《道路工程》講義一零

《道路工程》

RoadEngineering中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系道路工程中南大學(xué)土木工程學(xué)院道路工程系

第二章道路交通特性本章主要內(nèi)容道路交通基本特性人的特性及其影響人是交通系統(tǒng)中的最活躍的因素；人是交通需求之源；人是影響交通安全之關(guān)鍵；人是改善交通系統(tǒng)之主；道路交通系統(tǒng)應(yīng)以人為本車輛類型車輛的屬性車輛的性能和運行特性車輛污染

噪音污染廢氣污染腐蝕性液體污染道路車輛的特性機動車非機動車尺寸質(zhì)量性能道路等級道路功能與需求地形條件道路工程及其設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計要考慮并滿足這些設(shè)施的使用對象—載運工具運行特性的要求。行駛在道路上的車輛種類很多，有機動車和非機動車。摩托車、小汽車、公共汽車、載重汽車、拖掛車和大型集裝箱車等。電動車、自行車、三輪車、板車、獸力車等。車輛的類型行駛在道路上的不同車輛對道路規(guī)劃、設(shè)計以及附屬設(shè)施都提出了不同的要求。車輛的類型：客車和貨車客車貨車包括卡車（輕型、中型、重型）、組合式貨車（各種拖掛式貨車）

包括轎車、面包車、公共汽車（小型、中型、鉸接式）車輛的類型車輛的屬性在確定交通工程的某些任務(wù)中起著重要作用。屬性參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、質(zhì)量（重量）參數(shù)和性能參數(shù)。車輛的尺寸由車輛的總長度、寬度和高度組成，它會影響到道路的線形（轉(zhuǎn)彎半徑）、車道的寬度、交通結(jié)構(gòu)物的凈空、停車場等交通設(shè)施的設(shè)計。道路設(shè)計的各種因素，如路幅組成、縱坡、視線、彎道加寬、交叉口設(shè)計等都與車輛的外部尺寸密切相關(guān)。影響道路幾何設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的其他尺寸參數(shù)還有：前懸距離、后懸距離、軸距、雙軸中心距、三軸中心距、輪中心距等。車輛的屬性和性能車輛的重量影響到對道路和橋梁的結(jié)構(gòu)承受荷載能力的要求。車輛的重量特性主要由車的總重、軸重、軸型和輪型來表征。車輛的總重或軸重越大，對道路和橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求就越高，同時，在使用過程中對道路和橋梁的損壞程度也越嚴(yán)重，因而，所道路工程的造價、運營和管理費用就越高。為了兼顧道路建設(shè)和運營部門級道路使用者各方的利益，對道路上行駛車輛的總重和軸重的最高值都進行了定量限制。車輛的屬性和性能公路設(shè)計車輛外輪廓尺寸公路設(shè)計車輛注：①前懸：指車體前面至前輪車軸中心的距離；

②軸距：指前輪車軸中心至后輪車軸中心的距離；

③后懸：指后車軸中心至車體后面的距離。鞍式列車適用于大型集裝箱運輸，其作為有大型集裝箱車通行的高等級道路的設(shè)計依據(jù)。

公路設(shè)計車輛城市道路非機動車包括：電動車、自行車、三輪車、板車和獸力車。其外部參考尺寸見下表：城市道路設(shè)計車輛我國汽車行業(yè)強制性標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB1589—89對汽車的外廓尺寸限界作了如下規(guī)定：

汽車外廓尺寸限界即對汽車的總高、總寬、總長的限制規(guī)定，這項規(guī)定適用于公路和城市道路運輸用的汽車及汽車列車。

汽車最大外廓尺寸應(yīng)不超過如下限制規(guī)定：

總高4.0m；

總寬（不包括后視鏡）2.5m；

總長：

載重汽車（包括越野載重汽車）12.0m；

客車12.0m；鉸接式客車18.0m；

牽引車拖半掛車16.5m；

汽車全掛汽車列車20.0m。汽車的尺寸道路交通流特性及通行能力道路設(shè)計的基本依據(jù)設(shè)計車輛計算行車速度交通量通行能力與服務(wù)水平小客車載重汽車鞍式列車設(shè)計速度行車速度交通流分析設(shè)計交通量交通流的三個基本要素：速度、交通量、交通密度1、設(shè)計車輛規(guī)范對各種車輛進行分類，將其尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，稱為設(shè)計車輛。路上行駛的車輛類型繁多，各具不同的尺寸，對道路的幾何和結(jié)構(gòu)尺寸提出了不同的要求。所以在道路設(shè)計時，通常選擇一些車輛作為設(shè)計車輛，這些車輛的尺寸和行駛特性要求將對道路設(shè)計起控制作用。設(shè)計車輛

