中南大學(xué)交通運(yùn)輸工程概論課件-第二章-公路運(yùn)輸及其發(fā)展

中南大學(xué)交通運(yùn)輸工程概論課件第二章--公路運(yùn)輸及其發(fā)展第二章公路運(yùn)輸及其發(fā)展第一節(jié)公路運(yùn)輸概述1.公路運(yùn)輸系統(tǒng)公路運(yùn)輸系統(tǒng)由基礎(chǔ)設(shè)施及運(yùn)輸工具兩部分組成?；A(chǔ)設(shè)施：1)公路及其附屬設(shè)施2)站場及其附屬設(shè)施3)公路交通控制與管理設(shè)施。公路運(yùn)輸工具:主要是汽車。其中基礎(chǔ)設(shè)施是衡量運(yùn)輸系統(tǒng)生產(chǎn)力水平的主要標(biāo)準(zhǔn)。2.公路的基本功能通常將公路運(yùn)輸?shù)幕竟δ軇澐譃橥ㄟ^和送達(dá)功能。通過功能:指在干線上完成大批量的運(yùn)輸。送達(dá)功能:又稱為集散功能，是指為通過性運(yùn)輸承擔(dān)客貨集散任務(wù)的運(yùn)輸。在高速公路投入使用以前，公路運(yùn)輸?shù)闹饕δ苁恰八瓦_(dá)”，也就是為其它運(yùn)輸方式承擔(dān)集散客貨的任務(wù)。因為航空、水運(yùn)和鐵路運(yùn)輸都只有單一①服務(wù)方式多樣化在客運(yùn)方面，除了常規(guī)的購票乘車外，還有計程包車、訂時包車及車輛租賃業(yè)務(wù)。在客運(yùn)車輛的配置方面，有普通車、空調(diào)車、豪華空調(diào)車；有直達(dá)班車，定點(diǎn)?？堪嘬?。在貨運(yùn)方面，有整車貨運(yùn)、零擔(dān)貨運(yùn)；有直達(dá)貨運(yùn)、普通貨運(yùn)。②運(yùn)輸經(jīng)營主體多元化經(jīng)營主體有國家運(yùn)輸企業(yè)、股份制運(yùn)輸企業(yè)、中外合資運(yùn)輸企業(yè)、私營運(yùn)輸企業(yè)和個體運(yùn)輸企業(yè)。在公路客運(yùn)行業(yè)，國有運(yùn)輸企業(yè)仍占主導(dǎo)地位，干線運(yùn)輸任務(wù)主要由國有運(yùn)輸企業(yè)承擔(dān)，在公路貨運(yùn)方面，個體運(yùn)輸所占比例較大。③經(jīng)營方式單車化經(jīng)營方式單車化就是指采用單車承包的經(jīng)營方式，即企業(yè)賦予承包人相應(yīng)的經(jīng)營管理權(quán)限，每一承包人對所承包的單車負(fù)全面的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。這種運(yùn)營模式目前在我國占主導(dǎo)地位。④存在的主要問題公路基礎(chǔ)設(shè)施還較差，路網(wǎng)密度低。公路品質(zhì)與發(fā)達(dá)國家相比差距仍很大。320國道黃花橋路段，位于江西省萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)境內(nèi)川藏公路含復(fù)線全長3176公里，穿越21座4000米以上的雪山，橫跨14條江河，被中外地理學(xué)家稱為“世界上最危險的公路”。這條最危險的公路，從拉薩到成都長達(dá)2000多公里，當(dāng)初為了修通這2000多公里路，3000千多個年輕的生命倒下了，也就是說，平均每公里要付出一個半生命。這在世界筑路史上，可算是最沉重的犧牲。

太原至寧武的公路，1997年改建后，更名為太佳公路，后又更名為太克公路，在這條公路的K31+700m處，有一個又急又陡的“U”字彎。對于過往的車輛，它就像百慕大黑三角一樣可怕，從1997年10月到現(xiàn)在，幾乎每個星期都會有一輛車在這黑色“U”字彎道上發(fā)生事故。除了這些死亡事故外，平均每個星期就會有一輛車在黑色“U”字彎道上發(fā)生不同程度的交通事故。

運(yùn)輸車輛的技術(shù)性能還需要進(jìn)一步提高。運(yùn)輸生產(chǎn)的效率、效益較低。運(yùn)輸經(jīng)營組織與管理手段還比較落后。2)公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢在高速公路及汽車專用公路上開展快速客、貨運(yùn)業(yè)務(wù)。建立集約化經(jīng)營的運(yùn)輸企業(yè)。開展不同運(yùn)輸方式之間的合作及與服務(wù)對象的合作。建立運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)。運(yùn)輸組織方式將按生產(chǎn)力水平分層發(fā)展。力求做到公路設(shè)施與客貨流規(guī)律協(xié)調(diào)配合。5.我國高速公路網(wǎng)簡介1)高速公路網(wǎng)主骨架“五縱七橫”是目前我國的以高速公路為主的公路網(wǎng)主骨架，總里程約3.5萬公里?！拔蹇v”同江—三亞、北京—珠海、重慶—北海、北京—福州、二連浩特—河口?！捌邫M”連云港—霍爾果斯、上?！啥?、上?！瘥悺⒑怅枴ッ?、青島—銀川、丹東—拉薩、綏芬河—滿洲里。2)規(guī)劃國家高速公路網(wǎng)2005年發(fā)布的國家高速公路網(wǎng)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(wǎng)”，總里程達(dá)8萬公里。其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其他路線約1.7萬公里，計劃30年時間完成。規(guī)劃后的高速公路網(wǎng)，將形成由中心城市向外放射以及橫貫東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ?，并且?shí)現(xiàn)“東部加密、中部成網(wǎng)、西部連通”的新局面。

