層。須具有足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性，表面平整和抗滑性能良好

按其力學(xué)性質(zhì)分為柔性路面和剛性路面兩大類。路面的常用材料有瀝青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其它工業(yè)廢料等。

三、路面1.概念：用筑路材料鋪在路基頂面，供車輛在其表面行使2.分類⑴按荷載作用下路面的工作特征柔性路面：如瀝青砼路面、瀝青貫入式碎（礫）石路面、泥（水泥）結(jié)碎石路面等剛性路面：如砼路面。半剛性路面：如用石灰或水泥穩(wěn)定土或石灰爐渣等材料建成的路面。⑵按路面的質(zhì)量級(jí)別高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)。2.分類⑴按荷載作用下路面的工作特征柔性路面：如瀝青砼路路面等級(jí)面層類型適用的道路等級(jí)高級(jí)路面水泥混凝土路面瀝青混凝土路面高速公路、一級(jí)和二級(jí)、城市快速路、主干道次高級(jí)路面瀝青上拌下貫式乳化瀝青碎石混合料熱拌瀝青碎（礫）石混合料瀝青表面處治二級(jí)三級(jí)中級(jí)路面碎（礫）石（泥結(jié)或級(jí)配）半整齊石塊水結(jié)碎石四級(jí)低級(jí)路面粒料改善土四級(jí)路面等級(jí)面層類型適用的道路等級(jí)水泥混凝土路面高速公路、一級(jí)和柔性路面剛性路面柔性路面剛性路面瀝青路面施工瀝青路面施工土木工程概論道路與鐵路工程課件瀝青路面施工瀝青路面施工碾壓碾壓微表處稀漿封層霧封層微表處稀漿封層霧封層3.路面結(jié)構(gòu)面層：要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、不透水性、溫度穩(wěn)定性、平整度、粗糙度和耐磨性。聯(lián)結(jié)層：加強(qiáng)面層與基層的聯(lián)結(jié)，提高面層的抗疲勞能力?；鶎樱核椋ǖ[）石、灰土或工業(yè)廢渣修筑。底基層：重要道路和高速公路多采用。墊層：在路基排水不良或有凍漲翻漿的路段設(shè)置。低、中級(jí)路面高級(jí)路面3.路面結(jié)構(gòu)面層：要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、不透水性、溫度穩(wěn)定縱向排水：邊溝、截水溝和排水溝等。橫向排水：涵洞、路拱、過水路面、透水路堤和渡水槽等。4.道路排水工程為了確保路基穩(wěn)定，免受地面水和地下水的侵害，公路還應(yīng)修建專門的排水設(shè)施。地面水的排除系統(tǒng)按其排水方向不同，分為縱向排水和橫向排水。縱向排水：邊溝、截水溝和排水溝等。4.道路排水工程排水設(shè)施類型設(shè)置位置主要功能邊溝設(shè)置在挖方路段的路肩外側(cè)或低路堤坡腳外側(cè)，走向與路中線平行用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水截水溝設(shè)置在挖方路段邊坡坡頂以外或山坡路堤上方的適當(dāng)位置用以攔截路基上方流向路基的地面水，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保護(hù)挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷排水溝布置結(jié)合地形條件，因勢(shì)利導(dǎo)，一般離路基盡可能遠(yuǎn)，縱坡一般不大于3%，大于7%時(shí)改用跌水或急流槽用以排除來自邊溝、截水溝或其他水源的水流，將其引至路基范圍外的指定地點(diǎn)跌水與急流槽設(shè)置于陡坡地段，為人工排水渠的特殊形式，溝底縱坡可達(dá)100%用以排除由于縱坡大，水流湍急、沖刷作用嚴(yán)重陡坡地段處的水流，可消能以減緩水流主要地面排水設(shè)施排水設(shè)施類型設(shè)置位置主要功能邊溝設(shè)置在挖方路段的路肩外側(cè)或低排水溝排水溝重力式擋土墻錨定板擋土墻錨桿擋土墻扶壁式擋土墻5.防護(hù)工程及其他管理設(shè)施

道路工程沿線設(shè)置有眾多的工程設(shè)施和管理設(shè)施，包括橋梁、涵洞、隧道、防護(hù)與加固工程等結(jié)構(gòu)設(shè)施。防護(hù)與加固工程主要是以防護(hù)易于沖蝕的土質(zhì)邊坡和易于風(fēng)化的巖石邊坡，或防止路基、山體因重力作用而坍滑的工程構(gòu)造物，按其作用不同，可以分為坡面防護(hù)、沿河路基防護(hù)和支擋構(gòu)造物等，常用支擋結(jié)構(gòu)示意如圖所示。重力式擋土墻錨定板擋土墻

此外，為了保證行車安全、迅速、舒適和美觀，還需設(shè)置交通服務(wù)設(shè)施、管理設(shè)施、安全設(shè)施及環(huán)境美化設(shè)施等。