在公路設(shè)計過程中，“設(shè)計車輛”是一種設(shè)計所采用的有代表性的車型，其外廓尺寸、載重量和運行性能是用于確定公路幾何設(shè)計、交叉幾何設(shè)計和路基寬度的主要依據(jù)。因此將設(shè)計車輛作為道路設(shè)計的依據(jù)之一。

設(shè)計車輛的選擇依據(jù)是道路的功能等級和使用該道路的車輛組成。轎車和卡車一般是道路設(shè)計需要考慮的最小車輛。大多數(shù)公路設(shè)計應(yīng)考慮選擇一種半掛式組合貨車作為設(shè)計車輛，特別是在彎道處設(shè)計路緣石或分隔帶時。設(shè)計車輛小客沿車胖載重伶汽車若鞍蛾式列確車我國《公路答工程務(wù)技術(shù)繼標(biāo)準(zhǔn)》和《城市汗道路衫設(shè)計炮規(guī)范》選用災(zāi)的設(shè)笨計車于輛有近三種券類型貴：小客泥車、載重竭汽車和鞍式急列車。并腰分別憂規(guī)定爪了它艇們的鎮(zhèn)外廓塔尺寸快，作案為設(shè)遵計式敬的控待制指覆標(biāo)。設(shè)計軋車輛鞍式列車公路設(shè)計車輛（單位：m）小客車載重汽車設(shè)計丈車輛2、設(shè)朽計車標(biāo)速（花計算斷行車要速度惜）道路掙設(shè)計攏標(biāo)準(zhǔn)求的高研低取雞決于配設(shè)計劍車速扛的高恰低，稍即計皮算行呈車速宵度的碗高低參。設(shè)虛計車眠速（定計算利行車粗速度鹽）是友道路秀幾何永設(shè)計漲的一出項主抽要控漲制指客標(biāo)。2、設(shè)身計車甩速（藏計算悟行車券速度賠）定義暑：具有于中等盾駕駛等水平璃的駕控駛員喘，在弓天氣私良好嚼、低弓交通坡密度貌時，范安全剪行駛撤所能切維持只的最穩(wěn)大速測度。設(shè)計頓車速屢是決水定公陳路幾萄何形棗狀的睛基本準(zhǔn)依據(jù)伏，曲悅線半盆徑、野超高鈴、視響距等瀉技術(shù)瘡指標(biāo)每都起褲著決茂定的金作用案，同疊時也栽影響重著車咱道的良尺寸侵和數(shù)課目以狗及路薪肩寬乳度等預(yù)指標(biāo)曠的確盾定。所選葉用的筋設(shè)計盼速度棕（計看算行墊車速媽度）經(jīng)越高釀，道紫路幾諷何設(shè)骨計的晴標(biāo)準(zhǔn)崗也越艙高，歇道路這的修榮建費細用也歸相應(yīng)麗提高，特別勻是在史地形徑復(fù)雜撐的地魄段。叢然而胸，依宴據(jù)過腐低的婆設(shè)計準(zhǔn)速度泄修建北的道云路，童如果夏需要膝日后堪再進競行改貫善提蛇高，尤往往篩會耗央資巨椅大，領(lǐng)甚至渠因不姻可能役實施爆而被雪迫放千棄。按設(shè)律計速均度所拿建立繪的幾遲何設(shè)匪計標(biāo)富準(zhǔn)是競低限匠要求。條件至許可瞇時，庭應(yīng)采弄用盡裳可能嶼高的競線形悔標(biāo)準(zhǔn)吧。由歪于地毅形或象使用拘要求繞變化壩，整評條道汁路的秒不同范路段趁可能暗需要黃選擇鋒不同撤的設(shè)還計速蕩度，尼但路銀段的帥長度演不宜互過長曾，同堵時，立不同俊設(shè)計艱速度身的路禾段之美間應(yīng)盞有設(shè)均計速祥度逐大漸變衰化的或過渡跑段。2、設(shè)古計車?yán)伲ㄕ裼嬎憷诵熊嚲S速度假）從工程糊的難河易程培度、工程汗量大經(jīng)小及技術(shù)死經(jīng)濟的合慈理性位考慮挑，我旗國各全級公勉路按圣不同秋的使泄用要鏟求分政為不恩同的努設(shè)計象速度喝，二維至四肥級公釘路分階為兩資種，肅高速披公路腳與一鋒級公竭路由圣于設(shè)喜計的興速度授高、分線形親指標(biāo)尺高、決工程淘造價泛大，雜設(shè)計為速度喊對其捆影響你的程燭度相煮對較連大，飼將高處速公暗路與垂一級妹公路柜的設(shè)祖計速同度分亭為三盈種，摧供設(shè)屈計時捏增加濟靈活漿度、干更好勾地配族合地籮形和鋒景觀咐、合訪理優(yōu)念化設(shè)刷計用繞。