道路工程概論 第一章緒論

道路工程概論近現(xiàn)代土木工程國(guó)際金融中心大廈，中國(guó)臺(tái)北。臺(tái)北101大樓高508米（含天線)帝國(guó)大廈，美國(guó)紐約金茂大廈，420.5米，位于中國(guó)上海。西爾斯大樓，443米，位于美國(guó)芝加哥。世界第一懸索橋日本明石海峽大橋世界第一斜拉橋日本多多羅大橋世界第一電視塔加拿大多倫多電視塔世界第一高壩瑞士大迪克桑斯壩道路工程是土木工程研究的重要內(nèi)容之一。從古至今，路的好壞與經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，一定程度上反映著一個(gè)國(guó)家的富與窮，強(qiáng)與弱。中國(guó)是歷史悠久的文明古國(guó)，道路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展先于世界各國(guó)。我國(guó)道路的發(fā)展遠(yuǎn)自上古時(shí)代，皇帝拓土開(kāi)疆。道路(road)的名稱源于周朝,道路原為導(dǎo)路；秦朝稱馳道或驛道；元朝為大道。清朝:京都通往各省會(huì)的道路稱為＂官路＂或＂官道＂省會(huì)間的路稱為＂大路＂。市區(qū)街道為＂馬路＂。汽車出現(xiàn)后，則成為＂公路＂。國(guó)外道路發(fā)展史:

獸路，人為了穿越森林方便也走；后來(lái)人們利用土填平坑洼用原木鋪沼澤，形成簡(jiǎn)陋的公路；輪子發(fā)明后，為滿足車的要求，形成較好的路；后來(lái)，人們用碎石將適用的車行路線路筑得更堅(jiān)固時(shí)，小道就高出地面，就成了highway；汽車出現(xiàn)后，為滿足現(xiàn)代交通要求，出現(xiàn)了superhighway,freeway,modornway.

隧道設(shè)計(jì)公路結(jié)構(gòu)主要包括：路基、路面、橋涵、隧道、路線交叉及沿線設(shè)施等。第一章緒論內(nèi)容提要：1.交通運(yùn)輸方式及道路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)、地位與作用。

2.我國(guó)道路發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及近遠(yuǎn)期規(guī)劃。3.公路及城市道路的分級(jí)分類和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4.道路的結(jié)構(gòu)組成第一節(jié)交通運(yùn)輸方式及道路運(yùn)輸特點(diǎn)、作用交通（Traffic）：指人、車、物以及信息在異地之間的往來(lái)、傳遞和輸送的總稱。包括：地面交通、地下交通、水上交通、空中交通、管道交通和信息交通。第一節(jié)交通運(yùn)輸方式及道路運(yùn)輸1.交通運(yùn)輸方式組成

鐵路、道路、水運(yùn)、航空、管道、信息

2.運(yùn)輸方式的特點(diǎn)

鐵路：遠(yuǎn)程客貨運(yùn)量大、連續(xù)性較強(qiáng)、成本較低、速度較高，但建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大，定點(diǎn)運(yùn)行，中轉(zhuǎn)多

水運(yùn)：水運(yùn)通過(guò)能力高、運(yùn)量大、耗能少、成本低、投資省、但受自然條件限制大、連續(xù)性較差、速度慢。

航空：運(yùn)輸速度快、兩點(diǎn)間運(yùn)距短，但運(yùn)量小、成本高。

管道：連續(xù)性強(qiáng)、成本低、安全性好、損耗少的優(yōu)點(diǎn)，但其僅適用于油、氣、水等貨物運(yùn)輸。3．道路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)與作用特點(diǎn)：①直達(dá)、機(jī)動(dòng)靈活。②可自成運(yùn)輸體系。③通達(dá)深度廣，覆蓋面大。④投資少，周轉(zhuǎn)快。⑤批量和時(shí)間不受限制。⑥以中短途運(yùn)輸為主。作用：①實(shí)現(xiàn)客流、貨流的快速移動(dòng)；②聯(lián)結(jié)各地區(qū)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)文化的交流；③國(guó)防戰(zhàn)略通道；4.發(fā)展階段(1)交通運(yùn)輸發(fā)展:

a.水運(yùn)階段,b.鐵路運(yùn)輸階段,c.公路、航空和管道運(yùn)輸階段,d.綜合階段.(2)公路交通運(yùn)輸發(fā)展:

a.初期階段（十九世紀(jì)80年代至二十世紀(jì)20年代）b.中期階段（二十世紀(jì)20年代至第二次世界大戰(zhàn)期間）c.近期階段（戰(zhàn)后至今）國(guó)道(G)省道(S)縣道(X)鄉(xiāng)道國(guó)家高速公路網(wǎng)一般國(guó)道干線公路主骨架公路農(nóng)村公路全國(guó)公路網(wǎng)第二節(jié)我國(guó)道路現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃一、道路現(xiàn)狀（一）公路發(fā)展現(xiàn)狀