此外，為了保證行車安全、迅速、舒適和美觀，還需設(shè)置交5.2鐵路工程5.2鐵路工程世界第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路1825年在英國(guó)建立我國(guó)的鐵路建設(shè)史最早的一條鐵路是1865年由英國(guó)商人在北京宣武門外修建，僅0.5km長(zhǎng)。1905~1908年，杰出的愛國(guó)工程師詹天佑領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)我國(guó)第一條自行設(shè)計(jì)、自行施工的京張鐵路，全長(zhǎng)201公里，長(zhǎng)達(dá)1091m的“八達(dá)嶺”隧道是其中一項(xiàng)著名工程。據(jù)1987年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鐵路已達(dá)55810km。隨著著名的成昆鐵路、京九鐵路、北京地鐵、上海輕軌鐵路明珠線的建成，標(biāo)志我國(guó)鐵路建設(shè)進(jìn)入新階段。世界第一條蒸汽機(jī)車牽引的鐵路1825年在英國(guó)建立我國(guó)的鐵傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)一般由鋼軌、軌枕、聯(lián)接零件、道床、防爬設(shè)備和道岔等組成，如圖所示。軌道的零部件采用不同力學(xué)性能的材料，有利于取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。鐵路的軌道組成傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)一般由鋼軌、軌枕、聯(lián)接零件、道床、防爬

鐵路工程是指鐵路上各種土木工程設(shè)施和修建鐵路各個(gè)階段所運(yùn)用技術(shù)和管理的總稱。鐵路1、線路2、路基3、上部建筑4、附屬設(shè)施作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度兩種25、12.5m，標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm作用是鋼軌的支座，并保持鋼軌的方向和軌距。軌枕長(zhǎng)度為2.5m采用碎石道碴道床。作用傳力均勻，阻止軌道位移，緩和列車沖擊作用，并便于排水。鐵路工程是指鐵路上各種土木工程設(shè)施和修建鐵路各個(gè)階段1.線路⑴概念：是鐵路橫斷面中心線在鐵路平面中的位置，以及沿鐵路橫斷面中心線所作的縱斷面狀況。⑵線路組成：曲線采用圓曲線，考慮到離心力作用的影響，規(guī)定：a.圓曲線和直線間插入緩和曲線b.規(guī)定了最小圓曲線半徑1.線路⑴概念：是鐵路橫斷面中心線在鐵路平面中的位置，以⑶關(guān)于限制坡度的概念線路在縱斷面上設(shè)置上坡、下坡、平道。鐵路線路在某區(qū)段上限制貨物列車重量的坡度，稱作限制坡度。限制坡度定得越小，則所能牽引的列車重量越大，線路的運(yùn)輸能力越大。⑶關(guān)于限制坡度的概念線路在縱斷面上設(shè)置上坡、下坡、平道。鐵2.路基⑴概念：是鐵路線路承受軌道和列車荷載的地面構(gòu)筑物。⑵基本型式三種型式：路堤、路塹、半路堤半路塹。⑶路基頂面寬度的確定由鐵路等級(jí)、軌道類型、道床標(biāo)準(zhǔn)、路肩寬度、線路間距等因素確定。2.路基⑴概念：是鐵路線路承受軌道和列車荷載的地面構(gòu)筑物。軌道類型按鋼軌每米重量分：≥70、60、50、43、38kg/m軌道類型按鋼軌每米重量分：≥70、60、50、43、38kg直線行駛路基橫斷面

曲線行駛路基橫斷面

直線行駛路基橫斷面曲線行駛路基橫斷面木軌枕鋼筋混凝土軌枕鋼軌道床道岔鐵路工程上部結(jié)構(gòu)位于鐵路路基之上，承受車輪傳來的荷載并傳遞給路基，引導(dǎo)機(jī)車車輛按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)，保證列車運(yùn)行的安全、平穩(wěn)和舒適。3.線路上部建筑木軌枕鋼筋混凝土軌枕鋼軌道床道岔鐵路工程上部結(jié)構(gòu)位土木工程概論道路與鐵路工程課件⑴內(nèi)容鋼軌、軌枕、道床、道岔。作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度兩種25、12.5m，標(biāo)準(zhǔn)軌距1435mm。作用是鋼軌的支座，并保持鋼軌的方向和軌距。軌枕長(zhǎng)度為2.5m。采用碎石道碴道床。作用傳力均勻，阻止軌道位移，緩和列車沖擊作用，并便于排水。⑴內(nèi)容鋼軌、軌枕、道床、道岔。作用承受車重、引導(dǎo)車行方向。道床指軌枕下面，路基面上鋪設(shè)的道碴墊層。主要作用：分壓，約束軌道框架，增彈減振，排水，方便維修養(yǎng)護(hù)。一般采用碎石材料修筑。隨著高速重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，軌道結(jié)構(gòu)型式也隨之發(fā)生變化，出現(xiàn)了焊接長(zhǎng)鋼軌軌道(亦稱無縫線路軌道)及無碴軌道等新型軌道結(jié)構(gòu)型式。橋上無碴軌道

道岔區(qū)無碴軌道道床隨著高速重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，軌道結(jié)構(gòu)型式也隨之發(fā)生變道岔是鐵路線路、線路間連接和交叉設(shè)備的總稱。作用是控制線路轉(zhuǎn)向或越過與其相交的另一條線路。大都設(shè)在車站區(qū)。最常用、最簡(jiǎn)單的線路連接設(shè)備是普通單式道岔。道岔是鐵路線路、線路間連接和交叉設(shè)備的總稱。作用是控制線路轉(zhuǎn)土木工程概論道路與鐵路工程課件二、鐵路選線設(shè)計(jì)1、基本走向：根據(jù)國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的需要，結(jié)合線路經(jīng)過的自然條件、資源分布、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等情況，規(guī)劃線路的基本走向。2、空間位置：根據(jù)沿線的地形、地質(zhì)、水文等自然條件和村鎮(zhèn)、交通、農(nóng)田、水利設(shè)施，來設(shè)計(jì)線路的空間位置。3、布置線路上