2、設(shè)兼計車補速（隸計算凡行車普速度靈）項目類別級別設(shè)計車速(km/h)快速路80，60主干路I60，50II50，40III40，30次干路I50，40II40，30III30，20支路I40，30II30，20III20各級舞城市知道路圣設(shè)計夫車速行車全車速綱與設(shè)佳計車半速的垮關(guān)系行車勁速度是指惜在道糞路上廊的實際鮮行駛鋼速度，它諷受氣嚴(yán)候、泥地形禾、交興通密漠度和歪道路雖本身夸條件畫的影儲響，卸同時或與駕快駛員川的技深術(shù)也謎有很液大關(guān)案系。行車隸速度約與計很算行套車速陰度的鴨區(qū)別硬在于摟前者校是車?yán)O輛的趴實際石運行搭速度肅，后纏者為劫用來專確定襪道路師設(shè)計略參數(shù)通的一裙個規(guī)指定車滋速。當(dāng)行袍車條蟻件比酬較好邊時，厚行車扇速度挽能夠榨達到鎮(zhèn)或超債過設(shè)歲計速岡度；秩相反碎，如茶果公胸路上錄行車腳條件臂較差辣則行疫車速窄度大箱多低師于設(shè)肢計速筒度。影響諸行車劫速度帥的主冰要因典素：1）駕莫駛員廁因素兆；2）車奧輛因爬素；3）道粥路因吩素；4）交費通因昂素；5）環(huán)捕境因再素。設(shè)計長速度躲較高耳時，凱平均舞實際屯行車堅速度缸約為委設(shè)計棒速度庸的60竟%～70問%；設(shè)濟計速狹度較務(wù)低時堵，實喜際行歉車速音度約群為設(shè)攜計速猴度的80島%～90扔%，甚莖至超兆過設(shè)頂計速牲度。態(tài)超過練設(shè)計煌速度遞的情冒況是產(chǎn)危險排的，評所以辣在地碰形良驕好，修線形踢順適止，視勒野開頑闊容稀易產(chǎn)瘡生超初速行新駛（送超過先設(shè)計榆速度陶）的促路段濱，要鮮特別星注意法曲線礦半徑慈、超橡高、橡縱坡看等方當(dāng)面的棕合理兔配置凱。3、交民通量交通劈燕量：是指孔單位進時間域內(nèi)通舞過道帽路某寄斷面誼的交籌通流總量（即單廁位時喚間通否過道爪路某櫻斷面吩的車劣輛數(shù)炎目）。交通宣密度：是累在一做定時準(zhǔn)間內(nèi)腫（一透般以貸平均斯晝夜膏計算塞），求在一腳定長涼度路杰段上貞的車緒輛數(shù)爬量，新他反趟映了率道路番上車宿輛的箭密集投程度始。以巨“K（輛/敬km）”記償。它茅是表繞征交茂通流晨特性遍的主揪要參視數(shù)之泥一，斬用以呢度量羽交通覺流的岔擁擠本程度胸。交通負量（Q）、已交通買密度偶（K）和迅平均湖速度督（V）之薦間的甜關(guān)系殊：3、交清通量小時爐交通銜量(H障V)：單普位小總時內(nèi)醬通過源的車釋輛數(shù)糞（輛/h）；年平刺均日考交通英量(A旨AD桑T)：指日一年36翼5天內(nèi)濕觀測謙交通遭量結(jié)憐果的針平均星值。N＝一漢年內(nèi)杏交通優(yōu)量總盯和/3丟65平均草日交堪通量(A疑DT侍)：在償少于長一年佳的時桑段內(nèi)愛的每飼日交量通量網(wǎng)的平題均數(shù)迫（輛/d），島即該誓時段臭內(nèi)通電過的辣車輛濫總數(shù)子除以裁時段邁天數(shù)棄。所謂桿的道特路交片通量考，通渴常是汁指通勸過道運路某索斷面蝕的雙向鈴交通妹量。兩縫個方剝向的太交通援量在被某些數(shù)時候托是不董平衡能的，沿所以谷道路享設(shè)計竿時，尸應(yīng)考控慮交擁通量儉的方延向分款布，輪按主要鈔方向邊的交治通量確定弊道路央所需洞提供政的通坊行能茅力。3、交羽通量設(shè)計愿交通疫量設(shè)計雄交通懸量為緩預(yù)期納到設(shè)壯計年途限末額，用葛以作擇為道瞎路設(shè)有計依紋據(jù)而糖確定砍的交批通量惹。道路逃設(shè)計烈交通統(tǒng)量用林于確定怕車道摔數(shù)、交叉占口選屠型及王設(shè)計，交通程信號及其翼他交通屋設(shè)施的設(shè)董計等靈。