路基路面工程-道路工程概论讲义

路基路面工程——道路工程概论第1章总论1国内外道路发展状况2道路基本组成及作用3道路等级划分第2章道路平面设计1选线与定线2道路平面线形3行车视距第3章道路纵断面设计1纵坡设计2竖曲线设计第4章道路横断面设计1道路横断面组成2横断面设计3路基土石方数量计算第5章道路交叉设计1平面交叉设计2立体交叉设计第6章路基工程1概述2路基设计3路基的稳定4路基施工5路基排水第7章路面工程1概述2沥青路面3水泥混凝土路面4路面施工5路面排水第8章道路绿化与环境1道路绿化与环境2道路与环境3道路环境影响评价第9章高速公路简介1基本概念2高速公路技术标准3高速公路管理与监控系统线形设计结构设计第1章总论1.1道路运输特点和国内外道路发展状况一．道路运输特点1.适应性强；2.机动性好；3.速度快；4.投资少；5.费用高。二．我国道路概况现状：数量少、等级低、质量差任务：兴建高等级公路、改造旧路、增设新线目标：实现“五纵七横”、村村乡乡通公路项目布局路线名称里程（km）五纵1.同江—三亚（含长春—珲春支线）2.北京—福州（含天津—塘沽支线及泰安—淮阴连接线)3.北京—珠海4.二连浩特—河口5.重庆—湛江52002500240036001400七横1.绥芬河—满洲里2.丹东—拉萨（含天津—唐山支线）3.青岛—银川4.连云港—霍尔果斯5.上海—成都（含万县—南充—成都支线）6.上海—瑞丽（含宁波—杭州—南京支线)7.衡阳—昆明（含南宁—友谊关支线）1300460016004400250040002000“五纵七横”国道主干线系统三．国外概况交通运输比例大、路线长、等级高、道路网密度大四．道路测设新技术1.计算机应用于道路工程设计；2.…………………………地质勘察；3.………………航测；4.………………GPS作控制测量。1.2道路的基本组成及作用道路的分类：公路、城市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路一．公路的组成及作用线形组成：平、纵、横公路结构组成：路基、路面、桥涵、排水系统、隧道、防护工程、特殊构造物、交通服务设施二．城市道路的组成及作用机动车道和非机动车道、人行道、交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站、交通安全、城市道路排水系统、沿街设施、地下各种管线、绿化带、地下铁道、高架桥1.3道路的等级划分一．公路《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）等级标准车型设计年限交通量（辆）高速小客车20年25，000一级小客车20年（15）15，000—55，000二级小客车15年5，000—15，000三级小客车15年2，000—6，000四级小客车实际情况2，000（双）＜400（单）高速一级集散公路、地方公路二．城市道路《城市道路规范》（CJJ37—90）年限快速路主干路次干路支路20201510—15第2章道路平面设计2.1选线与定线一．原则：1.近远期结合；2.工程量小、造价低、效益好；3.支援农业；4.通过地质、水文好的地带；5.环境保护；6.利用地形，平、纵、横面结合；二．各种地形条件下的选线1.平原微丘区选线：①优缺点②注意方面2.山岭重丘区①特点②分类：沿河线、越岭线、山脊线③各种布线的关键三．定线1.纸上定线2.实地定线3.航测定线2.2道路平面线形一．直线、平曲线1.直线①特点②最长、最短限制2.平曲线①特点②半径计算③半径限制：极限最小半径、一般最小半径、不设超高最小半径)(1272VR④缓和曲线限制⑤曲线总长限制⑥两类平曲线的计算公式：圆曲线：带缓和曲线的平曲线：LTDREtgRTRL2)12(sec2180切曲差外矢距切线长曲线长hhhhhLTDRpRELRLqtgpRTRLLqRLRLpRL22sec)(2)2(1802)(2402268824223342切曲差外矢距曲线总长切线长纵向内移值横向内移值回旋偏角⑦里程桩号计算⑧例题某平原区有一弯道圆曲线半径取250m，交点的里程桩号K13+502。