道路與橋梁工程概論

道路與橋梁工程概論道路與橋梁工程概論道路與橋梁工程概論編輯課件第一章概論第一篇路線第一章概論第一節(jié)道路開展簡史一.道路史從古至今，路的好壞表示一個國家的富與窮，強與弱。中國是歷史悠久的文明古國，道路運輸?shù)拈_展先于世界各國。道路(road)的名稱源于周朝,道路原為導路;秦朝稱馳道或驛道;元朝為大道．清朝:京都通往各省會的道路稱為＂官路＂或＂官道＂省會間的路稱為＂大路＂．市區(qū)街道為＂馬路＂編輯課件第一章概論汽車出現(xiàn)后，那么成為＂公路＂．國外道路開展史:獸路，人為了穿越森林方便也走；后來人們利用土填平坑洼用原木鋪沼澤，形成簡陋的公路；輪子創(chuàng)造后，為滿足車的要求，形成較好的路；后來，人們用碎石將適用的車行路線路筑得更鞏固時，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.我國道路的開展遠自上古時代，皇帝拓土開疆，統(tǒng)一中華，創(chuàng)造舟車，便開始了了我國道路交通的新紀元．編輯課件第一章概論新中國成立，大力開展公路交通事業(yè)．１９４９－－１９５７年完成重要公路干線:青藏，康藏，青新，川黔，昆洛等線，全國公路里程達３０萬公里；１９５８－－１９６５年，開展最快，總里程達５２萬公里；１９７５－－１９８５年，達８５公里；一二級公路達２１１９４公里；－－１９９７年，全國公路里程達１２０萬公里，其中，瀝青路面２２萬公里，水泥路面６萬公里．編輯課件第一章概論1988年全國第一條滬嘉高速公路通車至1997年，我國已建成的高速公路有:沈--大，京--石，京--唐，南京--合肥，廣州--深圳，汕頭--深圳，包頭--呼和浩特，總里程達3600公里?，F(xiàn)在，在建和已建工程有:京福高速,福寧高速,擁有汽車1000萬輛.我國的道路規(guī)劃:是以北京為中心,連接各省重要大中城市,港站樞紐和工農(nóng)業(yè)基地.干線公路劃分為國道共計20條116000km。編輯課件國道網(wǎng)由放射線，南北線和東西線組成。首都放射線12條，全長213197km，編號:101~112;南北線28條，全長39000km，編號:201~228;東西線共30條，全長53000km，編號:301~330.forexample:101京廣，107北京山東(放射);204煙臺上海(南北)321廣州成都(東西)另外，各省還有省道規(guī)劃，例如，廣東為19。我國公路交通中，遠期規(guī)劃是在2021年前修建高速公路1萬公里，建成二縱二橫，貫穿中國的交通大動脈。即北京→珠海，圖們江→三亞，上海→成都，連云港→霍爾郭斯。編輯課件到2021年，建成五縱七橫共12條主干線共3.5萬km。將全國重點城市，工業(yè)中心，交通樞紐和對外口岸全都連接起來，形成與國民經(jīng)濟開展格局相適應，與其他運輸方式相協(xié)調(diào)的快速平安的全國高速公路主干線。道路工程的開展趨勢:高新技術開發(fā)，計算技術，GIS,GPS,CAD.注重材料結構施工，運營環(huán)節(jié)的技術監(jiān)控。引進開發(fā)CAD,ITS,GPS.新材料，新工藝的開發(fā)和推廣使用。公路環(huán)保技術將會得到重視。編輯課件第二節(jié)交通運輸體系交通運輸體系是由各種運輸方式組成的一個綜合體系，它主要由五個局部組成:道路運輸；鐵路運輸；水上運輸航空運輸管道運輸編輯課件一道路運輸從廣義來說，是指貨物和旅客借一定的運輸工具，沿道路某個方向作有目的的移動過程。從狹義來說，道路運輸那么是指汽車在道路上有目的的移動過程。優(yōu)點:方便，靈活，投資少見效快。二鐵路運輸它是以鋼軌引導列車運行的運輸方式。優(yōu)點:行車阻力小，運輸速度高，運載能力達，運輸本錢低；缺點:根底投資大，固定設施費用大，需嚴格的組織管理。編輯課件鐵路按軌距不同可以分為:標準軌距；窄軌距；寬軌距。鐵路按運輸功能不同可分為:一般鐵路；高速鐵路；地下鐵路(地鐵)。按牽引方式不同可分為粘著式鐵路；齒軌式鐵路纜索式鐵路編輯課件三.水上運輸水上運輸是利用船或其它浮云工具在河湖人工水道及海洋上運送客貨的運輸方式。由于它是利用天然航道運輸，所以，運輸方便，投資較少；又因其運輸阻力小，可進行大噸位，遠距離運輸，運量大，本錢低，是國際貿(mào)易貨物往來的主要交通工具。缺點:受水道限制,連續(xù)性差,勻速較慢.四航空運輸與其他運輸相比,具有有速度快時間短,靈活性大,舒適性好;缺點是機艙的容積和載量小,運輸本錢高,耗油大,受氣候影響大.編輯課件五管道運輸它是一種用封閉的管道,利用重力或氣壓動力,連續(xù)輸送一些特定貨物的運輸方式.主要運送貨物:水;原油;礦砂;煤漿;天然氣;化工流體大多數(shù)能浮物資編輯課件優(yōu)點:運量大,占地少,受氣候影響小,生產(chǎn)率高,運費低,無噪聲,漏失污染小.缺點:靈活性查,運輸貨物單一,只適用單向定點量大的特定貨物.編輯課件第三節(jié)道路分類與技術標準一道路(road)分類道路的功能主要是為各種車輛和行人效勞。按所處位置交通性質(zhì)及使用特點不同可分為：公路城市道路廠礦道路林業(yè)道路1、公路highway公路是連接城鎮(zhèn)和工礦基地，港口及集散地等。主要供汽車使用，具備一定技術和設施的道路。編輯課件公路工程:是以公路為對象而進行的規(guī)劃，設計，施工，養(yǎng)護和管理工作的全過程及其所從事的工程實體。按?公路技術標準〉〉JTJ001-97公路可分為：高速公路freeway,motorway.一級公路二級公路三級公路四級公路高速公路:專供汽車分向，分車道行駛，并全部控制出入口的干線公路。按其交通量可分為：編輯課件四車道高速公路，晝夜交通量2500055000輛；六車道高速公路，晝夜交通量450008000輛；八車道高速公路，晝夜交通量60000100000輛。一級公路:供汽車分向，分車道行駛的公路，年平均晝夜交通量為1500030000輛(折合成小客車的遠景設計年限).二級公路:年平均晝夜交通量30007500輛.三級公路:年平均晝夜交通量10004000輛.四級公路:雙車道小于1500輛,單車道不超過200輛公路等級的選用,應根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃,從全局出發(fā),按照公路的使用任務,功能和遠景交通量綜合確定.編輯課件2城市道路cityroad,urbanroad它是指城市內(nèi)部的道路，是城市組織生產(chǎn)，安排生活，搞活經(jīng)濟，物質(zhì)流通所必需的車輛行人交通往來的道路；它是連接城市各個功能分區(qū)和對外交通的樞紐，它不僅提供交通道路，還提供各種功能設施空間。按國家建設部在1991年頒發(fā)的?城市道路設計標準?CJT37--90把城市道路分為四類十級:⑴快速路〔expressway〕、特大或大中城市設置，長距離的快速交通效勞，連接城市各主要功能分區(qū)和過境交通效勞。采用分向、分車道、全立交和控制入口。⑵主干路arterialroad、它是聯(lián)系城市各功能分區(qū)〔工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、文化區(qū)〕的干路；以交通功能為主，負擔城市的主要客、貨交通，是城市內(nèi)部交通大動脈編輯課件⑶、次干路〔secondtrunkroad〕它是城市中數(shù)量較多的一般道路，它與主干路路組合成道路網(wǎng)；其集散交通作用，兼有效勞功能。