路面柔的設(shè)性計交桿通量權(quán)，則篩以年平炮均日汪交通價量換算富為使干用年贈限內(nèi)調(diào)一條醒車道格上標(biāo)校準(zhǔn)車逗軸載袖的累成計有鞭效作舞用次微數(shù)為誰準(zhǔn)。設(shè)計咐小時免交通異量是嫩確定公路癥等級、評答價公路芹運行贊狀態(tài)和服務(wù)杠水平的重僵要參萌數(shù)。道路蛙規(guī)劃遵設(shè)計椅時，估通常仙依據(jù)活運輸恨需求艘估計臨年平竿均日翅交通傍量。針但是嫩按照校平均駐日交責(zé)通量性確定擴道路流實施鉛所需身的容沙量，音由于臂交通管量的佩月變芳化和嚴(yán)日變斯化，年內(nèi)天有很肯多時規(guī)間出家現(xiàn)交勢通量痕超出查平均個日交初通量胳的情侮況，趨所以仙設(shè)計愁時會鏟出現(xiàn)魄很多丘時間白因容折量不吩足而葵產(chǎn)生極的交速通擁顧堵。因指此，憶設(shè)計雁時應(yīng)續(xù)該按偏照小慕時交淋通量尿，特感別是塔年內(nèi)航的高蔑峰小芒時交顏通量豬來確角定設(shè)棚計的郵容量研。什么喘是設(shè)想計小它時交塔通量(D漏HV隨)？設(shè)計散交通工量設(shè)計芬小時粘交通糟量博為紋擬訂盜道路僑（主碼要是股城市碧道路墊和交訪通量垮大的燙公路吃）、雪交通勤設(shè)施廊的設(shè)健計指沉標(biāo)而垃定的奧交通屈量，漏一般越采用高設(shè)計憂年限綁最后減一年長的預(yù)歇期第30位小憤時交凈通量接。設(shè)計棚小時楚交通幣量越尺小，同公路妖的建律設(shè)規(guī)藍模就搖越小模，建帳設(shè)費默用也吧就越母低。燥但是贊，不恰飯當(dāng)?shù)亟浣档鸵гO(shè)計甚小時匠交通耽量會種使公漲路的叨交通它條件桌惡化姐、交憤通阻恐塞和陡交通綿事故保增多抵，公法路的案綜合哭經(jīng)濟央效益勸降低。設(shè)計限交通康量設(shè)計恩小時影交通奧量DH堅V設(shè)計薯交通虹量設(shè)計稈小時艘交通瓣量DH吊V設(shè)計廁交通貝量第二憤章姜道路言交通貫特性坐與特擦征4）交跡通密高度3、交抗通量第二折章艷道路逼交通腸特性研與特鴉征車頭袍間距眠與車鄰間時選距3、交闊通量4、通燥行能植力和院服務(wù)孫水平道路扣通行堤能力是在殖一定租的道嗽路和側(cè)交通竄條件究下，至道路瞞上某旗一路碼段適忠應(yīng)車大流的娘能力或，以單位加時間盛內(nèi)通尊過的韻最大焰車輛困數(shù)表祝示。單矛位時考間通撇常以耍小時降計（預(yù)輛/小時漢）?；净柰ㄐ袦\能力是指草在理想錯條件下，衛(wèi)單位片時間樸內(nèi)一韻個車哲道或憤一條始車道英某一某路段踢可以亞通過信的小紹客車或最大羅數(shù)，是計份算各記種通狡行能旅力的交基礎(chǔ)。通越常按報照四垃級服禁務(wù)水然平時恥所能寬通過蹄的最匠大小葬時交痛通量攔，即咐理論反上所譽能通擇行的伏最大握小時央交通羽量確證定。可能外通行神能力是由易于通筒?，F(xiàn)遣實的離道路搏和交革通條粗件與聯(lián)理想泊條件業(yè)有較摸大差絹距，譜考慮沾了影盛響通延行能沾力的粘諸多區(qū)因素檢（如仆車道倉寬度攻、側(cè)制向凈念寬和然大型渣車混返入后賤）對酒基本壞通行總能力店進行修正諒后的通看行能槽力。1.通行菌能力4、通專行能妙力和國服務(wù)磁水平設(shè)計牲通行釣?zāi)芰κ侵感焦夫v交通避的運吃行狀偶態(tài)保持凝在某剝一設(shè)睬計的償服務(wù)爐水平橡時，單妻位時源間內(nèi)勁公路孟上某仔一路椒段可赴以通義過的孕最大星車輛故數(shù)。因此衰，設(shè)陵計通鼻行能叫力與估選取第的服鵝務(wù)水短平級遮別有耗關(guān)；設(shè)計牛通行跪能力甩是實槐際道暈路可鑄能接事受的江通過魚能力陣，考盛慮了有人為個主觀創(chuàng)對道乖路的預(yù)要求煮，按拜照道戒路運率行質(zhì)種量要肢求及經(jīng)濟可、安疏全、蔽出入受口交莖通條丙件等因變素而維確定條作為域設(shè)計竿依據(jù)婆的。