1.公路發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1906年：在廣西友誼關(guān)修建第一條公路。1949年以前：舊中國(guó)公路交通十分落后，1949年能通車的公路只有8.07萬(wàn)公里。1949年～1978年：新中國(guó)成立后，公路交通進(jìn)入了恢復(fù)發(fā)展的新時(shí)期，至1978公路總里程增加到89萬(wàn)公里。1978年以后：改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家把交通作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，為公路交通事業(yè)的快速發(fā)展提供了機(jī)遇。2005年底：全國(guó)包括達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)和路基寬度在4.5米以上的等外路在內(nèi)的國(guó)道、省道、縣道、鄉(xiāng)道（不含村道）、專用公路總里程達(dá)到192萬(wàn)公里。高速公路發(fā)展情況

1989年：

271km。

1999年：突破1萬(wàn)公里。

2005年底：4.1萬(wàn)公里，居世界第二.公里總里程193.05公里,河道航程12.33萬(wàn)公里,機(jī)場(chǎng)135個(gè),鐵路運(yùn)營(yíng)里程7.54萬(wàn)公里。

2006年底：新.改公路34萬(wàn)公里,其中高速公路4460公里.通車?yán)锍?48萬(wàn)公里,高速公路4.54萬(wàn)公里。

2007年,計(jì)劃建成高速公路5000公里,確?！蔽蹇v七橫”最后2385公里建成。高速公路通車?yán)锍讨杏屑s1/4的里程為山區(qū)高速公路，代表山區(qū)高速公路管理水平、設(shè)計(jì)水平、建設(shè)水平及成套技術(shù)等已經(jīng)跨入了世界先進(jìn)行列。2．公路存在的問(wèn)題公路總體存在的主要問(wèn)題是：數(shù)量少，公路網(wǎng)密度低，只相當(dāng)于印度的1/5，美國(guó)的1/7，日本的1/30。質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低。高速公路存在的問(wèn)題是：中國(guó)高速公路總量不足，覆蓋能力有限，尚未形成網(wǎng)絡(luò)規(guī)模效益。對(duì)各地高速公路建設(shè)缺乏強(qiáng)有力指導(dǎo)和協(xié)調(diào)手段，不利于合理利用交通通道資源，不利于搞好跨區(qū)域通道的布局和銜接。3.我國(guó)公路的規(guī)劃項(xiàng)目布局路線名稱里程（km）五縱1.同江—三亞（含長(zhǎng)春—琿春支線）2.北京—福州（含天津—塘沽支線及泰安—淮陰連接線)3.北京—珠海4.二連浩特—河口5.重慶—湛江52002500240036001400七橫1.綏芬河—滿洲里2.丹東—拉薩（含天津—唐山支線）3.青島—銀川4.連云港—霍爾果斯5.上海—成都（含萬(wàn)縣—南充—成都支線）6.上?！瘥悾ê瑢幉ā贾荨暇┲Ь€)7.衡陽(yáng)—昆明（含南寧—友誼關(guān)支線）1300460016004400250040002000“五縱七橫”國(guó)道主干線系統(tǒng)①②③④⑤⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺五縱七橫12條路線2004年12月17日，《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》經(jīng)國(guó)務(wù)院審議通過(guò)。國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ溃?條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡(jiǎn)稱為“7918網(wǎng)”，總規(guī)模約8.5萬(wàn)公里，其中：主線6.8萬(wàn)公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其他路線約1.7萬(wàn)公里。按照《規(guī)劃》確定的目標(biāo)，2010年，全國(guó)公路總里程將達(dá)到230萬(wàn)公里，其中高速公路6.5萬(wàn)公里、二級(jí)以上公路45萬(wàn)公里、縣鄉(xiāng)公路180萬(wàn)公里。具備通達(dá)條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村100%通公路，95%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、80%的建制村通瀝青(水泥)路。4.道路規(guī)劃相關(guān)知識(shí)(1)公路網(wǎng)規(guī)劃