⑷、支路〔branchroad〕它是城市中數(shù)量較多的一般交通道路，支路應是次干路與街坊路的連接線，解決局部地區(qū)交通，以效勞功能為主。上述分類，出快速路外，其余均為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。一般分級原那么:根據(jù)車速、交通量、規(guī)模和性質(zhì)劃分,大城市Ⅰ級,中等城市Ⅱ級,小城市Ⅲ級.3、廠礦道路〔factoriesandminesroad〕和林業(yè)道路〔forestroad〕屬專業(yè)道路，廠礦路為工廠，礦區(qū)效勞；林業(yè)路路為林區(qū)開發(fā)的木材運輸效勞編輯課件二、公路設計階段與標準1、公路勘測設計階段公路施工前的勘測設計工作是根據(jù)批準的方案任務書和有關的標準標準進行的。公路工程建設工程，一般應按兩階段設計:初步設計;施工圖設計兩階段設計—即初步設計和施工圖設計.設計步驟:⑴根據(jù)批準的任務要求,先進行踏勘測量,編制初步設計和工程概算;⑵再根據(jù)批準的初步設計,通過實地詳細地測量,據(jù)以編制施工圖設計和工程預算.編輯課件一階段設計—即一階段施工圖設計.它是根據(jù)批準的方案任務書要求,進行一次詳細測量,據(jù)以編制施工圖設計。２、技術標準是根據(jù)道路設計交通量及計算行車速度對路線和各項工程結構的要求，把這些要求列成指標并用標準規(guī)定下來，在設計公路時都應遵守。技術標準大體可歸納為三類:線型標準〔線路幾何尺寸〕載重標準〔載重量〕凈空標準〔外廓尺寸〕編輯課件一般對技術標準的掌握應視具體情況而定，要防止兩種傾向:一是不考慮路線的作用和遠景交通運輸要求，壓縮工程造價而采用低標準〔地方投資〕二是貪大求全，盲目超前而采用高標準，既增加投資又多占用土地〔國家投資〕通常，一條公路應用相同技術標準，但公路較長，穿越不同地帶時，允許采用不同標準?！踩绮煌嚨罃?shù)、不同材質(zhì)〕編輯課件第四節(jié)路線設計的根本要求及依據(jù)公路設計是設置在地表供汽車行駛的一種線型帶狀的工程結構物。公路設計內(nèi)容:線型設計〔線型組成—直線、曲線、凹凸等〕結構設計〔結構組成—路面結構、路床、路肩、路基等〕一、公路線型的根本要求公路效勞的對象是汽車，因此，要保證汽車在公路上行駛必須:平安、迅速、經(jīng)濟和舒適。公路路線應滿足以下要求:編輯課件１、保證汽車在道路上行駛的穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指汽車在公路上處于動態(tài)或靜態(tài)時，不會產(chǎn)生傾覆、倒溜和測向滑移。因此，要求公路有足夠的附著力。要注意上坡和彎道。2、保證行車暢通，到達平安、迅速的目的要暢通必須滿足:足夠寬度平面、縱面要有足夠的行車視距減少平面交叉編輯課件3、對公路的平、縱、橫斷面有合理布局根據(jù)公路等級及使用任務和功能，合理利用地形，正確運用技術標準，應做到:平面順適縱坡均衡橫面合理線型組合協(xié)調(diào)盡量防止穿越不良地質(zhì)區(qū)技術可行，經(jīng)濟合理編輯課件4、滿足行車舒適要求汽車運送的對象是人或貨物，如何保證人平安、舒適；貨不損。是路線幾何設計的重要指標之一。要滿足這些要求，必須做到:路線起伏不要過于頻繁平縱曲線組合協(xié)調(diào)，保持線型連續(xù)性，防止采用過長直線使路線與當?shù)丨h(huán)境和景觀相協(xié)調(diào)，保證司機不疲勞二、確定路線線型的根本依據(jù)無論是進行公路網(wǎng)規(guī)劃還是具體確定一條公路等級、線型設計等都必須以公路所在地區(qū)的自然條件和交通資料為依據(jù)。編輯課件自然條件:1、地形條件平原、微丘區(qū)。特點:相對高差100m以下，自然坡度20°以下。山嶺、重丘區(qū)。特點:相對高差大于100m，自然坡度大于20°，路線平、縱面大局部受地形限制。2、水文、地質(zhì)條件巖層性質(zhì)、水位上下、不同頻率的洪水位均影響路線的標高和位置。交通資料:3、設計車輛designvehicle編輯課件在確定公路的路幅組成、彎道加寬、交叉口等設計時，均與車輛外廓尺寸及性能有關。它是公路線型設計的一個重要控制因素。由于汽車的型號、規(guī)格各有不同，作為設計控制的車輛應具有代表性的標準型號的汽車，稱為“設計車輛〞。設計車輛分為兩類:小客車中型載重車路線設計時，要將其它車型對公路的作用折算成“設計車輛〞，其換算系述如下:編輯課件編輯課件編輯課件4、計算行車速度designspeed計算車速—是指氣候和交通條件正常情況下，汽車行駛只受公路本身條件〔如路線幾何要素、路面、附屬設施等〕的影響時，一般駕駛員能平安、順適地行駛的最大速度。公路幾何線型設計的各種要素〔平曲線半徑、超高率、視距等〕的臨界值都以計算行車速度為依據(jù)；而且，車道寬度和路肩寬度都與該值有關。它不僅是公路設計依據(jù)，而且還是公路開放交通后限制車速的根底。因此，同一計算行車速度的路段不宜過短。編輯課件規(guī)定:高速公路≥15km.一二級公路≥10km。速度變化段應設過渡段，過村鎮(zhèn)等應設標志。5、交通量trafficvolume公路上某一斷面單位時間通過的來往車輛總數(shù)稱為交通量；亦稱交通流量或車流量。時間單位∶小時，小時交通量；日，日交通量〔晝夜交通量〕交通量是確定公路等級的主要依據(jù)。在規(guī)劃道路等級時，采用推算遠景設計年限的日交通量，一般用年平均日交通量〔ADT表示。編輯課件據(jù)?標準?規(guī)定遠景設計年限為∶高速和一級公路為20年；二級公路為15年；三級公路為10年；四級公路，一般為10年。推算遠景晝夜交通量可按下式計算NT＝nd〔1＋r〕T－1式中∶NT遠景年限的晝夜交通量，輛/晝夜；nd各種車輛換算成標準的目前交通量，輛/晝夜；T設計年限，年；r年平均汽車增長率。編輯課件作為公路幾何設計，采用年平均日交通量。一般那么不能滿足公路幾何要素設計的需要，因為，交通隨季節(jié)、氣候、時間的不同而變化。采用頂峰小時交通量→公路暢通，但大局部時間充裕，不經(jīng)濟；采用平均小時交通量→堵塞，不能發(fā)揮公路作用。因此，選擇合理的小時交通量是非常重要的。目前，國內(nèi)外多采用第30位小時交通量作為設計小時交通量。即將一年中測得的8760h的交通量，按大小排列并分別除以年平均日交通量的百分率作為縱坐標，以全年各小時為橫坐標，繪出交通頻率曲線。編輯課件年平均日交通量與小時交通量關系曲線30501001508760小時交通量與年平日交通量的比值%編輯課件從上圖可以看出∶在一年中，只有29h超過了設計值→發(fā)生堵塞；只占全年小時數(shù)的0.33%，而順利通過率為99.6%,因此，取第30位小時交通量是合理的。第30位小時交通量與年平均日交通量的比值為交通系數(shù)，用k表示。；我國該值為k＝0.120.155.∴計算第30位小時交通量時，可按下式計算∶設計小時交通量＝〔0.120.155〕×年平均日交通量6、通行能力trafficcapacity道路上的通行能力—是指一條道路在單位時間內(nèi)，道路與交通正常條件下，保持一定速度平安行駛時，可能通過的車輛數(shù)。編輯課件