其具體目標(biāo)是：覆蓋10多億人口；直接服務(wù)范圍東部地區(qū)超過90%、中部地區(qū)達(dá)83%、西部地區(qū)近70%；實(shí)現(xiàn)東部地區(qū)平均30分鐘、中部地區(qū)平均60分鐘、西部地區(qū)平均120分鐘上高速；連接全國所有省會城市，以及目前城鎮(zhèn)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(huán)渤海、長三角、珠三角三大都市圈內(nèi)部，形成較為完善的城際高速公路網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)“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(wǎng)絡(luò)。

第二節(jié)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(biāo)準(zhǔn)下，在一定時段內(nèi)道路某斷面可通過的最大車輛數(shù)。道路條件道路條件指公路的幾何特征，包括每個方向的車道數(shù)（是否可超車）、車道的寬度（速度的大?。┖吐芳鐚挾?、側(cè)向凈空、設(shè)計速度以及平面和縱面線形（與速度有關(guān)）。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(biāo)準(zhǔn)度量標(biāo)準(zhǔn)是計算通行能力的前提條件。一般用服務(wù)水平來表示，服務(wù)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(shù)性能相同的一種標(biāo)準(zhǔn)車，以最小車頭間距連續(xù)行駛的理想交通流，在單位時間內(nèi)通過公路斷面的車輛數(shù)。容許通行能力(可能通行能力)是公路實(shí)際所能承擔(dān)的最大交通量，指對理想條件不符的各種道路條件和交通條件進(jìn)行修正，使之達(dá)到人們所允許的最低質(zhì)量要求，而后得到的可能通行能力。設(shè)計通行能力（實(shí)際通行能力）就是根據(jù)對交通運(yùn)行的質(zhì)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(jìn)行相應(yīng)的修正后得到的通行能力。3.公路設(shè)施分類非間斷交通流設(shè)施這類交通流設(shè)施中沒有引起交通流中斷的設(shè)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(huán)境之間相互影響的結(jié)果。非間斷交通流設(shè)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(shè)施這類交通流設(shè)施中有專門引起交通流中斷的設(shè)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(huán)境之間的影響，而且受引起交通流中斷的設(shè)備的影響。間斷交通流設(shè)施主要包括交叉口、市區(qū)與郊區(qū)的道路。根據(jù)公路設(shè)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(nèi)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(shù)值，一般采用的速度標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)動中的時間。只有在非阻塞條件下運(yùn)行的非間斷流設(shè)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(nèi)通過一條車道或道路某一斷面的車輛總數(shù)。為了反映出某一較長時間段內(nèi)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(nèi)，通過一條車道或道路指定斷面的車輛數(shù)。例如在15min內(nèi)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(shù)：指高峰小時交通量與該小時內(nèi)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(shù)。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(shù)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(shè)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(guān)系A(chǔ).速度—密度關(guān)系道路上行駛的車輛數(shù)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(xiàn)象，用數(shù)學(xué)公式來描述這種現(xiàn)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(guān)系流量就是交通量，前面我們已經(jīng)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(shù)。它有兩種表達(dá)方式，其一是，其二是，將代入速度—密度關(guān)系得：C.流量—速度關(guān)系由上述可知，速度—密度關(guān)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(shù)性能相同的一種標(biāo)準(zhǔn)車，以最小車頭間距連續(xù)行駛的理想交通流，在單位時間內(nèi)通過公路斷面的車輛數(shù)。