在區(qū)域規(guī)劃中，區(qū)域是根據(jù)特定的要求有選擇地劃定的，它是一個(gè)在經(jīng)濟(jì)上、社會(huì)上、政治上、文化上具有密切的相關(guān)性與協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的整體性的地域空間。從規(guī)劃的角度出發(fā)，公路網(wǎng)可理解為區(qū)域公路網(wǎng)，亦可簡(jiǎn)稱為路網(wǎng)。合理的公路網(wǎng)一般應(yīng)具備以下幾個(gè)條件：①具有必要的通達(dá)深度和公路里程長(zhǎng)度；②要有與交通量相適應(yīng)的道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和使用;③使用具有經(jīng)濟(jì)合理的平面網(wǎng)絡(luò)。公路網(wǎng)的特征:集合性;關(guān)聯(lián)性;目的性;適應(yīng)性。(2)城市道路和道路網(wǎng)A.道路紅線規(guī)劃定義：道路線線系指劃分城市道路用地和城市建筑用地、生產(chǎn)用地及其他備用地的分界控制線。紅線之間寬度即道路用地范圍，亦可稱道路的總寬度或稱規(guī)劃路幅。作用：在作城市總體現(xiàn)規(guī)劃的道路系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，要確定道路網(wǎng)形式、各類道路的功能性質(zhì)、走向和位置，然后要具體解決城市道路以及和城市道路相關(guān)的各項(xiàng)工程（建筑工程、管線工程）的近、遠(yuǎn)期建設(shè)問(wèn)題。內(nèi)容:確定道路紅線寬度;確定道路紅線位置;確定交叉口型式;確定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和標(biāo)高.城市道路網(wǎng)主要類型:方格網(wǎng)式、環(huán)形放射式、自由式和混合式（二）城市道路發(fā)展現(xiàn)狀

1.城市道路發(fā)展：2.存在的問(wèn)題城市道路建設(shè)速度落后于城市車輛增加的速度。城市交通基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱。交通擁擠、堵塞和乘車難問(wèn)題嚴(yán)重?；旌辖煌ǖ臋C(jī)、非、人干擾大和行車速度低、事故較多、車流量大、人流集中。交通管理水平不高。第三節(jié)道路的分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一.道路的分類道路是供各種車輛和行人等通行的工程設(shè)施。按其使用范圍分為公路（Highway）、城市道路(urbanroad)、廠礦道路(factoriesandminesroad)、林區(qū)道路(forestroad)及鄉(xiāng)村道路(contryroad)等。公路分類公路按其在公路網(wǎng)中的地位與作用分為以下四類：國(guó)家干線公路.省干線公路.縣公路.鄉(xiāng)公路路面類型分為鋪裝路面、簡(jiǎn)易鋪裝路面和砂石路面。按路面力學(xué)特性分類柔性路面.半剛性路面.剛性路面橋涵分類的方法很多，主要按建設(shè)規(guī)模大小、橋梁結(jié)構(gòu)類型、用途、主要承重結(jié)構(gòu)所用的建筑材料、跨越障礙物的性質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)中行車道所在的位置等進(jìn)行分類。隧道按其所處的位置不同分可為山嶺隧道、水下隧道（河底和海地）以及城市隧道等；隧道按其橫斷面形狀分為圓形、橢圓形、馬蹄形、眼睛形（孿生形）等；隧道按其用途可分為交通隧道（包括公路隧道、鐵路隧道、城市隧道、人行隧道等）和運(yùn)輸隧道（包括輸水隧道、輸氣隧道、輸液隧道等）。二、公路分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.公路分級(jí)（1）公路為什么要分級(jí)：為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、規(guī)劃交通量、路網(wǎng)建設(shè)和功能等的要求，公路必須分等級(jí)建設(shè)。（2）分級(jí)的依據(jù)功能：擬建公路是作為干線公路[采取措施控制出入、集散公路還是支線公路。

適應(yīng)交通量：由各級(jí)公路服務(wù)水平[四級(jí):自由流.穩(wěn)定流.飽和流.強(qiáng)制流]與所具有的通行能力決定的。（3）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》分級(jí)根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量將公路分為五個(gè)等級(jí)：高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路。

高速公路為專供汽車分向、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

一級(jí)公路為供汽車分向、分車道行駛的多車道公路

二級(jí)公路為供汽車行駛的雙車道公路。

三級(jí)公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。

四級(jí)公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。雙向四車道的成綿高速公路二級(jí)公路四級(jí)公路①公路勘測(cè)設(shè)計(jì)階段

公路施工前的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作是根據(jù)批準(zhǔn)的計(jì)劃任務(wù)書(shū)和有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行的。公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目可以采用一階段設(shè)計(jì)、兩階段設(shè)計(jì)或三階段設(shè)計(jì)。公路工程建設(shè)項(xiàng)目，一般應(yīng)按兩階段設(shè)計(jì):兩階段設(shè)計(jì)-即初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)步驟:⑴根據(jù)批準(zhǔn)的任務(wù)要求,先進(jìn)行踏勘測(cè)量,編制初步設(shè)計(jì)和工程概算;⑵再根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì),通過(guò)實(shí)地詳細(xì)地測(cè)量,據(jù)以編制施工圖設(shè)計(jì)和工程預(yù)算.2.公路勘測(cè)設(shè)計(jì)階段與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)三階段設(shè)計(jì)-分為初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。適用于技術(shù)復(fù)雜、基礎(chǔ)資料缺乏的建設(shè)項(xiàng)目或建設(shè)項(xiàng)目中的個(gè)別路段、特大橋、互通式立體交叉、隧道等。一階段設(shè)計(jì)—即一階段施工圖設(shè)計(jì).