1.通行哲能力4、通囑行能描力和味服務(wù)白水平類別條件服務(wù)水平基本通行能力在理想的道路、交通管制條件下不論服務(wù)水平如何可能通行能力在實際或預(yù)測的道路、交通管制條件下不論服務(wù)水平如何設(shè)計行能力在預(yù)測的道路、交通管制條件下在所選用的設(shè)計服務(wù)水平下1.通行宋能力4、通穴行能塘力和引服務(wù)創(chuàng)水平基本鏟通行狐能力可能宣通行叢能力設(shè)計曲通行清能力三者校間的裳關(guān)系各種特修正喉系數(shù)指定如服務(wù)問水平閱下的鎖V/贏C比1.通行冒能力4、通慎行能鍬力和蜂服務(wù)遲水平通行講能力＞交通獨需求醒無元交通蘭擁擠通行量能力＜交通念需求浸交租通擁雞擠發(fā)蹦生都市中早測晚交扮通擁稱擠交通春需求泛究竟院在多為大程竊度上配超過恨了通卷行能掠力？10％？答、20％？30％……中…倍以組上？交通刺需求凍超過油通行啄能力柔的場5～10％的程度交通乒擁擠拜發(fā)生嚴(yán)重根交通客擁堵為什鋤么會敬發(fā)生狀交通雖阻塞扇？1.通行敘能力4、通臨行能陰力和委服務(wù)贊水平為什籍么要蹄分析著通行吵能力漸？交通簡需求列≠交羽通供籮給－交通櫻擁堵抵問題－交通傷事故他問題－環(huán)境獵污染沈問題－能源穗消耗遼問題1.通行優(yōu)能力4、通船行能龍力和桐服務(wù)倘水平為什蛇么要朽重視怖通行鞋能力速？1.通行突能力4、通截行能最力和璃服務(wù)倉水平1輛拖丸拉機霜＝？贈輛3噸貨炊車1輛摩守托車粗＝？椅輛轎賺車？車輛樂換算泳系數(shù)腐和換拼算交彎通量4、通廚行能幕力和搏服務(wù)光水平車輛岸數(shù)量濁的表冰現(xiàn)交通疤量1召×換悟算系浮數(shù)1＋交捕通量言2×非換算銀系數(shù)懲2＋鵝…丘…→糾換炊算成抗小汽饅車數(shù)（pc位u：pa寇ss熔en預(yù)ge金r缺ca喂r桃un踢it，標(biāo)準(zhǔn)復(fù)車當(dāng)尾量數(shù)克：是俗將實亡際的誘各種母機動度車和甩非機川動車王交通壁量按踩一定攪的折牽算系更數(shù)換既算成騾某種陡標(biāo)準(zhǔn)辜車型陰的當(dāng)幟量交升通量）【例鳥】標(biāo)準(zhǔn)魯輛數(shù)2,巧00竭0咬pc灘u只/看h←賴實際械輛數(shù)1,搜80賤0輛/h車輛蠢換算幣系數(shù)懇和換咸算交摸通量4、通堪行能近力和和服務(wù)探水平 設(shè)計速度120km/h100km/h80km/h基本通行能力220022002000設(shè)計通行能力160014001150注：H=明Ho慮ur小時鑒；LN泊=L書an促e車道掀；PC障U=搜Pa楚ss硬en患ge拳r麗Ca廈r星Un建it標(biāo)準(zhǔn)喜車當(dāng)姨量數(shù)高速虜公路肆基本鼠通行娘能力沿與設(shè)社計通露行能芬力晴（pc朵u/繡h/亂ln）設(shè)計速度100km/h80km/h60km/h作為干線公路的一級公為集散公路的一級公路850～1000700～900550～700一級欲公路純基本蘋通行則能力眉與設(shè)豈計通睬行能鬼力吵（pc乏u/盼h/鐵ln）各級衛(wèi)公路暴適應(yīng)評的通惰行能考力雙車端道二置、三形和四萄級公麗路基薦本通夜行能搏力與燭設(shè)計丹通行猾能力僑（pc擊u/孤h/獎ln）公路等級設(shè)計速度（km/h）基本通行能力(pcu/h)不準(zhǔn)超車區(qū)（%）V/C比折減后的設(shè)計通行能力(pcu/h)二級公路608014002500(79m)<30%、30%70%0.640.487001600三級公路304012001300(6.57m)<30%、30%70%0.540.35400700四級公路20小于1200(<6m)>70%<0.35小于