車頭間距是連續(xù)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(yīng)時間及安全距離有關(guān)。車頭時距是指前車車頭通過某一點(diǎn)的時間與尾隨車車頭通過該點(diǎn)的時間之差。通行能力=2)設(shè)計通行能力設(shè)計通行能力指要求道路承擔(dān)的通行能力，它不僅與道路條件和交通條件有關(guān)，而且與設(shè)計要求的服務(wù)水平有關(guān)。即使具有類似的道路與交通條件，由于要求的交通服務(wù)水平不同，其設(shè)計通行能力也不一樣。交通服務(wù)水平交通服務(wù)水平是描述車輛在道路上行駛時的舒適程度?？疾煲粭l道路的交通服務(wù)水平主要從運(yùn)行速度、駕駛自由度、舒適、方便和安全等方面考慮。交通服務(wù)水平主要由平均行程速度、密度和流率確定。目前我國將交通服務(wù)水平劃分為四級，其中一級最高，四級最低。一級服務(wù)水平：交通流處于穩(wěn)定流范圍內(nèi)，可自由選擇所需速度。二級服務(wù)水平：交通流處于穩(wěn)定流范圍內(nèi)，但已接近不穩(wěn)定范圍，車輛的運(yùn)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(wù)水平：車輛的密度大，速度和駕駛的自由受到嚴(yán)格的限制，缺少舒適感和方便性。四級服務(wù)水平：實(shí)際車輛的數(shù)量接近和等于通行能力值，車輛的運(yùn)行狀況極不穩(wěn)定。車輛的自由度極小，舒適和方便程度極差。設(shè)計通行能力的計算先計算出基本通行能力，然后根據(jù)設(shè)計的交通服務(wù)水平等級確定修正系數(shù)，將基本通行能力與修正系數(shù)相乘即可得出設(shè)計通行能力。如高速公路單車道的設(shè)計通行能力為：：理想條件下一個車道的基本通行能力。：與i級服務(wù)水平對應(yīng)的交通量與通行能力之比的最大值。3)各級公路的適應(yīng)交通量高速公路的適應(yīng)交通量：單車道通行能力，單位為。：單向車道數(shù)：設(shè)計小時交通量系數(shù)，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(qū)用13%，山區(qū)用15%。：交通量方向分布系數(shù)，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(yīng)交通量：各車道的折減系數(shù)，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(shù)主要考慮因橫向干擾車輛經(jīng)常要變換車道及車輛在側(cè)向相互干擾。雙車道公路的適應(yīng)交通量：為雙車道公路的通行能力：設(shè)計小時交通量系數(shù)第三節(jié)公路運(yùn)輸設(shè)施1公路運(yùn)輸設(shè)施1).公路的分級公路是指連接城市、鄉(xiāng)村，主要供汽車行駛的具備一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路。根據(jù)公路的作用及使用性質(zhì)，可劃分為：國道、省道，縣道及鄉(xiāng)村道路。根據(jù)所適應(yīng)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。等級高速一級二級三級四級AADT(輛/d)>2500015000—300003000—35001000-40001500標(biāo)準(zhǔn)車小客車小客車中型貨車中型貨車中貨出入口控制完全部分設(shè)計年限2020151010注:AADT為標(biāo)準(zhǔn)車的年平均日交通量。2).公路的設(shè)計準(zhǔn)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(shè)計必須規(guī)定一些基本的設(shè)計準(zhǔn)則。出入口控制出入口控制就是規(guī)定車輛必須在指定出入地點(diǎn)出入，出入口控制方式和數(shù)量，對于行駛的質(zhì)量和安全有很大的影響。高速公路和收費(fèi)公路應(yīng)采用出入口完全控制，高速公路與其它公路相交時應(yīng)采用立體交叉。一級公路和二級汽車專用公路，采用出入口部分控制。在交通量大、車速高的路口，應(yīng)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。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(fèi)用有重大影響。計算行車速度一般根據(jù)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120100806010060804060304020設(shè)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(shè)計人員在設(shè)計過程中不可能對每種車輛都進(jìn)行檢算，設(shè)計車輛就是從實(shí)際車輛中抽取出來的、供設(shè)計采用的一種實(shí)際或虛擬車輛。目前我國將機(jī)動車的設(shè)計車輛分為三類：小型汽車、普通汽車和大型車。公路設(shè)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61.8載重車122.541.56.54半掛車162.541.24+8.82設(shè)計交通量交通量為一晝夜雙方向通過的車輛數(shù)，設(shè)計交通量的單位為(pcu/d)，pcu表示汽車當(dāng)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(zhǔn)。