通行能力是道路規(guī)劃和設計的依據(jù)，也是檢驗一條道路是否充分發(fā)揮作用和是否發(fā)生堵塞的理論依據(jù)。影響通行能力的因素交通條件汽車性能氣候環(huán)境道路情況編輯課件第五節(jié)公路的根本組成公路是設置在大地外表供各種車輛行駛的一種線型帶狀結構物，因此，公路是由線型和結構兩局部構成。一、線型組成公路由于受自然條件或現(xiàn)狀地物限制，在平面上有轉折，縱面上有起伏，另外，在轉折點兩側相鄰直線處，為了滿足車輛行駛順適、平安和速度要求，必須用一定半徑的曲線連接，因此，路線在平面和縱面上均由直線和曲線組成二、結構組成1、路基subgrade編輯課件第一章概論路基是行車局部的根底，它是由土、石按照一定尺寸、結構要求建筑成的帶狀土工結構物。路基必須具有一定的力學強度和穩(wěn)定性，同時還要經(jīng)濟合理，以保證行車局部的穩(wěn)定性和防止自然破壞力的損壞。對路基的要求:具有足夠的強度;具有足夠的整體穩(wěn)定性;具有足夠的水文穩(wěn)定性.編輯課件路基的橫斷面組成:行車道carriageway路肩shoulderverge路緣帶marginalstrip邊坡sideslope截水溝interceptingditch邊溝sideditch邊坡路肩路肩邊溝路緣帶行車道截水溝編輯課件第一章概論2、路面pavement路面是用各種堅硬材料分層鋪筑于路基頂面的結構物，以供汽車平安、迅速和舒適的行駛。對路面的要求:強度，在設計年限內(nèi)，在允許的荷載作用下不致產(chǎn)生超過允許限度的變形和過多的損壞、開裂、壓碎平整度，粗糙度〔抗滑性〕穩(wěn)定性，〔水、溫穩(wěn)定性〕少塵性不透水性噪聲小編輯課件第一章概論路面按期力學行性質(zhì)分:柔性路面剛性路面路面的常用材料:瀝青水泥碎石、礫石、粘土、砂石灰工業(yè)廢料編輯課件3、排水結構物drainage為了確保路基穩(wěn)定,免受地面水和地下水的侵害,公路必須修建專門的排水設施.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seepageembankment、過水路面ford。滲水路堤滲水層隔絕層過水路堤編輯課件4、公路特殊結構物⑴隧道tunel它是為公路從地層內(nèi)部或水層通過而修建的結構物。當公路翻越高山或穿過深水層時，為了改善平縱面線型和縮短路線長度，可開鑿隧道。⑵懸出路臺⑶擋土墻retainingwall⑷防石廊懸出路臺擋土墻防石廊編輯課件5、防護工程protectingengineering常見的路基防護工程有∶護坡碎落石臺填石路堤反壓護道導流堤坡面防護三、沿線附屬結構物1、交通管理設施trafficmanagingdevice⑴公路交通標志指示標志:行駛方向、里程、停車地編輯課件警告標志:障礙物，危險地帶。禁令標志:限速、載重、不準停車。⑵路面標志:白色連續(xù)線∶不準逾越的車道分界線；白色間斷線∶可以逾越的車道分界線；白色箭頭指示線∶指示左右轉或直行；黃色連續(xù)實線∶嚴禁車輛逾越的車道分界線。2、交通平安設施trafficsafetydevice護欄guardrail護柱guardpost護墻guardwall編輯課件第一章概論3、效勞性設施deviceofservice渡口、碼頭、車站、加油站、修理站、停車場、餐廳、旅館、洗手間等。4、環(huán)境美化設施綠化、各種景觀造型。編輯課件第二章公路線型alignmentofhighway第二章公路線型alignmentofhighway公路是一條三維空間的工程實體，需由平面、縱斷面、橫斷面來確定其方向、標高和形狀。第一節(jié)平面線型horizontalalignment定義∶公路中線在水平面上的投影，稱為平面線型。公路平面設計的主要內(nèi)容∶根據(jù)規(guī)劃確定的路線大致走向，在滿足車輛行駛的技術要求前提下，結合當?shù)氐匦?，地質(zhì)水文條件及現(xiàn)狀地物，因地制宜確定具體方向；選擇適宜的曲線半徑，轉折點的曲線銜接；保證必需的行車視距，是指技術適合、經(jīng)濟合理編輯課件第二章公路線型alignmentofhighway一、平面線型組成當一條公路的起、終點確定后，選擇路線的方向盡可能使兩點間的距離最短—直線。但實際上并非均采用直線，往往受以下因素影響:由于地形、不良地質(zhì)地段和現(xiàn)狀地物等障礙的影響，需轉折繞道通過；起、終點間必須通過大橋位、城鎮(zhèn)以及工程經(jīng)濟等的考慮，必須轉折；兩直線間為汽車行駛舒適需要用圓曲線連接；當圓曲線半徑較小時，為了行車舒適，直線與圓曲線間還應插入一段緩和曲線。編輯課件平面線型要素〔見以下圖〕:直線linearity圓曲線circularcurve緩和曲線transitioncurveZYJD1YZZYJD2YYJD3YZZYJD4AGQJD4BYZ編輯課件ZY直圓切點；YZ圓直切點；JD交點；YY圓圓切點；GQ公切點。1、直線直線是兩點間距離最短的路線。特點:里程短、運營經(jīng)濟、行車視距良好、乘坐平穩(wěn)舒適?！嘀本€不宜過短，另外，兩同向曲線間直線段不宜過短，否那么，會形成“斷背曲線〞，對行車不利。但，過長直線又易引起駕駛員產(chǎn)生麻痹與疲勞感，乘客也感到單調(diào)乏味，易疲勞?！嘀本€長度須加以限制。德國規(guī)定∶直線長度＜20v米〔v--行車時速km/h〕編輯課件美國規(guī)定∶直線長度＜3分鐘行程；中國無明確規(guī)定∶要求曲線直線長度比例合理。2曲線⑴圓曲線它是平面線型使用最多的根本形式。特點:較易適應地形的變化，能引起駕駛員的注意。當圓曲線半徑足夠大且能滿足行車要求時，其幾何要素之間的關系〔見以下圖〕:切線長∶T=R.tgα/2外距∶E=R(secα/2-1)曲線長∶L=πRα/180編輯課件圓曲線幾何要素計算圖RLTZYYZJDQZααE編輯課件⑵平曲線半徑的選擇為了保證汽車在曲線上的行車平安，舒適，對離心力〔F=mv2/R〕必須加以限制。限制離心力的途徑∶降低車速；加大曲線半徑;增設超高。⑶緩和曲線中選用的半徑小于標準規(guī)定的不設超高的極限值時，為了適應汽車軌跡需要，應在圓曲線與直線間，圓曲線與圓曲線間設置曲線半徑連續(xù)變化的曲線，稱為緩和曲線。編輯課件常用的緩和曲線有:拋物線、雙扭線、盤旋線緩和曲線元素圖LYLSαβ0β0αJDPTsqQZEST’’=T’+tZHHYYHHZ編輯課件第二章公路線型alignmentofhighway曲線要素按下式計算路線轉交點設置緩和曲線條件∶α≥2β0緩和曲線角∶β0=Ls/2R引入緩和曲線后圓曲線的內(nèi)移植∶P≈Ls2／24R緩和曲線的切線增值∶q=Ls/2－Ls3／240R2緩和曲線各要素∶切線長∶Ts=〔R＋P)tgα/2＋q曲線總長∶L=(α－2β0)πR/180＋2Ls編輯課件外距∶Es=〔R＋P〕secα/2－R式中∶Ls緩和曲線長度。3直線與曲線組合當路線由于地形或其他因素影響而需轉折時，在兩直線間插入一段單獨的曲線，也可能是相鄰曲線的組合。其形式有∶⑴同向曲線(adjacentcurveinonedirection)兩相鄰曲線方向相同稱為同向曲線。同向曲線所夾直線長度要求大于等于2倍緩和曲線長度，否那么會形成斷背曲線(broken-backcurve),對行車不利。Mα1+α2T1α1α2α1mα2同向曲線R1R2編輯課件