400注：V/史C—最大訓(xùn)服務(wù)古交通校量與艙基本縱通行肚能力害之比亦；V/雨C越大啄，即霧說明倒交通捧量越意接近還基本后通行留能力悼，即佛道路戚的服要務(wù)水圖平就采越低暑。各級味公路巖適應(yīng)迎的通盤行能報力道路洞的服務(wù)容水平是指秋用戶螞在使攏用道輛路時舌所感鎖到的瞞交通培流的戒運行傷狀況屆，它處反映板了道滔路的縣使用睛質(zhì)量爪。按照依運行摟狀況頁隨交棕通密處度和建交通廈量的鄙變化昏情況筍，美塑國將寨道路俱的服家務(wù)水網(wǎng)平分悅為6級。妄我國旅則分腿為4個等誼級(新版懼規(guī)范竟分為6個等朝級)。服務(wù)朋水平1234評定警服務(wù)路水平泄的各牢項因旺素：行車類速度用和行失駛時忘間；車輛撐行駛洲時的昌自由笑程度掙；行車蝕受阻避或受四限制舊的情艘況，撕可用返每公縣里停萍車次軌數(shù)和衫車輛芬延誤竄時間躍來衡干量；行車啊的安戀全性歌，以錘事故籃率和悶所造改成的疲經(jīng)濟染損失鍛來衡頑量；行車蝦的舒驕適性份和乘心客滿沿意的雪程度禾；經(jīng)濟覺性，