它是根據(jù)批準(zhǔn)的計(jì)劃任務(wù)書(shū)要求,進(jìn)行一次詳細(xì)測(cè)量,據(jù)以編制施工圖設(shè)計(jì)。②技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

是指在一定自然環(huán)境條件下能保持車輛正常行駛性能所采用的技術(shù)指標(biāo)體系。是根據(jù)道路設(shè)計(jì)交通量及計(jì)算行車速度對(duì)路線和各項(xiàng)工程結(jié)構(gòu)的要求，把這些要求列成指標(biāo)并用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下來(lái)，在設(shè)計(jì)公路時(shí)都應(yīng)遵守。公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)反映了我國(guó)公路建設(shè)的技術(shù)方針，是法定的技術(shù)要求，公路設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)當(dāng)遵守。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大體可歸納為三類:線型標(biāo)準(zhǔn)〔線路幾何尺寸〕載重標(biāo)準(zhǔn)〔載重量〕凈空標(biāo)準(zhǔn)〔外廓尺寸〕

確定各級(jí)公路技術(shù)指標(biāo)的因素：路線在公路網(wǎng)中的功能；設(shè)計(jì)交通量和交通組成；設(shè)計(jì)速度。一般對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的掌握應(yīng)視具體情況而定，要防止兩種傾向:一是不考慮路線的作用和遠(yuǎn)景交通運(yùn)輸要求，壓縮工程造價(jià)而采用低標(biāo)準(zhǔn)〔地方投資〕二是貪大求全，盲目超前而采用高標(biāo)準(zhǔn)，既增加投資又多占用土地〔國(guó)家投資〕通常，一條公路應(yīng)用相同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但公路較長(zhǎng)，穿越不同地帶時(shí)，允許采用不同標(biāo)準(zhǔn)。〔如不同車道數(shù)、不同材質(zhì)〕三、城市道路分類與技術(shù)分級(jí)1.城市道路分類（1）分類的依據(jù)在城市道路網(wǎng)中的地位、交通功能以及對(duì)沿線建筑物的服務(wù)功能。（2）城市道路分為四類快速路：為城市中長(zhǎng)距離快速交通服務(wù)。主干路：以交通功能為主。次干路：集散交通，兼有服務(wù)功能。支路：解決局部區(qū)域交通，以服務(wù)功能為主。2.城市道路分級(jí)（1）分級(jí)的依據(jù):城市規(guī)模、設(shè)計(jì)交通量、地形等。（2）城市道路分級(jí):除快速路外，其余各類道路按照分級(jí)依據(jù)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)。

Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：大城市（指人口50萬(wàn)以上的城市）各類道路采用。

Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：中等城市（20萬(wàn)～50萬(wàn)）各類道路采用

Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：小城市（20萬(wàn)以下）各類道路采用。（3）設(shè)計(jì)年限:快速路、主干路為20年，次干路為15年，支路10～15第四節(jié)道路的基本結(jié)構(gòu)道路的結(jié)構(gòu)組成主要包括：路基、路面、橋涵、隧道、路線交叉及沿線設(shè)施等。①路基概念路基是指路面下的土基，它是由土、石按一定尺寸、結(jié)構(gòu)要求建筑而成的帶狀土工結(jié)構(gòu)物邊坡路肩行車道路肩邊溝邊坡碎落臺(tái)截水溝路基橫斷面的組成路基的橫斷面組成:行車道carriageway路肩shoulderverge路緣帶marginalstrip邊坡sideslope截水溝interceptingditch邊溝sideditch質(zhì)量要求路基質(zhì)量主要取決于其強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，應(yīng)充分考慮路基的排水和土基的壓實(shí)措施，并保證路基的最小填土高度。②路面概念路面是在路基表面上用各種不同材料分層鋪筑而成的結(jié)構(gòu)物，供車輛在其上以一定的速度安全舒適的行駛。質(zhì)量要求1）足夠的強(qiáng)度；2）較高的穩(wěn)定性；3)一定的平整度；4）抗滑能力；5）較低的揚(yáng)塵性；6）不透水性路面按其力學(xué)行性質(zhì)分:柔性路面剛性路面路面的常用材料:瀝青混凝土水泥混凝土碎石、礫石、粘土、砂石灰工業(yè)廢料③防、排水結(jié)構(gòu)概念為了確保路基穩(wěn)定，免受地面水和地下水侵害，修建的專門防、排水設(shè)施。地面排水系統(tǒng)按其排水方向不同分:縱向排水:邊溝、截水溝、排水溝。橫向排水:橋梁bridge、涵洞culvert、滲水路堤s