其它車輛按規(guī)定的換算系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)車交通量。車種普通汽車小型汽車絞接汽車自行車三輪車板車換算系數(shù)10.671.330.10.5以普通汽車為標(biāo)準(zhǔn)的車種換算系數(shù)3).公路幾何設(shè)計要素①平面線型設(shè)計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?；拘蛃型卵形凸型復(fù)合型c型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(guī)范規(guī)定平曲線半徑等于或小于250米時，應(yīng)在平曲線內(nèi)側(cè)加寬。汽車加寬示意圖③超高當(dāng)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(chǎn)生的離心力，將曲線的外側(cè)路面橫坡做成與內(nèi)側(cè)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(shù)；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(yīng)是與圓曲線半徑相適應(yīng)的全超高，在緩和曲線上是逐漸變化的超高。

這段從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。④行車視距司機(jī)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。A.停車視距：汽車行駛時，司機(jī)看到前方障礙物后，剎車所需的最短安全距離。根據(jù)停車視距的含義，停車視距包括反應(yīng)距離、制動距離和安全距離三部分。(一)反應(yīng)距離S1駕駛員發(fā)現(xiàn)前方的障礙物，經(jīng)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。即：S1=（式中：V—千米/小時，t——一般取2.5秒）(二)制動距離S2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S2：S2=式中：φ—路面縱向摩阻系數(shù),與路面種類和狀況有關(guān)i—道路縱坡，上坡為“+”下坡為“—”V—計算行車速度，km/hK－制動系數(shù)，一般在1.2～1.4之間(三)安全距離S0安全距離是指汽車停住至障礙物前的距離，S0一般取5m～10m。停車視距為:ST=B.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。C.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(一)加速行駛距離S1當(dāng)超車經(jīng)判斷認(rèn)為有超車的可能，于是加速駛?cè)雽ο蜍嚨?，在駛?cè)雽ο蜍嚨乐暗募铀傩旭偩嚯x:S1式中：V0——超車的初速度（Km/h）；t1—超車加速時間（s）；a—超車平均加速度（m/s2）。(二)超車在對向車道行駛的距離:S2S2=式中：V—超車在對向車道上行駛的速度(Km/h)；t2—超車在對向車道上行駛的時間(s)。(三)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(shù)值，一般?。篠0=（15～100）米(四)超車開始加速到超車完了時對向汽車的行駛距離S3S3=式中：V′—對向汽車行駛速度(Km/h)。理想全超車過程為：SH=S1+S2+S3+S0超車視距在地形條件困難時可采用：SH=S2+S3+S3′S3′為對向車行駛的距離，按t2的三分之二行駛時間確定。D.道路設(shè)計中對視距的要求在一條公路的車流中，經(jīng)常會出現(xiàn)停車、錯車、會車和超車，特別是以混合交通為主的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(diǎn)處都能保證超車視距的要求當(dāng)然最好，但事實(shí)上是很難做到的，也是不經(jīng)濟(jì)的，故對于不同的公路按其實(shí)際需要作了不同的規(guī)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(yīng)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(yán)格實(shí)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(dāng)發(fā)現(xiàn)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(yīng)小于會車視距。視距的保證：清除視覺障礙物。視距的保證⑤縱斷面設(shè)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(shè)計的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括縱坡、縱坡長度、平均縱坡、合成坡度、豎曲線等?？v坡最大縱坡公路路線最大縱坡是線形設(shè)計的一項重要指標(biāo)，它直接影響公路路線的長度、使用質(zhì)量、行車安全、工程造價和運(yùn)輸成本。當(dāng)汽車在過陡的坡段上行駛時，有如下缺點(diǎn)：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(qiáng)的抗滑能力城市道路地面標(biāo)高難與人行道縱坡相協(xié)調(diào)。不利于地下管道的鋪設(shè)?；谝陨显?，必須對道路的最大縱坡值進(jìn)行限制。