⑵反向曲線reversecurve轉向不同的兩相鄰曲線稱反向曲線。反向曲線所夾直線段長度要求大于等于1倍緩和曲線長度。當半徑很大而不設超高的反向曲線可直接連接。T1α1α1R1T2α2T2α1R2反向曲線T1編輯課件

⑶復曲線compoundcurve兩個或兩個以上半徑不同，轉向相同的圓曲線直接連接或插入緩和曲線相連的平曲線，稱為復曲線。ZYJD1α1YYJD2α2O1O2R1R2復曲線編輯課件⑷回頭曲線switch-backcurve,reverseloop在山區(qū)地形中，地面的自然坡度很陡。為了延長路線來降低路線的縱坡，在同一坡面上回頭展線時，所采用的回轉曲線，稱為回頭曲線?；仡^曲線由主曲線、兩個輔助曲線組成。兩個輔助曲線方向相同時，為同向回頭曲線。兩個輔助曲線方向相反時，為反向回頭曲線。主曲線輔助曲線回頭曲線編輯課件回頭曲線編輯課件回頭曲線編輯課件二、視距〔sightdistance〕的保證為了保證行車平安，駕駛員應能隨時看到路面前方一定距離的障礙物或迎面來車，以便及時剎車或繞過。汽車在這段時間內(nèi)沿公路路面行駛的必要平安距離，稱為行車視距。在各級公路的平面、縱面都應保證必要的視距。按行車狀態(tài)不同分:停車視距〔stoppingsightdistance〕會車視距〔meetingsightdistance〕超車視距〔overtakingsightdistance〕編輯課件1、停車視距汽車在公路上行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)路面前方有障礙物，經(jīng)判斷后，采取制動措施，是汽車在障礙物前停止，這一必須保證的最短平安距離，稱為停車視距。停車視距按下式計算〔見以下圖〕STS2S1S3編輯課件ST=S1+S2+S3ST停車視距S1駕駛員反響與判斷時間內(nèi)行駛的距離S2從開始制動到平安停止，汽車行駛的距離；S3平安距離，一般為5～10m.2、會車視距在同一車道上，對向行駛的汽車能及時剎車所必需的最短平安距離，稱為會車視距。會車視距通常是停車視距的2倍。3、超車視距汽車在雙車道以上的道路行駛時，當后面的快車要超越前面的慢速車時，從開始加速駛離原車道起，至可見對向來車并能超車后平安駛回原車道所需的最短平安距離，稱為超車視距。編輯課件其計算式如下〔見以下圖〕SHS11/3S22/3S2S2S3S4最小必要超車視距編輯課件SH=S1+S2+S3+S4式中:SH全超車視距；S1加速行駛距離；S2超車在對向車道行駛的距離；S3超車后的平安距離〔20～60m〕;S4超車從開始加速到超車完成時段內(nèi)，對向汽車的行駛距離m.實際上，超車汽車在對向車道上追上被超汽車后，一旦發(fā)現(xiàn)對向來車的距離缺乏時，超車汽車可以退回到原車道上，這段距離約占超車在對向車道上行駛距離的三分之一。編輯課件∴最小超車視距為∶SH=(2/3).S2+S3+S4?標準?規(guī)定了各級公路的行車視距高速公路,一級公路應滿足停車視距要求;其他各級公路應滿足會車視距要求.除上述直線段視距保證外,曲線上的行車視距也應得到保證。1、平面彎道上視距保證汽車在彎道上行駛時，彎道內(nèi)側行車，視線可能被樹木、建筑物、路塹邊坡或其他障礙物阻擋。為了保證車輛在彎道上行駛平安，彎道內(nèi)側視距曲線〔駕駛員在彎道上行駛視距線的公切線〕范圍內(nèi)不能有任何障礙物，以保證彎道內(nèi)側通視。如有遮擋，必須清楚。見圖。

編輯課件彎道視距范圍要去除障礙物示意圖編輯課件2、豎曲線上視距保證

夜間汽車在小半徑凸行豎曲線上行駛時，車燈的燈光高出路面，很難照到高度較低的路面障礙物。白天行車也可能會被變坡出阻擋，故應采用大半徑的豎曲線；在小半徑的凹行豎曲線行駛時，車燈照到的路面距離甚短，也影響視距?？床灰妳^(qū)域曲線上視距編輯課件三、路線平面圖路線平面圖使公路根本建設工程文件之一，因此，要求路線平面圖應標出路中線兩側50～150m范圍內(nèi)的帶狀地形、現(xiàn)狀地物、路中線位置、里程及百米樁、水準點、中橋位、隧道和相交道路位置以及省、市、縣分界線等，并示出平面要要素。平面圖比例尺為:1:2000、1:5000、1:10000，視設計階段而定。編輯課件第二節(jié)縱面線型verticalalignment一、路線縱斷面圖通過公路中線的豎向剖面圖稱為路線縱斷面圖。它反映了路中線地面起伏和設計路線的坡度情況，它是公路設計的重要技術文件之一?？v斷面圖有兩局部組成∶上半局部、下半局部。上半局部有兩條線∶地面線∶它是是根據(jù)中線各樁號的地面高程繪出的不規(guī)那么折線設計線〔坡度線〕∶它是經(jīng)過技術經(jīng)濟以及美學上許多比選而定出來的。下半局部∶主要把平面設計的有關內(nèi)容填列出來；諸如，平面直線與曲線、里程樁號以及各樁號的地面標高及縱斷面設計坡度，標高和沿線地質(zhì)情況。編輯課件地面標高∶在路中線上表示地面各點的高程；設計標高∶在設計線上表示路基邊緣各點的標高；施工高度∶在任一樁號上，設計標高與地面標高差?？v斷面的比例尺∶豎向∶1∶200或1∶100橫向∶1∶2000或1∶1000。地質(zhì)情況設計高程地面高程坡度/坡長里程樁號標高粘土〔舊路〕亞粘土556060708095901103005008001000編輯課件縱斷面也是由直線〔坡度線〕和曲線〔豎曲線〕組成。二、縱坡設計longitudinalgradientdesign縱斷面的坡度線有上坡和下坡，其大小是以坡度線兩端高差與其水平長度比值的百分數(shù)表示，—稱為坡度i.沿路線前進方向，坡度線起點比終點低那么為上坡；否那么為上坡。例如，ABCi1i2L1L2i1=(hB-hA)/L1×100%i2=(hC-hB)/L2×100%編輯課件坡度的大小及其長度會影響汽車的行駛速度、工程造價與運營經(jīng)濟及行車平安。因此，坡度臨界值〔最大縱坡、坡長〕必須加以限制。㈠縱坡設計的根本要求1、縱坡應滿足汽車動力性能要求汽車在公路上能夠行駛，必須具備兩個條件:汽車的牽引力必須大于所行駛阻力；汽車的牽引力又要小于或等于與路面間的附著力。2、縱坡應滿足汽車的使用性能要求⑴速度性能:它是指汽車的最大車速，在不同條件下可能的加速度及最大爬坡度等性能。編輯課件①最大車速:指汽車在平直良好路面上可以到達的最高行駛速度；②最大爬坡度:指汽車在額定載荷下，其最大驅動力在正常的道路與自然條件下，在坡道上保持一定車速所能爬越的最大坡度?！睩.V=N,F=mgfcosα+mgsinα〕.⑵通過性能:它是指汽車在道路自然條件下，汽車在道路上行駛時，順利通過的能力，也稱越野性能。其主要技術參數(shù):最小離地面高度h;接近角α；編輯課件離去角β0縱向通過半徑R見以下圖Rhβ0α汽車使用主要技術參數(shù)編輯課件⑶平安性能汽車在縱坡上不但要有足夠的驅動力爬坡，也要在下坡時其制動性能有足夠的可靠度。因此，縱坡不宜過陡、過長；長陡坡盡頭不要設置小半徑的平曲線。⑷經(jīng)濟性能通常以汽車在一定條件下行駛所消耗的燃料來評價，以每噸公里的最低燃料消耗〔升/百公里〕表示。坡度越大那么耗油越多，因此，縱坡盡可能小。3、縱坡應與地形相適應，與環(huán)境相適應設計的縱坡，在滿足技術要求前提下，應盡可能與地形相吻合。不能因貪圖道路平坦而大填大挖，破壞生態(tài)平衡和自然景觀。編輯課件4、縱坡應具有一定的平順性，起伏不宜過于頻繁縱坡還應盡量做到縱向填挖平衡，以節(jié)省工程造價。5、縱坡還應照顧當?shù)孛耖g運輸工具、農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)田水利等方面的要求。㈡、最大縱坡與最小縱坡確實定1、最大縱坡maximumlongitudinalgradient最大縱坡是只在設計縱坡時，各級公路允許采用的最大縱坡值。它是公路設計中的一項重要控制指標，縱坡的大小，直接影響路線長短，使用品質(zhì)的好壞，工程量大小及運輸本錢的上下。因此，縱坡不宜過陡，坡度過陡，上坡車速會降低，下坡時制動次數(shù)增多，導致制動器發(fā)熱、失效，易引起車禍。編輯課件

2、最小坡度minimumlongitudinalgradient為了迅速排除地面水，各級公路的長路塹地段，以及其他橫向排水不暢路段均應采用不小于0.3%的縱坡，以利排水。㈢、合成坡度resultantgradient合成坡度是指在設有超高值的彎道上，路線縱坡與超高橫坡所合成的坡度，計算如下:i合=〔i縱

2+i橫2〕1/2i縱路中線縱坡坡度；i橫平曲線超高橫坡。公路上的縱坡較大，而平曲線半徑較小—〔超高值大〕，當汽車在彎道上行駛的速度較慢或靜止時，汽車有可能沿合成坡度方向滑移的危險。編輯課件

