道路勘測設(shè)計-第一章-緒論課件

道路勘測設(shè)計主講:楊保倉武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院SurveyandDesignofHighwayRoute第一章緒論第一節(jié)道路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)中的地位第二節(jié)我國公路的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃第三節(jié)公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié)公路勘測設(shè)計的階段和任務(wù)第五節(jié)公路的組成部分第六節(jié)本課程研究的內(nèi)容第一節(jié)道路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

國家的富強(qiáng)興盛與經(jīng)濟(jì)的振興，必須實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展與現(xiàn)代化，就要求有一個完善的交通網(wǎng)。實(shí)踐證明：交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)的動脈，是聯(lián)系工農(nóng)業(yè)、城鄉(xiāng)、生產(chǎn)和消費(fèi)的紐帶，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“先行官”，常言道：“想要富，先修路”。交通運(yùn)輸能把國民經(jīng)濟(jì)各部門和各個地區(qū)聯(lián)系起來，在社會物質(zhì)財富的生產(chǎn)和分配過程中，在廣大人民生活中起著極為重要的作用。五種運(yùn)輸方式的特點(diǎn)、優(yōu)勢、適用范圍1.水路運(yùn)輸（1）載運(yùn)量大內(nèi)河：幾百噸到萬噸以上海運(yùn)：幾千噸到萬噸以上（2）耗能少，成本低（3）投資省，一般不占用農(nóng)田（4）勞動生產(chǎn)率高水運(yùn)亦受到水道與航線的制約和氣象因素的影響，航行速度較慢，因此水運(yùn)較適宜對時間要求不嚴(yán)的大批量貨物運(yùn)輸。2.鐵路運(yùn)輸（1）貨運(yùn)量大；（2）速度快；（3）一般不受氣候和季節(jié)的影響，連續(xù)性強(qiáng)；（4）成本低。3.航空運(yùn)輸（1）運(yùn)行速度快，飛機(jī)最高時速達(dá)1000km/h以上，航程也可達(dá)1萬km；（2）載運(yùn)量小，營運(yùn)成本高。4.管道運(yùn)輸（1）連續(xù)性強(qiáng)，運(yùn)輸過程損耗少；（2）成本低，安全性好；（3）不占用土地；（4）運(yùn)輸管理比較簡單。5.公路運(yùn)輸（1）機(jī)動靈活，適應(yīng)性強(qiáng)能滿足各種運(yùn)輸?shù)男枰唬?）能深入各處直達(dá)運(yùn)輸，受國家交通設(shè)施的限制較小，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，時間快，貨損少，鐵路只能在固定的線上運(yùn)輸，鐵路在整個運(yùn)輸網(wǎng)起“線”的作用，而公路運(yùn)輸可深入偏遠(yuǎn)山區(qū)，是“面”的運(yùn)輸，是運(yùn)輸網(wǎng)中的血脈；（3）公路運(yùn)輸是發(fā)展生產(chǎn)，為國防及人民生活服務(wù)的重要環(huán)節(jié)；（4）公路運(yùn)輸投資少，周轉(zhuǎn)快，社會效益顯著；（5）和鐵路、水運(yùn)相比，單位運(yùn)量小，運(yùn)輸成本偏高是其缺點(diǎn)，但隨著汽車的改進(jìn)，公路標(biāo)準(zhǔn)的提高，組織管理的改善，這些缺點(diǎn)會逐漸克服而更能顯示出公路的優(yōu)點(diǎn)。第二節(jié)我國公路的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃

一、發(fā)展歷史我國道路建設(shè)有悠久的歷史，在公元前3世紀(jì)就有7000km的“絲綢之路”（silkroad,seidenstrassen），它起自長安（西安），西至大秦（即羅馬帝國，今地中海東部意大利等國），是當(dāng)時歐亞大陸的通商交通動脈，是中西文化，宗教交流的主要路線。秦始皇（公元前259—210年）統(tǒng)一六國后，為了鞏固政權(quán)便利通商，統(tǒng)一車軌，大修馳道，形成了全國性的基本道路網(wǎng)，秦后的各個封建朝代在道路方面進(jìn)行了必要的保養(yǎng)和有限的擴(kuò)充，但道路運(yùn)輸發(fā)展緩慢，直到1906年，中國才開始修建汽車公路（廣西友誼關(guān)修建第一條公路），到了1949年解放時，全國僅有公路13萬公里，其中通車?yán)锍虨?.1萬公里，經(jīng)過六十多年的努力，到2010年全國公路通車?yán)锍桃堰_(dá)398.4萬公里，增長過程如表1-2，初步形成全國的公路網(wǎng)。年份1949195019601965197019801983總長（萬公里）8.110.051.051.563.788.891.5年份1985198719881997199920092010總長（萬公里）94.297.599.2121130382.8