最小縱坡在公路挖方及低填方路段，應(yīng)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(yīng)采用不少于0.3%的縱坡。如不能滿足這一要求，應(yīng)采取其它辦法保證雨水的正常排出。最大坡長限制當(dāng)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(fù)荷狀態(tài)，從而引起水箱開鍋（水沸騰），失去冷卻作用，嚴(yán)重時，還可能使發(fā)動機(jī)熄火，影響行車安全。當(dāng)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(fā)熱失靈，引起車禍。因此，對其坡長必須進(jìn)行限制。?最短坡長限制相鄰兩坡段的交點(diǎn)稱為變坡點(diǎn)，如變坡點(diǎn)過多，車輛行駛時司機(jī)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長度。平均縱坡為合理運(yùn)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(dāng)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(yīng)限制合成坡度的最大值。豎曲線在變坡點(diǎn)處，圓順地連接兩坡段的曲線稱為豎曲線。當(dāng)變坡點(diǎn)在曲線上方時，稱為凸形豎曲線，變坡點(diǎn)在曲線下方時，稱為凹形豎曲線。設(shè)置凸形豎曲線時應(yīng)做到使線路平順并保證行車視距。設(shè)置凹形豎曲線應(yīng)使車輛振動及產(chǎn)生的離心加速度盡量少，此外，還應(yīng)保證夜間車輛燈光所能照亮的距離應(yīng)大于等于行車視距。⑥橫斷面設(shè)計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(yīng)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(guān)。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(biāo)志牌、安設(shè)護(hù)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(jié)構(gòu)，以供偶然停車使用。中間帶沿道路縱向設(shè)置的帶狀非行車部分稱為中間帶。中間帶由分隔帶及兩側(cè)路緣帶組成。中間帶的主要作用是分隔車流，安設(shè)交通標(biāo)志、公用設(shè)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(fù)合交叉。按構(gòu)造分類，根據(jù)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(shè)置交通標(biāo)線、標(biāo)志和交通島等，使各種不同性質(zhì)和不同速度的車輛，能像渠道內(nèi)的水流那樣，順著規(guī)定的方向互不干擾地行駛。這種引導(dǎo)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(fā)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(zhì)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?cè)虢徊婵?，由于行駛方向的不同，車輛間的交錯就有所不同。沖突點(diǎn)：當(dāng)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(fā)生碰撞的地點(diǎn)；合流點(diǎn)：當(dāng)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(fā)生擠撞的地點(diǎn)。危險點(diǎn)：沖突點(diǎn)和合流點(diǎn)的統(tǒng)稱，是危及行車安全和發(fā)生交通事故的地點(diǎn)。危害程度：沖突點(diǎn)＞合流點(diǎn)因此應(yīng)盡量消除、減少沖突點(diǎn)，或采用渠化交通等方法，把沖突點(diǎn)限制在較小的范圍內(nèi)。a三路交叉b四路交叉c五路交叉（圖中，“?”為沖突點(diǎn)，“○”為合流點(diǎn)。）三路相交的交叉口，3個沖突點(diǎn)、3個合流點(diǎn)；四路十字形交叉口，16個沖突點(diǎn)、8個合流點(diǎn)；五路交叉口，50個沖突點(diǎn)、15個合流點(diǎn)。交叉口危險點(diǎn)的多少，視交叉口相交路線的數(shù)量和型式而異，且隨相交路線數(shù)量的增加而顯著增加。在規(guī)劃設(shè)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(diǎn)。產(chǎn)生沖突點(diǎn)最多的是左轉(zhuǎn)彎車輛。如何處理和組織左轉(zhuǎn)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(guān)鍵之一。圖8－2交通管制后的危險點(diǎn)(2)減少或消滅沖突點(diǎn)的措施①建立交通管制：裝設(shè)交通信號燈或由交通警察指揮交通，使直行車和左轉(zhuǎn)彎車的通行時間錯開。②采用渠化交通A適當(dāng)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(diǎn)限制在一定范圍內(nèi)；B采用環(huán)形交叉（俗稱轉(zhuǎn)盤），使進(jìn)入交叉口后的車輛按逆時針方向環(huán)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(jìn)，消滅交叉口的沖突點(diǎn)。