㈣、高原縱坡折減gradientcompensation在海拔較高的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的功率因空氣稀薄而減小，相應地降低了汽車的爬坡能力；另外，在高原地區(qū)汽車水箱易于沸騰而破壞冷卻系統(tǒng)；因此，在實際工作中，對于海拔3000m以上的地區(qū)，除選擇適用于高原地區(qū)的發(fā)動機外在縱坡設計中應把縱坡減少。見下表海拔高度m3000~40004000~5000＞5000折減值%123編輯課件㈤、坡長限制gradelengthlimitation坡長限制包括兩方面內(nèi)容:陡坡坡長限制；最短坡長限制。1、陡坡坡長限制坡長限制是根據(jù)汽車的動力性能要求，長距離的陡坡對汽車行駛非常不利。上坡因長時間以低檔爬升，燃料消耗增加，行車速度降低，機械較易發(fā)生故障；下坡時，因制動次數(shù)增加，機件磨損嚴重；因此，當公路縱坡大于3%時，為了行車平安和運營經(jīng)濟，其坡長要加以限制。編輯課件2、最短坡長限制縱坡長度要限制，是因為坡長過短，那么縱坡上轉坡點過多。車輛行駛時會頻繁顛簸，車速越高越顯突出。乘客會感到不適，機件磨損加劇，貨物易受到震蕩。因此，為了提高行車的平順性，各級公路縱坡最小坡長應滿足下表:公路等級高速公路一二三四計算車速km/h1201008010060804060304020最小坡長m30025020025015020012015010010040編輯課件三、路線豎曲線縱斷面上相鄰兩條坡度線相交處，就會出現(xiàn)變坡點和坡角。在變坡處，用一段曲線予以連接，以利車輛平順行駛，這就是豎曲線。變坡角用ω表示，其大小近似等于相鄰兩縱坡度的代數(shù)差。見以下圖，即ω=i1-i2+i1ω1ω2-i2+i3編輯課件i1、i2分別為相鄰坡度線的坡度值，上坡為正，下坡為負；ω＞0時，為凸形曲線；ω＜0時，為凹形曲線。?標準?規(guī)定各級公路在縱坡變更處，均應設置曲線。1、豎曲線要素計算采用豎曲線的形式:拋物線圓曲線由于在縱斷面上只計水平距離和垂直高度，斜線不計角度而計坡度。故豎曲線的切線和弧長均以水平投影長度計算。編輯課件∴曲線長∶L=RωR豎曲線半徑；切線長∶T=Rω/2外距∶E=T2/2Ry=x2/2Rx豎曲線上任意點距起點或終點的水平距離；y豎曲線任意點到切線的縱距。見圖ωω+i1-i2ETTL編輯課件2、豎曲線半徑的選擇豎曲線設計，首先要確定其半徑，其選定方法與平曲線相同。在條件允許時，應力求選用較大半徑。只有在地形困難地段才采用小半徑。在凸凹行豎曲線行駛時，過小半徑對行車均不利，因此，不能小于?標準?規(guī)定。四、平、縱面線型組合公路線型設計不僅要注意個別元素的尺寸大小，且要考慮各元素間的組合，不是孤立地考慮某一個投影面，而要綜合考慮平、縱、橫三個投影面的協(xié)調(diào)。不僅要滿足汽車行駛的力學要求，且要顧及交通條件、駕駛員的視覺和心理因素以及美學上的要求等。根據(jù)實踐經(jīng)驗，應做到以下幾點:編輯課件1、平曲線和豎曲線的頂點一一對應，且平曲線比豎曲線長，使豎曲線在平曲線范圍內(nèi)。這樣對視覺有誘導作用，對行車平安有利。見平、縱曲線位置的對應圖。不適當適當豎曲線的位置直線緩曲圓曲線緩曲直線編輯課件如果做不到平、豎曲線一一對應，可把平豎曲線拉開相當距離，是平曲線位于直坡段上或豎曲線位于直線上。2、平曲線與豎曲線半徑大小保持均衡亦即:平曲線與豎曲線的線型，其中一方大而平緩時，另一方也要大而平緩；切不可使二者差異太大。根據(jù)經(jīng)驗，平曲線半徑小于1000m時，豎曲線半徑為平曲線半徑的10～20倍，可獲得線型的均衡性。3、不要在凸行豎曲線頂部、凹形豎曲線底部插入小半徑的平曲線。前者因沒有視線誘導而必須急轉彎，增加操作困難；后者因駕駛員向凹線底部行駛時，可能錯認為是水平路，以過高速行駛導致急轉彎發(fā)生事故。編輯課件4、在一個平面曲線內(nèi)，防止縱面線型反復凹凸在一個平曲線范圍內(nèi)。往往形成看得見腳下和前方而看不見中間凹陷的線型，由于視覺不放心，即使凹度很小，也不敢正常速度行駛。編輯課件第三節(jié)路線橫斷面公路是具有一定寬度的帶狀結構物。假設在垂直于路中線的方向作一垂直剖面，這個剖面就稱為橫斷面。它反映路基的形狀和尺寸，是公路設計的技術文件之一。公路的橫斷面應包括:路基subgrade路肩shoulder邊溝sideditch邊坡sideslope中間分隔帶：centralreserve編輯課件一、路幅類型兩側路肩外緣之間那一局部稱為路幅。類型：單幅路雙幅路1、單幅路兩種形式：單幅單車道：適于交通量不大的四級路，假設雙向行駛，應設錯車道。單幅雙車道：適于二、三、四級路，在我過占比重較大。2、雙幅多車道編輯課件雙幅多車道等級高，交通量大的公路要設置中間分隔帶。把對向行車道分隔為兩幅行車帶，每幅行車帶包括兩條或兩條以上行車道。中間分隔帶有寬有窄，以地形而定。二、路幅組成路幅由行車帶、路肩、中間分隔帶、路拱組成。見以下圖BbaabaB路肩路面路肩單幅單車道單幅雙車道ab中間帶baB路緣帶硬路肩土路肩雙幅多車道編輯課件1、行車帶寬度〔carriageway-width)行車帶主要供機動車車輛行駛，其寬度一般包括兩條以上的行車道。行車道寬度〔lane-width)一條行車道寬=車廂寬〔標準車型〕+富于寬度〔參見?標準?〕一般一條車道寬度為：3.5~3.75m。車道數(shù)量：由交通量而定。2、路肩寬度〔shoulder-width)單幅路或雙幅路均要設置路肩。作用：保護路面和綠化作用，同時共發(fā)生故障的汽車臨時停放及行人和非機動車使用。編輯課件類型：土路肩：一般為0.5~1.5m.硬路肩：1.5~3.5m，低于2.5米時，應設緊急停車帶，間距≤500m。3、中間帶〔centralway)中間帶由兩條左側路緣帶、中央分隔帶組成。作用：誘導視線的作用。高速公路和一級公路均應設置，高速公路3~4m。4、公路橫坡〔highwaycrossslope)目的：在公路直線段上，為使路上的地面水迅速排除，保證行車平安，公路必須設置。車道橫坡：其值為1%~4%，水泥路面取小值。路肩橫坡：其值比車道橫坡大1%。編輯課件三、平曲線的超高與加寬1、彎道超高與超高緩和段當曲線半徑小于布設超高半徑時，而又要以計算車速行駛，彎道離心力會使汽車產(chǎn)生傾覆，滑移危險。為了平安，應把行車道局部做成外側高，內(nèi)側低的單斜面，這種設置成為超高。超高率可按下式計算：iy=v2/127R–μ式中：μ橫向力系數(shù)，μ=Y/G,Y汽車橫向合力，G汽車重量〔kg〕該值一般為0.1~0.15，高等級公路選低值，低等級公路選用高值。V、R計算車速〔km/h)和平曲線半徑〔m).編輯課件彎道設超高，直線段與彎道的橫坡不一致，而使路面上下不平。為使公路平順地從直線段的雙向橫坡面逐漸變到曲線段具有超高的單坡橫斷面，就需要有一個逐漸變化的過渡段，稱為超高緩和段。超高緩和短的長度與緩和曲線長度相同。城市中非主要交通道路，以及三、四級公路常采用簡便的直線緩和段，其值按下式計算：L≥Biy/i2式中：B路面寬度〔m〕i2超高緩和段路面外側邊緣縱坡與路中線設計縱坡之差。該值一般不宜大于0.5~1.0%。超高緩和段的長度不宜過短，因為超高變化過急，將產(chǎn)生行車側向擺動而不穩(wěn)，因此，即使地形困難也不宜小于15~20m。編輯課件2、曲線上的路面加寬汽車在彎道上行駛時，因每一車輪沿著各自獨立的軌跡運動。前軸外輪的軌跡曲率半徑達后周內(nèi)輪的軌跡曲率半徑小，那么汽車在彎道上行駛需要比直線上行駛的寬度大。因此，當平曲線半徑≤250m時，應在平曲線內(nèi)側加寬路面。R1R2平曲線內(nèi)側路面加寬編輯課件