56，偏角为32°30´，试计算该曲线设置缓和曲线后的五个主点里程桩号。（L=75m）二．超高与加宽1.定义2.作用3.计算4.限制三．线型组合形式1.基本型回旋线—圆曲线—回旋线2.S型圆1—回旋1—（反向）回旋2—圆23.卵型圆1—回旋—圆24.凸型回旋1—（以R衔接）回旋25.复合型回旋1—回旋2—圆6.C型回旋1—（以R=0接）—回旋2四．路线平面图（如图）地形、地物公路路线中心线及里程桩号、断链、水准点大中桥、隧道、沿线设施沿线省、市、自治区、县分界线路中心线近、远期规划红线、车行道线、停车场绿化带、交通岛、人行横道线城市道路沿街建筑物出入口、地上地下管线雨水井、窨井交叉口及沿线里程桩弯道及曲线要素交叉口侧面的转弯半径2.3行车视距1.定义2.分类①停车视距=反应时间距离+制动距离+安全距离②会车视距≈2会车视距③超车视距=加速行驶距离+在对向车道行驶距离+安全距离+整个过程中对向车行驶距离3.视距保证①弯道上的视距——横向净距的计算（清除障碍）②城市道路交叉口的视距——视距三角形法第3章道路纵断面设计3.1纵坡设计最大纵坡最小纵坡合成总坡坡长限制纵坡设计原则3.1竖曲线设计1.定义2.分类3.作用一．竖曲线要素计算竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T某桩号在凸（凹）曲线上的设计标高=该桩号在切线上的设计高-（+）yRxyRTELTRL2222221切高外矢距切线长曲线长”为凹曲线）”为凸曲线、“（“变坡角二．竖曲线限制：半径、曲线长三．平纵面线型组合1.线型组合原则诱导视线、平纵指标均衡、合成坡度适当2.平纵组合线形平面要素纵断面要素优缺点A直线直线B直线凹形曲线C直线凸形曲线D曲线直线E曲线凹形曲线F曲线凸形曲线3.平纵线形搭配图示组合不当ⅠZYYZ组合得当ⅡHYYHZHHZ请看纵断面图第4章道路横断面设计4.1道路横断面的组成一．公路横断面的组成路基路肩行车道中间带车道车道硬路肩土路肩中央分隔带路缘带路缘带高速公路、一级公路路基标准横断面路基路肩行车道路肩车道车道加固部分土路肩二、三级公路路基标准横断面路基路肩路肩行车道土路肩加固部分四级公路路基标准横断面二．城市道路横断面的组成1.组成：机动车道、非机动车道、人行道、绿带、排水设施、各种管线工程等。2.基本形式（注意比较优缺点）单幅路三幅路双幅路四幅路三．行车道宽度=机动车道宽度+非机动车道宽度四．路肩、分车带与人行道路肩：硬路肩、土路肩分车带：分隔带、两侧路缘带缘石人行道2力每一车道的设计通行能通量远景年单向设计小时交车道数4.2横断面设计一．设计要求二．设计方法（见流程图）点绘各横断面的横向地面线确定路基宽度、边坡坡度、边沟尺寸拟定超高和加宽值完成路基设计表绘出横断面设计线清除视距障碍及设置视距台4.3路基土石方数量一．横断面面积计算1.积距法(图1）A=h1*l+h2*l+……+hn*l2.几何图形法（图2）A=∑Ai(Ai为几何图形面积）3.混合法二．路基土石方数量计算h1h2hihn图1l图2AiLAAV221填写路基土石方调配表三．土石方调配1.调配计算的几个问题免费运距L免、平均运距、经济运距L经=B/T+L免、运量W=Qn其中n=（L+L免）/N、计价土石方数量V计=V挖+V借。2.土石方调配的一般要求3.土石方调配的方法注：复核横向调运+纵向调运+借方=填方横向调运+纵向调运+弃方=挖方挖方+借方=填方+弃方计价土石方数量=挖方数量+借方数量第5章道路交叉设计5.1平面交叉设计平面交叉设计内容：选择交叉口形式、拟定尺寸、布设交通设施、交叉口竖向设计一．交叉口的交通组织和交通分析分流点合流点冲突点减少或消灭冲突点的办法：①交通管制②渠化交通③设置立交二．交叉口形式与选择三．交叉口平面设计1.