③創(chuàng)建立體交叉：將相互沖突的車流分別設(shè)在不同標(biāo)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(shè)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(shè)計速度≤60km/h，或設(shè)計速度為80km/h，但交通量較小，次要公路為縣鄉(xiāng)公路或四級公路，轉(zhuǎn)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(shè)計速度為80km/h,次要公路為縣鄉(xiāng)公路或四級公路，且主要公路右轉(zhuǎn)彎交通量較大，會導(dǎo)致直行車輛的過分減速。加寬式T形交叉（增辟左轉(zhuǎn)減速車道）：同上，主要公路左轉(zhuǎn)彎交通量較大，會導(dǎo)致直行車輛的過分減速。非加寬十字交叉：縣鄉(xiāng)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(shè)計速度為80km/h，次要公路為縣鄉(xiāng)公路或三、四級公路且轉(zhuǎn)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(yīng)采用由分隔島、導(dǎo)流島來指定各向車流行逕的渠化交叉。

只在次要公路上設(shè)分隔島的渠化T形交叉：主要公路為二級公路的T形交叉，當(dāng)直行交通量不大，而與次要公路間的轉(zhuǎn)彎交通量占相當(dāng)比例在主、次要公路上均設(shè)分隔島的渠化T形交叉：主要公路的直行交通量較大設(shè)置導(dǎo)流島的渠化T形交叉：主要公路為四車道公路，或設(shè)計速度≥60km/h且有相當(dāng)比例轉(zhuǎn)彎交通量的二級公路。設(shè)置導(dǎo)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(shè)計速度為80km/h的雙車道公路，或雖然設(shè)計速度為60km/h，但屬區(qū)域干線的雙車道公路。③環(huán)形交叉環(huán)形交叉是在交叉口中央設(shè)置一個中心島，用環(huán)道組織渠化交通，駛?cè)虢徊婵诘能囕v，一律繞島作逆時針單向行駛，至所要去的路口離島駛出。環(huán)形交叉適用于一條四車道公路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。

交通運(yùn)輸工程學(xué)講稿—公路運(yùn)輸及其發(fā)展PAGEPAGE225)立體交叉立體交叉是指交叉道路的中心線在不同標(biāo)高相交時的道路交叉口。(1)按跨越方式劃分為上跨式和下穿式。上跨式立交占地面積大，引道較長，影響式容和視線；施工方便，造價低，易排水。適用于市區(qū)外或周圍有高大建筑物處。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。(2)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交,其上下層道路互不聯(lián)通，僅需建造供直行車流通行的立交橋。這種立交構(gòu)造簡單，占地少、造價低，但車輛在此處不能轉(zhuǎn)彎，需繞行。適用于城市路網(wǎng)密度大，交叉口間距短的區(qū)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?；ネㄊ搅⒔唤Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地多，造價高，全部或部分消滅了沖突點(diǎn)，故交通條件好。根據(jù)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(huán)形立體交叉。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(diǎn)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(diǎn)。適用于個別方向的交通量很小、可分期修建的立交、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。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(shù)最多，且相互交錯，需要彩和多層立交才能通過。但它的行駛路線清楚，轉(zhuǎn)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(qū)采用。D.環(huán)形立體交叉環(huán)形立體交叉就是立交中至少有一個環(huán)形平面交叉。環(huán)形立體交叉系由環(huán)形平面交叉發(fā)展演變而成的，可分為二層、三層及四層環(huán)形立體交叉。6).路面路面是用各種堅硬材料鋪設(shè)在路基頂面上的層狀結(jié)構(gòu)物。對路面的基本要求是：A.應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性在行車荷載作用下，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)會產(chǎn)生拉、壓、剪切等應(yīng)力和變形。如果路面結(jié)構(gòu)整體或某一部分的強(qiáng)度和抗變形能力不足，就會出現(xiàn)斷裂、沉陷和波浪等損壞現(xiàn)象。從而使路況迅速惡化，影響道路的服務(wù)質(zhì)量，這就要求路面結(jié)構(gòu)必須具備同行車荷載相適應(yīng)的強(qiáng)度和剛度。