由于彎道上路面加寬后于彎道兩端直線路段形成路面的寬窄不一，影響路容美觀，故須設置從直線段上的正常寬度逐漸增加到曲線上全加寬值，其長度與超高緩和段長度相同，并不小于10m。四、橫斷面的繪制橫斷面圖示公路設計的技術文件之一。橫斷面圖分為兩種：標準橫斷面；施工橫斷面。繪制時，其豎向與水平距離的比例尺均為1:200,以便用圖解法計算填挖土石方面積。1、標準橫斷面編輯課件它是設計的公路，各個有差異路段的代表性橫斷面，是根據(jù)道路等級及遠景規(guī)劃確定的。在圖上應繪出：路基寬度、邊坡、邊溝、曲線段超高。12.008.51.59.001.50.757.000.7580km/h40km/h標準橫斷面編輯課件

2、施工橫斷面施工橫斷面是根據(jù)縱斷面圖上各個樁號和地面特征點加樁的施工高度?？紤]當?shù)氐匦?、土壤地質(zhì)情況，參照路基標準橫斷面繪制而成，其方法如下：根據(jù)公路設計路線所埋設的中線樁以及反映地形、地物變化的特征點加樁，將各樁點測得的與中線垂直的兩側各寬約10m的橫向特征點地面高程連繪在厘米方格紙上，并標注改裝好設計的填挖高度。K1+300T=1.85AT=163m2Aw=26m2k1+212.61:m1:m1:1.5施工橫斷面編輯課件由地質(zhì)人員根據(jù)所調(diào)查資料，標注個斷面的圖示分界線，設計邊坡。根據(jù)上述設計資料，利用三角板繪出橫斷面設計線。一般無超高斷面不會出路拱橫坡度。有超高斷面那么需繪出超高橫坡度。在平曲線上的橫斷面，應檢查是否能保證視距要求，需設加寬的應在圖上繪出。分別計算每個橫斷面的填挖面積，并標注在橫斷面上。在厘米方格紙上繪制假設干個樁號的施工橫斷面，一般應按樁號順序，自上而下，自左向右布置。五、土石方數(shù)量計算施工橫斷面圖繪制后，就可利用平均斷面法計算土石方體積。編輯課件該方法是假定相鄰兩斷面間為棱柱體，其告示相鄰斷面間距L，因此，棱柱體積V為：V=(1/2)(F1+F2).L式中F1、F2為相鄰兩樁號的填或挖的斷面積。當相鄰斷面積相差較大時，可用棱臺體積計算：

式中：m=F1/F2，其中：F2>F1編輯課件第四節(jié)公路定線與現(xiàn)場勘測定線是在已定的公路等級、選定的起終點和控制點的“路線帶〞范圍內(nèi)，結合當?shù)氐匦?、水文地質(zhì)條件，綜合考慮平、縱、橫斷面的合理安排，具體定出公路中心的位置。定線是公路設計中關鍵的一環(huán)，它不僅要解決技術標準與經(jīng)濟問題，且對公路與周圍環(huán)境配合及其實用，及美學都應予以考慮。公路定線除受地形地物及地質(zhì)條件等制約，還受技術標準、國家政策、社會影響、美學以及其它因素制約。定線時還應征詢當?shù)夭块T意見及發(fā)揮技術人員智慧，經(jīng)過反復試線、多方比選，才會得到最正確方案。公路定線分紙上定線和實地定線兩種。編輯課件一、紙上定線和實地放線㈠、紙上定線紙上定線是利用近期大比例尺〔1:500~1:2000〕等高線地形圖上確定道路中線位置。定線時，地形不同解決的方法也不同：平原微丘地區(qū)：特點：地形平坦，不受高程限制；主要工作：正確繞避地面上的障礙物，力爭控制點間路線順直短捷。山嶺重丘地區(qū)：特點：地形復雜，橫坡陡峻，受高程及不良地質(zhì)或地物限制。主要工作：合理安排縱坡。編輯課件1、根據(jù)地形和地物初定路線位置首先，在地形圖上標準必須通過的控制點〔如城鎮(zhèn)、大橋位、隧道出入口等〕；其次，根據(jù)公路等級的技術標準及地形、地物情況，綜合考慮視覺和心理要求，選擇適宜的路線位置。地形不同，定線方法也不同：平原微丘地區(qū)：在兩控制點之間，主要是處理地面障礙物。合理解決哪些地方可以穿越？那些地方只能繞越。從而建立一系列中間控制點，用直線連接各控制點來布設線路位置。應注意：在滿足技術要求前提下，應防止占用良田和經(jīng)濟林，燒柴各種電力、電訊設備，極可能低鹽上下不限，減少對自然景觀的破壞。編輯課件山嶺重丘地區(qū)：在兩控制點之間，主要受地形和高差限制；對受高差限制地段，可控制平均縱坡〔i均〕，i均=h/L(一般公路為5%左右〕，算出等高線的平距L，使兩腳規(guī)的開度為L〔比例尺與地形圖相同〕，從某一固定點開始沿等高線反坡。得到一系列坡度控制點，各點連線即為導向線。這是一條折線，并不符合路線平面線形標準要求。分析哪些點必須通過，那些點需要適當照顧，那些點可不予考慮，以保重點，照顧多數(shù)的原那么，通過穿點連線來定出平面試線位置。2、定線定線是參照初擬的平面試線位置的路線大范圍內(nèi)，結合局部地形、地質(zhì)和地物分布情況，綜合評、縱、橫三方面的協(xié)調(diào)配合，用技術標準較優(yōu)的指標具體定出道路的中線位置。編輯課件定線按線形組合方式不同，一般有兩種方法：直線型定線法：它是根據(jù)地形、地物條件，先定出與地形相適應的一系列直線，然后用適當?shù)那€把相鄰直線連接起來的傳統(tǒng)做法。先定直線，再插入曲線直線型定線法編輯課件2、曲線擬合法它是以曲線為主體的線型，它是根據(jù)地形和環(huán)境條件，分析中間控制點是否有活動的可能性或者是控制性較嚴的點。然后借助“活動曲線尺〞，使其緊靠各控制性較嚴的點。于是曲線持久在各中間控制點之間彎曲而舒順地穿越整條線，檢查曲線尺是否滿足各中間點要求。是否與地形相適應，是否滿足技術標要求。否那么要調(diào)整曲線尺，直到找到最正確路線位置后，用大半徑圓曲線作為根本線形安排好。再用緩和曲線把圓曲線連接起來組成整個線形。先定曲線，再連緩和曲線和直線曲線擬合法編輯課件當路線位置根本確定以后，再通過這些曲線作切線，即可得到轉角點，偏角α，敷設曲線。在路線中線上標注里程樁位及地形發(fā)生變化的加樁。3、繪縱斷面圖步驟如下：平面線形確定后，在厘米格紙上，根據(jù)路線各樁號和地面高程點繪縱斷線圖。比例尺可用：豎向為：1:100或1:200,橫向為：1:1000或1:2000。標注豎向控制點標高。在縱斷面圖上用不同符號標注橋、涵控制標高，路線交叉標高，隧道出入口標高，沿河水位標高。在縱斷面圖下方繪出平面線形示意圖及平面曲線幾何要素。確定縱坡線。研究豎向控制點標高的重要程度即可活動范圍，結合地形起伏變化情況和平曲線位置，試定出滿足路線縱面線形標準要求的縱坡設計線，并敷設曲線。