398.4高速公路（公里）47001萬6.5萬

7.4萬表1-2我國公路里程增長情況二、存在的問題1.數(shù)量少目前全世界公路總里程達(dá)2200萬公路，其中美國637.9萬公里,日本為112萬公里，德國為48.6萬公里，英國34.2萬公里，法國80.4萬公里。若以（公里/公里2）計算，比利時4.2，日本2.99，荷蘭2.25，德國1.95，丹麥1.62，英國1.45，法國1.46，美國0.68，而中國只有0.415公里/公里2。2.質(zhì)量差，標(biāo)準(zhǔn)低在通車?yán)锍讨校壱陨系墓?，只占總里程?1.7%，單車道的四級路占70%，還有24%左右的等外路，沒有路面的路占11%，屬于晴通雨阻的路。3.管理差據(jù)統(tǒng)計我國干線公路有50%的路段其交通量為2000輛/晝夜以上，處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)?！叭S通道”如圖1-1所示y軸：指接觸輪胎的路面能夠自由（即有足夠的平整度與抗滑性能），即路面質(zhì)量問題。x軸：指行進(jìn)中側(cè)面能自由通暢，不受約束。指超車、混合交通、橫向行人車輛干擾等，涉及道路交叉、混合行駛、標(biāo)志等問題。z軸：指汽車行進(jìn)方向通暢自由，涉及道路路線設(shè)計（平、縱、橫，混合交通等）。圖1-1第三節(jié)公路的分級與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一、公路的分級公路根據(jù)功能和適應(yīng)的交通量分為以下五個等級:1.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。四車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000~55000輛；六車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量45000~80000輛；八車道高速公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000~100000輛。2.一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。四車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量15000~30000輛；六車道一級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量25000~55000輛。3.二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。雙車道二級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量5000~15000輛。4.三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。雙車道三級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000~6000輛。5.四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。雙車道四級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000輛以下；單車道四級公路應(yīng)能適應(yīng)將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量400輛以下。應(yīng)用和掌握標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.不考慮路線的作用和運(yùn)發(fā)展的要求，采用低標(biāo)準(zhǔn)以壓縮工程費(fèi)用，另一種情況是盲目輕率，貪大求全，采用高標(biāo)準(zhǔn)，既增加了投資，又多占用了土地。2.為保持公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相對均衡連續(xù)，一條公路的等級或地形分段不應(yīng)頻繁變更。同一標(biāo)準(zhǔn)路段的長度不能太短，高速公路不小于20km，二級公路不少于15km，三級公路不少于10km，四級公路不少于5km。3.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的線形指標(biāo)的規(guī)定值是在一定車速下的極限值（如最大縱坡，極限最小曲線半徑）。當(dāng)?shù)匦纹教骨闆r下，定線不困難且不過分增加工程量時，應(yīng)盡可能采用較高指標(biāo)，以提高公路的使用質(zhì)量，只有在地形困難或受限制情況下，才采用相應(yīng)指標(biāo)的極限值。4.等級或標(biāo)準(zhǔn)的變更處，原則上應(yīng)選在交通量發(fā)生變化處，如交叉路口，互互通式立體交叉處，或在視野開闊，司機(jī)能明顯判斷情況，行車速度易變換處。如橋梁、村鎮(zhèn)、地形變化等處附近。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的變化應(yīng)勻順連續(xù)，不要突變，在高低標(biāo)準(zhǔn)分界點(diǎn)處，應(yīng)設(shè)置過渡段。同一公路相鄰設(shè)計路段的公路等級的差不應(yīng)超過一級。三、行車速度1.計算行車速度是確定公路幾何形狀的主要依據(jù)。概念：在天氣良好，交通密度小的情況下，一般駕駛員能夠保持安全而舒適行駛的最大速度。各級公路計算行車速度的確定與下列兩種車速有關(guān)1）最高時速：汽車設(shè)計時根據(jù)其機(jī)械性能和動力性能可達(dá)到的最高速度。如紅旗牌小轎車最高時速為160km。2）經(jīng)濟(jì)時速：指出廠的汽車在一般公路上行駛時測定的最經(jīng)濟(jì)（耗油少，磨耗小）的時速。CA-10B型載重汽車經(jīng)濟(jì)時速為35—45km。2.平均技術(shù)速度概念：指汽車在公路上實(shí)際行駛的平均速度。為了使汽車在平原及微丘區(qū)各級公路上充分發(fā)揮其技術(shù)性能，根據(jù)公路性質(zhì)的不同，二、三級公路平均技術(shù)速度采用經(jīng)濟(jì)時速的中間值。計算行車速度與平均技術(shù)速度之間的關(guān)系，在速度較高之時，平均技術(shù)速度約為計算行車速度的60%~70%；速度較低時約為計算行車速度的80%~90%。（一）常用到的交通量1.年平均晝夜（雙向）交通量N一年365天交通量觀測的平均值，用于決定道路等級及擬定道路修建次序的依據(jù)。2.最大日（雙向）交通量N1一年365天交通量中的最大值，用于研究公路交通的不均衡情況。3.最大高峰小時（雙向）交通量N2以一小時為單位所觀測結(jié)果中最大的交通量，用以確定道路幾何現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。4.日平均小時（雙向）交通量N3一晝夜小時觀測交通量的平均值上午5：00—晚9：00，16小時占24小時總交通量的96%，所以用16個小時平均。（二）交通量的計算