另外，由于路面結(jié)構(gòu)處于自然環(huán)境中，經(jīng)常受到水和溫度變化的影響，其性狀也就發(fā)生相應(yīng)的改變。例如，瀝青路面在夏季高溫時發(fā)軟，可能會出現(xiàn)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(shè)計時選用合適的材料并采取一定的結(jié)構(gòu)措施，使路面結(jié)構(gòu)具有足夠的穩(wěn)定性。?B.路面應(yīng)平整路面表面應(yīng)保持一定的平整度，從而減少沖擊力，提高行車速度和舒適性。C.路面應(yīng)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(xiàn)打滑現(xiàn)象，使車速降低，甚至?xí)鸾煌ㄊ鹿省.路面應(yīng)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(dāng)路面應(yīng)具有良好的耐久性時，才能保證路面的正常使用。E.應(yīng)考慮路面對環(huán)境的影響主要從揚(yáng)塵和噪音兩方面考慮。7).路面等級的劃分路面按其使用品質(zhì)、材料和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分為四個等級，各種路面從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使用壽命，能適應(yīng)的交通量，行車速度，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用及運(yùn)輸成本，基建投資等方面比較如下。高級路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，使用壽命長能適應(yīng)較大的交通量，平整無塵行車速度高養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)輸成本低基建投資大高級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。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。中級路面強(qiáng)度低，使用期限短僅能適應(yīng)較少的交通量，平整度差，易揚(yáng)塵。行車速度低養(yǎng)護(hù)工作量大，運(yùn)輸成本高?；ㄍ顿Y少。一般用于三、四級公路，如碎石、礫石路面屬于中級路面。?低級路面強(qiáng)度低，水穩(wěn)性差，雨季常不能通車。僅能適應(yīng)很小的交通量，平整度差，易揚(yáng)塵。行車速度低。養(yǎng)護(hù)工作量大，運(yùn)輸成本高。造價極低。一般用于四級公路。如砂礫石土路面。8).路面分類路面分類方法很多，按路面的力學(xué)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(qiáng)度較小的路面。如瀝青路面。剛性路面的抗彎拉強(qiáng)度及彈性模量教大，呈現(xiàn)出較大的剛性。如水泥路面。9).路面的結(jié)構(gòu)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(jīng)歷著成長、衰退和破壞的過程。處于不同深度的路面結(jié)構(gòu)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(jìn)行路面結(jié)構(gòu)時，就應(yīng)按照不同深度采用不同的材料，使各層的路面材料都能發(fā)揮它們潛在的強(qiáng)度。否則，不是某一層路面材料的強(qiáng)度未得到充分發(fā)揮，就是因強(qiáng)度不足而導(dǎo)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。面層面層是直接同車輪和大氣相接觸的結(jié)構(gòu)層。面層承受行車荷載的作用力最大，因此，面層應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(yīng)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(zhì)?；鶎踊鶎又饕惺苊鎸觽鱽淼能囕喆怪眽毫?，并將其擴(kuò)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(yīng)具有足夠的強(qiáng)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，所以基層仍有可能受到地下水和路表水的滲入，因此基層應(yīng)有足夠的水穩(wěn)定性。為了保證面層的厚度均勻，要求基層應(yīng)有良好的平整度。墊層墊層設(shè)在基層與土基之間。墊層主要起排水、防凍、隔離和擴(kuò)散應(yīng)力的作用。因此墊層應(yīng)具有較好的水穩(wěn)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(yùn)輸順利進(jìn)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(chǎn)生交通混亂、阻塞的地點(diǎn)設(shè)置必要的管理站和各種指揮、顯示設(shè)施；建立各種交通管理規(guī)章制度，以維護(hù)交通秩序，確保行車和行人的安全。公路交通管理就是要規(guī)定車輛、駕駛員和行人的行動準(zhǔn)則；科學(xué)地組織、指揮交通。公路交通管理的內(nèi)容車輛管理：檢查車輛牌照是否真實(shí)有效；車輛尺寸是否符合規(guī)定；車輛的性能是否完好；貨物是否按規(guī)定裝載；車輛是否超載；車輛是否按規(guī)定停放。