編輯課件要檢查試定縱坡設計線是否經(jīng)濟合理，現(xiàn)行是否順適，技術指標掌握是否適度，平縱線形是否協(xié)調(diào)，縱向填挖方量是否平衡等。發(fā)現(xiàn)問題及時改正，直至滿意。對于地形不太復雜，經(jīng)過上述試線和檢查后就可把路線位置確定。對于技術要求高且地形復雜，還要經(jīng)過橫斷面修正。最正確橫斷面修正經(jīng)過上述檢查與修正，路線平、縱已根本協(xié)調(diào)。對橫坡陡峻地段，橫斷面是否適當也要檢查，以免因橫斷面過陡而導致大填大挖。路基邊坡難以穩(wěn)定，防護只當工程量大，增加工程造價和破壞自然生態(tài)平衡。因此，在橫坡較陡地段，要對相應樁號繪出橫斷面圖，柱狀找出最經(jīng)濟或起控制作用的最正確路基中線位置及可活動范圍。編輯課件橫斷面修正的兩種方法保持標高，中心內(nèi)移；保持中線位置，降低標高，變成全挖式。①③②③①修正導向線；②最適宜的路基中線位置；③路線可以左右移動范圍。橫斷面修正示意圖編輯課件㈡、實地放線實地放線就是將圖紙上已定好的路線敷設到地面上，供詳細勘測及施工用。常用方法：穿線交點法〔支距法〕它是根據(jù)圖上已定路線與測量地形圖時敷設的導線關系，把圖上路線逐一放到實地上去。直接定交點法據(jù)圖上路線與圖上明顯地物相互關系，現(xiàn)場直接定出。解析法此法是用坐標法計算紙上路線與導線的關系。編輯課件二、實地定線對于修建任務緊迫合方案明確，技術比較簡單的工程及一般小型工程，采用一階段設計，就需要到現(xiàn)場直接定線。其指導原那么與紙上定線一樣，具體操作方法因地形條件不同，其定線工作步驟也不一樣。平原微丘：不受縱坡制約，只需繞避地物、不良水文地質(zhì)地段，防止占用良田，沿線方向在大控制點間加密控制點，再定出各個轉角點，然后進行詳細測量。山嶺重丘：除受地物、水文地質(zhì)、地形條件限制平面線形外，還受到縱坡制約。因此，需通過現(xiàn)場方破，修正才能定出轉角點。放坡時，須綜合考慮地形及平、縱、橫的技術標準，在各坡度點的橫斷方向上選定最適宜的路中心點的位置，插上標致。然后從平面線形要求著眼，盡可能多地靠近或穿過上述特征點，以“保證重點，照顧多數(shù)〞原那么，截彎取直，使平、縱、橫三面恰當結合。傳出與地形相適應的假設干直線，延長直線定出轉角點，在進行詳細測量。編輯課件三、現(xiàn)場勘測野外現(xiàn)場勘測通常是由一個有組織的測設隊進行。該隊必須貫徹國家的建路方針政策，嚴格按?標準?的技術要求，結合當?shù)刈匀粭l件，經(jīng)過經(jīng)濟技術等方面的綜合分析，因地制宜地選定出技術上切實可行而又經(jīng)濟合理的路線?，F(xiàn)場勘測是按一定測量程序進行，為適應工作需要測設隊可分為：選線組；測角組；中樁組；水準組；橫斷面組；地形組；橋涵組；調(diào)查組。編輯課件1、選線組又稱大旗組，它是整個勘測作業(yè)的核心。其它作業(yè)都是根據(jù)其插定的路線而開展工作的。其主要任務是定線。它是根據(jù)公路的使用任務和性質(zhì)，按既定的技術標準和路線方案，結合地形、地質(zhì)條件，綜合考慮線形與人工構造物，近期與遠期、局部與整體、路線使用質(zhì)量與工程造價等關系。將設計路線在實地標出來。選線一般可分三個步驟：全線布局：路線起、終點及必須經(jīng)過的城鎮(zhèn)確定后，通過現(xiàn)場踏勘，選定可能放案。經(jīng)過選定必選確定必須通過的主要控制點和應避讓的控制點，逐步縮小路線的活動范圍，進而定出大體路線布局。逐段安排：在縱體路線布局的根底上，以相鄰主要控制點間劃分段落。按?標準?技術要求，結合具體地形通過試坡展線加密控制點，這些控制點就構成路線的雛形。編輯課件具體定線：根據(jù)路線的雛形，按平面及縱面線形標準要求，進行直接插點定線或放坡定點的方法，插出一系列控制點。在按保證重點照顧多數(shù)的原那么進行船點成線，沿線交點，即為路線轉角點。隨后擬定與地形條件相適應的平曲線半徑。擬定平曲線半徑時，在條件允許時，盡量選擇大半徑。如受地形、地物限制時，其半徑的選定通常可用如下兩種方法：單交點法；雙交點法。⑴、單交點法此法適用于偏角不大的路線，常用的方法有：外距控制；切線控制。①、外距控制：即可控制曲線中點位置。編輯課件〔見以下圖〕交點內(nèi)側有建筑物，為了不拆建筑物，控制點位取曲線中點〔QZ〕，測出偏角α，外矢距E控，那么半徑R為：R=E控/(secα/2-1)TRQZE控α外距控制選擇半徑編輯課件例一、微丘區(qū)某三級路〔見上圖),已測出偏角為47°24′轉角點據(jù)建筑物外墻為16.5m，路基寬8.5m，內(nèi)側加寬1.2m，邊溝占1.0m,邊溝據(jù)建筑物外墻為1.5m，問選擇多大半徑才能滿足要求？解、根據(jù)題意首先繪出曲線中點處的橫斷面圖，求出E控。QZ8.51.21.01.5E控=16.5-(1.5+1.0+1.2+8.5/2)=8.55mR=8.55/(sec47°24′/2-1〕=92.8m取整R=90m16.5E控=？O編輯課件②、切線控制：即控制曲線起、終點位置。如以下圖，設反向曲線間應保持緩和曲線長度〔30m)，兩轉角點間距離為〔65m)，JD1的切線長為T1〔20m〕，那么JD2的切線長T2=？T2即為T控=65-20-30=15m。那么第二個轉角點的曲線半徑R2可用下試求出。R2=T控/tgα2/2R1R2T1=2030T2=？JD1JD2α2切線控制選擇半徑編輯課件⑵、雙交點法當轉角點偏角較大，地形復雜，切線T外距E丈量困難，或交點落入河流、陡崖、建筑物等時，可用雙交點法。見以下圖，選擇曲線中不適宜通過點A2，過A2做切線AB與相鄰兩直線交成兩個轉角點JDA和JDB。量出偏角αA、αB及切線長AB，那么半徑R和切線長T為：R=AB/〔tgαA/2+tgαB/2)T1=RtgαA/2T2=RtgαB/2T1JDAαAαBJDBT2A2R雙交點法編輯課件2、量較組量角組的主要任務是標定直線與修正轉角點位置，量角與轉角計算，平曲線要素計算；定出曲線中點方向樁、轉角樁位固定及視距測量等。有時，為加快速度及領會選線意圖，量角組可與選線組合為一體。3、中樁組中樁組的主要任務是根據(jù)選定的轉角點及量角資料，沿中線丈量打樁敷設中線。它是沿中線用鋼卷尺量出水平距離。平原微丘：地形的樁距一般為：50m。山嶺重丘地形：20m。但地形發(fā)生突變的特征點、橋、涵位置及曲線上的5個根本點〔ZH、HY、QZ、YH、HZ〕樁號均要設置加樁。曲線上的樁距：平原微丘：20m；山嶺重丘：10m。用木、竹樁志定位，在樁志上用紅漆筆標出公里樁、百米樁、橋涵位樁等名稱、里程。并在樁志后按順序編號，以利查找。編輯課件曲線上5個根本點樁號的里程推算〔見以下圖〕：它是根據(jù)轉角點里程及曲線要素計算。ZH=JD-TSHY=ZH+LSQZ=HY+(1/2)L′YH=HY+L′HZ=YH+LSL′=180(α-2β0)R/πZHHYTSQZJDαYHHZLSL`LSαβ0β0編輯課件在測量過程中，有時因局部改線或事后發(fā)現(xiàn)量距計算計算錯誤，為了防止后面樁志修改麻煩，可按“斷鏈〞處理。斷鏈可分為：短鏈：原路線樁志里程長于地面實際里程〔實際應該短〕；長鏈：原路線樁志里程短于地面實際里程〔實際應該長〕。由于采用斷鏈處理方法，標志里程與實際長度不符。在展繪平、縱斷面圖及土石方工程計算時，應對距離加以修正。路線里程=末樁里程+∑長鏈-∑短鏈例如老k2+110老k3+120老k5+118K10+500新K2+105新k3+126新k5+116路線總里程=10500+6-〔5+2〕=10501m編輯課件4、水平組水平組的任務是對公路中線個樁位進行水準測量，測出中樁地面上下變化的情況。為縱斷面設計提供地面高程資料。為了便于中線水準測量，可先沿路中線兩側不設固定的水準基點，以滿足測設和施工需要。水準基點設置間距為：平原微丘≤2km、山嶺重丘≤1km。5、橫斷面組公路中線測量完畢，就可逐樁依次進行橫斷面測量，它的任務是測量各樁號垂直路中線方向的地面起伏情況。繪制橫斷面圖，為路基設計及土石方工程量計算及施工放樣提供依據(jù)。橫斷面的測量寬度，根據(jù)路基寬度及地形情況而定，一般為20~40m，比例尺為1:200.6、地形組它的主要任務是沿路中線兩側100~200m范圍內(nèi)，按1:2000或1:5000的比例尺測繪帶狀等高線地形圖，通過它表達路線布設情況。并反映路中線兩側地形、地物的關系，為路線平面設計提供依據(jù)。編輯課件