應(yīng)將行駛中的各種車輛折算為某種標(biāo)準(zhǔn)車輛，我國公路以小客車為準(zhǔn)。具體換算系數(shù)：

汽車代表車型車輛折算系數(shù)說明小客車1.0≤19座的客車和載重量≤2T的貨車中型車1.5＞19座的客車和載重量＞2T~≤7T的貨車大型車2.0載重量＞7T~≤14T的貨車拖掛車3.0載重量＞14T的貨車（三）設(shè)計小時交通量指設(shè)計年限主要方向的標(biāo)準(zhǔn)高峰小時交通量（例如第30個高峰小時）是確定車道數(shù)的依據(jù)。單向兩車道以上的道路，設(shè)計小時交通量取單向交通量。Vh=Vd×k×D式中Vh——主要方向的設(shè)計小時交通量（輛/小時）Vd——設(shè)計年限的年平均日交通量（輛/日）k——標(biāo)準(zhǔn)高峰小時（通常指第30個高峰小時）交通量與年平均日交通量的比值。平原區(qū)公路用13%，山區(qū)用15%。D——主要方向交通量與斷面雙向交通量的比值，一般取0.6。若為雙車道公路，設(shè)計小時交通量取雙向交通量即：V’h=Vd×k設(shè)計年限平均日交通量的推求Q遠(yuǎn)景=Q(1+k)n-1Q遠(yuǎn)景——遠(yuǎn)景設(shè)計年平均日交通量（輛/日）相當(dāng)于VdQ——起始年平均日交通量k——年平均增長率五、通行能力與行車密度1.通行能力：通行能力亦稱道路的交通容量，是指以正常可以接受的運(yùn)行速度，并保證行車舒適，車流無阻礙的條件下在單位時間內(nèi)通過道路上某一斷面處的最大車輛數(shù)，以輛/小時或輛/晝夜計。2.交通量與通行能力的關(guān)系當(dāng)交通量大于通行能力時，出現(xiàn)交通擁擠；當(dāng)交通量小于通行能力時，就為司機(jī)駕駛創(chuàng)造一定自由權(quán)，就會有超車的可能，因此道路的通行能力是正常條件下道路交通量的極限數(shù)值。1.建設(shè)依據(jù)和意義2.路線的建設(shè)規(guī)模和修建性質(zhì)3.路線的基本走向和主要控制點(diǎn)4.工程技術(shù)等級和主要技術(shù)指標(biāo)5.按幾階段進(jìn)行勘測設(shè)計，個階段完成的時間6.建設(shè)期限和投資估算。分期修建的，應(yīng)提出每期的建設(shè)規(guī)模和投資估算7.施工量的原則安排8.下級單位報上級審批時應(yīng)附路線示意圖，工程數(shù)量、鋼材、木材、水泥用量和投資估算表。計劃任務(wù)書經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)后，如對建設(shè)規(guī)模、期限、技術(shù)等級和標(biāo)準(zhǔn)以及路線基本走向等重大問題有變更時，應(yīng)報原批準(zhǔn)機(jī)關(guān)審批同意。二、勘測設(shè)計階段的劃分公路勘測設(shè)計根據(jù)路線的性質(zhì)和要求可分為：二階段、一階段、三階段測設(shè)1.二階段測設(shè)為公路測設(shè)的主要程序，即通常一般公路所采用的測設(shè)程序。其步驟為：先進(jìn)行初測，編制初步設(shè)計和工程概算；經(jīng)上級批準(zhǔn)初步設(shè)計后，再進(jìn)行定測，編制施工圖和工程預(yù)算。初測初步設(shè)計定測施工圖設(shè)計預(yù)算概算批準(zhǔn)后也可進(jìn)行定測，編制初步設(shè)計；然后根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計通過補(bǔ)充測量編制施工圖。定測初步設(shè)計施工圖設(shè)計補(bǔ)充測量批準(zhǔn)后2.一階段測設(shè)適用于技術(shù)簡單，方案明確的小型公路工程。即進(jìn)行一次詳細(xì)的定測編制施工設(shè)計和工程預(yù)算。定測施工圖預(yù)算3.三階段測設(shè)用于技術(shù)復(fù)雜的項(xiàng)目和路段，即在兩階段測設(shè)中間增加技術(shù)設(shè)計階段，完成修正概算。初測初設(shè)概算技術(shù)設(shè)計定測修正概算施工圖預(yù)算第五節(jié)公路的組成部分公路：是鋪筑在地面上主要供車輛行駛的一種空間線性帶狀結(jié)構(gòu)物。線性設(shè)計公路設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計一、線形組成公路為平面有曲線，縱面有起伏的立體空間線形，平面由直線、曲線（圓曲線、緩和曲線）組成；縱面由坡道線及豎曲線組成。二、路基、路面的組成1.路基是行車部分的基礎(chǔ)，設(shè)計時必須保證行其穩(wěn)定性，并防止水分及其它自然因素對路基本身的侵蝕和損害。填方時為路堤；挖方時為路塹；半填半挖。2.路面是指直接與行駛車輛接觸部分，其