加宽转角式交叉口交叉口视距交叉口转角的缘石半径2.拓宽路口式交叉口设计拓宽车道数拓宽位置的选择拓宽车道长度的计算3.环形交叉口设计中心岛的形状和尺寸环道的宽度交织角环岛进出口的转弯半径环道的横截面环道的外缘石四．交叉口竖向设计1.原则2.基本形式3.设计方法及步骤计算图示AO2O3E2E3EFF3D3M35.2立体交叉设计1.定义2.设置条件3.注意问题一．立体交叉的组成和类型1.组成2.立体交叉的类型上跨式互通式ⅰⅱ下穿式分离式跨路桥、匝道、外环、内环、入口、出口、加速车道、减速车道、引道二．立体交叉线形设计1.速度限制2.立体交叉间距限制3.横断面设计1.纵断面设计三．匝道设计1.匝道类型2.匝道的“平、纵、横”设计3.匝道的端部设计第6章路基工程6.1概述一．路基的作用二．基本要求三．路基的用途1.路基用途的分类土巨粒土粗粒土细粒土特殊土漂石土卵石土砾类土砂类土粉质土粘质土有机质土黄土膨胀土红粘土盐渍土2.路基用途的选择不易风化的岩石土碎（砾）石土沙土砂性土粉性土粘性土重粘土有机质土膨胀土湿陷性黄土泥岩盐质土四．路基的干湿类型1.路基湿度的来源大气降水、地面水、地下水、水蒸气及其凝结水、给排水设施泄露2.路基干湿类型的划分标准：平均稠度Bm=（WL-Wm）/（WL-Wp）类型：干燥、中湿、潮湿、过湿3.路基临界高度6.2路基设计一．路基横断面基本形式路堤路堑半挖半填路基二．路基的基本结构路基的基本结构中央分隔带路面路基路床边沟挖方边坡截水沟三．路基工程的附属设施取土坑、弃土堆、护坡道、四．路基的防护与加固坡面防护冲刷防护加固支挡植物防护直接防护换填法、挡土墙间接防护排水固结、封面防护碾压与夯实砌石防护化学加固法挤密法注意：挡土墙的类型及构造石砌重力式悬臂式扶壁式垛式锚固式笼式6.3路基的稳定性一．滑动类型1.滑坡；2.滑移。二．力学验算法1.原理与假设2.方法：直线验算法ABT‘αTW验算图示2.圆弧法三．工程地质法OZRAQiWRBXiSINiα简单条分法6.4路基的施工一．路基施工前的准备组织准备、物质准备、技术准备二．路基土方施工开挖运输填堆压实修整三．路基压实1.压实土基的意义2.影响路基压实效果的因素：内因：含水量土质外因：压实功能压实机具压实方法W0含水量W（%）干容重γ3.路基压实标准①压实度②击实标准4.路基压实质量的控制与检查五．软土地基路基施工%100土的最大干密度压实后土的干密度压实度K6.5路基的排水地面排水①边沟①截水沟①排水沟①跌水和急流槽①拦水带地下排水①盲沟①渗井第7章路面工程7.1概述一．路面的作用及对路面的基本要求1.定义2.作用3.基本要求刚度、强度、稳定性、平整度、抗滑性、良好的不透水性、低躁声和低扬尘性二．路面结构层次的划分垫层（或隔离层）加固路肩土路肩土路肩基层路缘石路基面层ii路拱横坡三．路面的分级与分类路面等级面层类型适用的道路等级高级路面水泥混凝土路面沥青混凝土路面高速公路、一级和二级、城市快速路、主干道次高级路面沥青上拌下贯式乳化沥青碎石混合料热拌沥青碎（砾）石混合料沥青表面处治二级三级中级路面碎（砾）石（泥结或级配）半整齐石块水结碎石四级低级路面粒料改善土四级7.2沥青路面一．沥青路面设计理论1.弹性层状体系理论2.假定：五点二．沥青路面结构组合设计原则：①根据路面荷载应力随深度递减的规律安排结层次；（限制各相邻结构层的回弹模量和结构层最小厚度）②在各种自然因素作用下稳定性要好；（注意最小防冻厚度）③层间联结要紧密。注意：各级道路推荐的路面结构组合形式可参考《公路沥青路面设计规范》三．沥青路面设计指标1.标准轴载及当量轴次标准轴载：双轮组单轴轴载100KN，BZZ—100当量轴次计算：18'21'1'35.421136511,NNTPPnCCNPPnCCNteKK）（量轴次计算，年内一个车道上累计当设计年限应力验算时进行半刚性基层层底拉换算公式：2.路面设计弯沉值Ld3.容许弯拉应力σRσm≤σR(=σSP/KS)4.路基土和路面材料抗压回弹模量值路基和路面泊松比均