7、橋涵組它的主要任務是調(diào)查與收集沿線橋涵水文與地形地質(zhì)資料，提出橋涵和其他排水溝造物的技術要求，研究確定橋涵位置、結構形式、孔徑大小以及上下游防護處理等。8、調(diào)查組它的主要任務是調(diào)查沿線經(jīng)濟及自然條件，包括沿路占用農(nóng)田、果樹、竹木、山墳、水晶、拆遷物。沿線的土壤地質(zhì)及覆蓋層厚度，沿線建筑材料分布情況；當?shù)剡\輸條件及原有橋涵孔徑、結構；應遷移的電訊電力設備，及當?shù)氐墓ぁ⒘?、機單價等。未經(jīng)后設計編制工程概預算提供依據(jù)。編輯課件第三章路線交叉roadintersection道路與道路或道路與鐵路相交部位稱為道路交叉口，它是道路系統(tǒng)的重要組成局部，是道路交通的咽喉。在交叉口，人、車聚集，阻礙交通，易造成事故。因此，提高交叉口通行能力是道路設計的一項重要任務。根據(jù)相交道路交匯點的豎向標高設置安排不同，可分為平面交叉口和立體交叉口。高速公路、一級公路相交要采用立體交叉；其他各級公路一般采用平面交叉。

編輯課件第一節(jié)平面交叉〔gradecrossing)口的交通分析一、交叉口的交通分析進出交叉口的車輛由于行駛方向不同，車輛之間的交錯也不同，產(chǎn)生交錯點的性質(zhì)也不一樣。分流點〔diveringpoint):同一行駛方向的車輛向不同方向分開的地點。合流點〔weavingpoint〕：來自不同行駛方向的車輛以較小角度向同一方向集合的地點〔又稱交織點〕。沖突點〔conflictpoint):來自不同行駛方向的車輛以較大角度〔≥90°)相互交叉的地點?！参ｋU點〕編輯課件上述交錯點是影響交叉口行車速度和發(fā)生交通事故的主要原因。其中，左轉彎和直行形成的沖突點對交通影響最大，車輛易產(chǎn)生碰撞；其次，是合流點，車輛產(chǎn)生擠碰的危險點；在交叉口的設計中，要盡量減少沖突點和合流點，尤其要減少或消滅沖突點。通過分析不難得出如下結論：在平面交叉口上，都存在沖突點〔危險點〕，并隨著相交道路條數(shù)增加而急劇增加。三條：沖突點3、四條16、五條50。產(chǎn)生沖突點最多的是左轉彎車輛，去掉左轉彎那么由16個減少到4個。消除沖突點的方法有三：實行交通管制；渠化交通；交通島、遠引式交叉。設立體交叉編輯課件二、平面交叉口的根本要求在保證相交道路上所有車輛和行人平安的前提下，使車流和人流交通受到最小的阻礙；正確設計交叉口，保證轉彎車輛行駛穩(wěn)定；同時符合排水要求；是交叉口的地面誰能迅速排除；保持交叉口的枯燥狀態(tài)，有利于車輛和行人通過；并可使路面壽命延長。編輯課件第二節(jié)公路平面交叉一、平面交叉的一般要求公路的平面交叉是公路的一個重要組成局部，平面交叉選用的技術標準和形式是否合理直接影響公路的通行能力，使用品質(zhì)以及交通平安。因此，設計交叉口時應符合如下要求：路線交叉口局部的計算行車速度，應符合?標準?規(guī)定要求(v=0.5~0.7v路〕；交叉口的形式應根據(jù)相交道路的交通量、交通性能及地形條件綜合考慮后再確定。交叉口應選擇地形平坦、視野開闊，至少應保證相交道路上汽車距沖突點前后的停車視距范圍內(nèi)通視，有礙視線的障礙物應予去除。交叉口的豎向不知要符合行車舒適，排水暢通的要求。二、平面交叉口的形式1、簡單交叉口是指平面交叉中，對交叉部位不作任何處理。編輯課件共有五種形式：十字形〔crossingroad)：簡單、方便、街角建筑易處理，適用廣、道路規(guī)劃網(wǎng)最根本的形式。X字形〔xintersection):兩條路以銳角斜交。銳角較小時，轉彎不利。建筑難處理。T字形〔Tintersection):是一條盡頭道路與另一條直行道路近于直角相交的交叉口。適用于不同等級或相同等級路相交。Y字形〔Yintersection):是一條盡頭道路與另一條道路以銳角或鈍角〔＜75°、＞105°〕相交的交叉口，適用于主要道路與次要道路相交；主要道路應設在交叉口的順直方向。復合交叉口〔compoundintersection〕：多條道路匯交的地方，易起到突出中心效果，占地面積大、交通組織困難。編輯課件2、拓寬路口式交叉口當交通量較大時，轉彎車輛較多時，而交叉口通行能力不能滿足交通量的需要時，可在簡單交叉口根底上增設侯駛車道和變速車道，以適應車輛臨時停侯和變速行駛之用拓寬位置的選擇，有以下兩種可能：向進口道的左側拓寬。如利用中間的分隔帶、或越過中心線局部占用對向的車道寬度。見以下圖非機動車道非機動車道編輯課件向進口道的右側拓寬。如利用車行道右側的綠帶或拆遷局部房屋。LnLkn.LnLSLkL′編輯課件拓寬車道長度計算拓寬車道的長度L值，應能使右轉車輛從最長的候車車列的尾車駛入拓寬的車道，其長度為：L=n.Ln+Lk(m〕式中n一個周期的紅燈和黃燈時間內(nèi)到達進口道德車輛數(shù)，停候車輛數(shù)；Ln停候車輛的平均車頭間隔，一般為6~9m.Lk車輛從原車道駛入相鄰拓寬車道所需距離，在低速行駛的情況下，其值一般為12m。L′=S+Lk=〔v22-v12)/2a+Lk式中S車輛加速所需距離；V1車輛右轉時的初速度；V2車輛加速后的末速度；a車輛的平均加速度。編輯課件3、環(huán)形交叉口〔rotaryintersection)環(huán)形交叉〔俗稱轉盤〕是在交叉口中央設置一個中心島，用環(huán)島組織渠化交通，駛入交叉口的車輛，一律繞島作逆時針單向行駛，至所要去的路口離島駛出。其優(yōu)點是把沖突點變?yōu)榻豢楛c，從而消除車輛碰撞危險，對平安行車有利；車輛到達交叉口可以連續(xù)行駛，不需要專人指揮交通，利用環(huán)綠化布景，可以美化環(huán)境。缺點是占地面積大，直行車需繞島通過，增加行駛距離，左轉彎車輛那么繞行距離更長。中心島的形狀和尺寸確實定，必須保證車輛能按一定車速以交織方式形式代替一般交叉口的車流交叉，即必須同時能滿足行車速度以及進環(huán)和出環(huán)的車輛在環(huán)島上行駛互相變換車道所需的交織距離的要求。中心島的形狀有：圓形、橢圓形、卵形、方形圓角、菱形圓角等，它主要取決于相交道路的等級和角度。常用的是圓形。編輯課件根據(jù)行車速度所要求的圓形中心島半徑R可按下式計算(見以下圖〕：

R交織段長度編輯課件式中V環(huán)道計算車速；

μ橫向力系數(shù)；i環(huán)島坡度向中心傾斜取正值；反之取負值；b一條車道寬度。編輯課件第三節(jié)立體交叉立體交叉是兩條道路在不同高程上交叉。兩條道路上的車流互不干擾，各自保持原有車速通過交叉口。因此，立體交叉是一種保證行車平安和提高交叉口通行能力的最有效方法。但，由于其技術復雜，占地面積大，造價高，只有在以下情況下才予以采用：高速公路或一級公路于其他各級公路相交；其他各級道路通過交叉口的交通量超過1000輛/h；當?shù)匦闻c環(huán)境使當時，如各級公路在3米以上挖方地段于其他公路相交，或較高的橋頭引導與濱河道路相交等。一、立體交叉的主要組成編輯課件立體交叉的交通組織方式不同，其組成局部也不同，互通式立體交叉的主要組成如下：一般公路高速公路出口右轉匝道右轉匝道入口入口出口左轉匝道左轉匝道跨路橋編輯課件1、跨路橋它是立體交叉的主要結構物，高速公路從橋上面通過的稱為上跨式，反之為下跨式。2、匝道〔ramp〕它是連接互通式立體交叉上下道路，供左