駕駛員管理：包括駕駛證的發(fā)放；定期組織駕駛員進(jìn)行學(xué)習(xí)；以及違章和事故處理的規(guī)定。交通規(guī)則：車輛、駕駛員和行人的行動準(zhǔn)則；2).交通控制設(shè)備交通控制設(shè)備主要有交通標(biāo)志、路面標(biāo)線和交通信號三種。目的是保護(hù)道路設(shè)施的安全；提高行車效率；維護(hù)交通安全。(1)交通標(biāo)志就是用一定的標(biāo)記，繪以符號、圖案、簡單文字、號碼等，裝置在適當(dāng)?shù)牡胤剑A(yù)示前方公路的狀況或事物發(fā)生的狀態(tài)。按其作用可分為四種。①指示標(biāo)志：指示車輛、行人行進(jìn)或停止的標(biāo)志。如直行、調(diào)頭標(biāo)志等。②警告標(biāo)志：警告駕駛注意公路急彎、陡坡、交叉道口及影響行車安全的地點(diǎn)。③禁令標(biāo)志：禁止車或限制車輛、行人通行的標(biāo)志。④指路標(biāo)志：指出省、市、縣等行政區(qū)劃的分界；指出前方地名和城鎮(zhèn)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(wù)設(shè)施及其它的必要指向。指路標(biāo)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(biāo)線和路標(biāo)路面標(biāo)線就是在路面上作出的管制交通的符號。路面標(biāo)線可在路面上用油漆噴刷；也可在路面上嵌入混凝土預(yù)制塊、瓷瓦等方式實(shí)現(xiàn)。我國公路路面標(biāo)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(biāo)線的顏色采用白色或黃色。白色一般用于準(zhǔn)許車輛越過的標(biāo)線，黃色一般用于車輛不準(zhǔn)超越的標(biāo)線。路標(biāo)是一種反光標(biāo)志物，一般埋設(shè)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(biāo)反射車燈發(fā)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(dǎo)向。(3)交通信號交通信號主要是指信號機(jī)發(fā)出的信號；信號機(jī)用紅、綠、黃三種色燈來發(fā)出信號。綠燈亮，準(zhǔn)許車輛通行；紅燈亮，禁止車輛同行；黃燈亮，禁止車輛同行，但已越過停車線的車輛可繼續(xù)通行。交通信號可分為定時式和感應(yīng)式兩種。定時式信號先設(shè)置好紅、綠、黃燈的時間，之后，信號機(jī)重復(fù)變換紅、綠、黃燈。這種方式既經(jīng)濟(jì)又準(zhǔn)確，目前我國絕大多數(shù)交叉口均采用這種方式。定時式信號不能隨交通流的變化而改變紅、綠、黃燈的時間，在交通量變化大的交叉口不宜采用。為此，感應(yīng)式信號機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了。感應(yīng)式信號機(jī)就是利用車輛檢測器來確定到達(dá)交叉口的車輛數(shù)，根據(jù)相交道路車流大小隨時改變紅、綠、黃燈的時間，因此它能充分利用綠燈時間。但感應(yīng)式信號機(jī)的造價較高，這在一定程度上限制了它的應(yīng)用。第四節(jié)汽車1汽車的分類及主要技術(shù)性能1).汽車汽車是一種自帶動力裝置驅(qū)動，無架線的運(yùn)載工具，其結(jié)構(gòu)基本上可分成四大部分。①動力裝置動力裝置是汽車行駛的動力源泉，包括發(fā)動機(jī)、燃料供給系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。②底盤底盤的主要作用是接受動力裝置發(fā)出的動力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動。傳動系（離合器、變速器、萬向傳動裝置、驅(qū)動橋）行駛系（車架、輪胎及車輪、懸架、從動橋）轉(zhuǎn)向系（帶轉(zhuǎn)向盤的的轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)）制動系（制動器和制動傳動機(jī)構(gòu)）③車身客車車身一般采用整體結(jié)構(gòu)，貨車車身一般包括駕駛室和各種形式的車廂。④電器及儀表包括電源、發(fā)動機(jī)的起動系和點(diǎn)火系，以及汽車照明、信號、儀表等電器設(shè)備。2).汽車的分類與型號①汽車的分類汽車分為載貨汽車和載客車輛兩大類。載客車輛中包括轎車、微型客車、輕型客車、中型客車、大型客車及特大型客車（如餃接客車、雙層客車）。載貨汽車包括廂式汽車、罐式汽車、倉柵式汽車及由多節(jié)車輛組成的汽車列車。②汽車型號的表示方法□□〇〇〇〇□□□□□第一位表示企業(yè)名稱，由企業(yè)名稱頭兩個漢字的第一個拼音字母表示。第二位是車輛類別代號：1-貨車；2-越野汽車；3-自卸汽車；4-牽引汽車；5-專用汽車；6-客車；7-轎車；8-（暫空）；9-半掛車及專用半掛車第三位是主參數(shù)代號：貨車、越野汽車、自卸汽車、牽引汽車及半掛車用車輛總質(zhì)量（t）表示；客車為車輛長度，小于10米時，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，并以其值的十倍數(shù)表示；轎車為發(fā)動機(jī)排量，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，并以其值的十倍數(shù)表示；第四位是產(chǎn)品序號，0表示第一代，1表示第二代。第五位是專用汽車分類代號：X-廂式汽車；G-罐式汽車；C-倉柵式汽車；T-特種結(jié)構(gòu)汽車。第二、三格為