道路工程施工基础知识[1]

第1章道路工程施工基础知识【学习目标】本章介绍了道路的分类及组成、道路施工图组成、路基路面的分类与基本要求和土的工程分类方法。通过本章学习，应能对道路工程有基本了解，重点掌握公路与城市道路各自的组成与特点、识读道路施工图、清楚路基典型横断面型式、路面的分类方法等基本概念及路基用土的工程性质。1.1道路的分类、组成与施工特点1.1.1道路的分类道路是一个总称，它可分为四类，即城市道路、公路、乡村道路、厂矿道路。1.城市道路在城镇内联系各组成部分的道路叫城市道路。按照城市道路在道路系统中的地位、交通功能与对沿线建筑物的服务功能等来划分，城市道路分为快速路、主干路、次干路与支路。（1）快速路快速路是为较高车速的长距离交通而设置的重要道路。快速路对向车道之间应设中间带以分隔对向交通，当有自行车通行时，应加设两侧带。快速路的进出口应采用全控制或部分控制。快速路与高速公路、快速路、主干路相交时，必须采用立体交叉；与交通量较小的次干道相交时，可采用平面交叉；与支路不能直接相交。在过路行人集中地点应设置过街人行天桥或地道。（2）主干路主干路是城市道路网的骨架，为连接城市各主要分区的交通干路，以交通功能为主。自行车交通多时，宜采用机动车与非机动车分流形式。如三幅路或四幅路。（3）次干路次于路是城市的交通干路，兼有服务功能。次干路配合主干路组成道路网，起广泛连接城市各部分与集散交通的作用。（4）支路支路是次干路与街巷路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。街巷内部道路，作为街巷建筑的公共设施组成部分，不列入等级道路以内。2.公路在城镇以外(大城市远郊工业点以及其他独立工矿区以外)，联系相邻市县或工矿区的道路称为公路。根据交通量和公路的使用任务和性质，公路可分为以下五个等级：（1）高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜汽车交通量（四车道：25000～55000；六车道：45000～80000；八车道：60000～100000），为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车汽车分道高速行驶并全部控制出入的公路。（2）一级公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜汽车交通量为15000～30000辆，为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区，可供汽车分道行驶并部分控制出入、部分立体交叉的公路。（3）二级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为3000～7500辆，为连接政治、经济中心或大工矿区等地的干线公路，或运输任务繁忙的城郊公路。（4）三级公路一般能适应按各种车辆折中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为为1000～4000辆以下，为沟通县及县以上城市的一般干线公路。（5）四级公路一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量（单车道：200辆以下；双车道：1500辆以下），为沟通县、镇、乡的支线公路。3.农村道路在农村中联系乡、村、居民点的主要道路，因其交通性质、特点、技术标准要求等均与公路不同，一般称为农村道路。4.厂矿道路工厂、矿区内部的道路以及厂矿到公路、城市道路、车站、港口衔接处的对外公路，由于其交通性质、功能等与城市道路和公路均不相同，通称为厂矿道路。1.1.2道路的组成与施工特点1.城市道路的组成在城市里，沿街道两侧建筑红线之间的空间范围为城市道路用地，该用地由以下各个不同功能部分所组成：（1）供各种车辆行驶的车行道。其中供汽车、无轨电车、摩托车等行驶的为机动车道；供有轨电车行驶的为有轨电车道；供自行车、三轮车等行驶的为非机动车道；（2）专供行人步行交通用的人行道(地下人行道、人行天桥)；（3）交叉口、交通广场、停车场、公共汽车停靠站台；（4）交通安全设施。如交通信号灯、交通标志、交通岛、护栏等；（5）排水系统。如街沟、边沟、雨水口、雨水管、污水管等；（6）沿街地上设施。如照明灯柱、电杆、邮筒、清洁箱等；（7）地下各种管线。如供电电缆、通讯电缆、煤气管、给水管、供热管道等；（8）具有卫生、防护和美化作用的绿带；（9）交通发达的现代化城市，还建有地下铁道、高架路、公交专用车道等。2.公路的组成与特点公路的基本组成部分包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护与加固工程、排水设施、山区特殊构造物等。以及为保证汽车行驶的安全、畅通和舒适，还需要有各种附属工程，如公路标志、路用房屋、加油站及绿化栽植等。此外，为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物称为挡土墙。它是路基加固工程的一种结构形式。为保持路基稳定和强度而修建的地表和地下排水措施称为路基排水设施，包括边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、蒸发池、渗沟、渗水井等。1.1.3城市道路施工的特点1.充分做好准备工作，包括施工管理和组织计划工作；施工中实行流水作业，严格施工管理，健全岗位责任制、加强质量保证体系工作，每道工序都要严格把关，前一道工序未经验收不得进行下道工序。2.道路施工耗费筑路材料多，每千米达数千吨，单方造价中材料款一般占50％以上。我国幅员辽阔，各地可供修筑道路的材料很多。所以要认真做好调查研究，充分利用当地材料和工业废渣，以求修建经济而适用的道路。3.城市道路施工从直观上看无论是新建、改造或扩建都会不同程度地存在着三多一少的特点。（1）城市交通拥挤、车辆及行人多，所以尽可能不断路施工，多采用半幅通车、半幅施工的方案。必要时封锁交通断路施工，务必做好交通疏导工作，协商安排车辆绕道行驶的路线和落实交通管理措施。为了减少扰民和保证车辆正常行驶，也可在夜间组织连续作业，快速施工。（2）施工障碍多，无论是沿线房屋拆迁，还是地上立体交叉的各种架空线杆或是地下纵横交错的各种管网和设施或古墓文物，这些影响施工的障碍物的解决都具有很大的工作量，也极其繁杂，必须引起高度重视，务必进行妥善规划、细致实施。（3）施工涉及面广。道路施工除了面对众多的沿线居民外，还涉及到：规划、公安、公交、供电、通信、供水、供热、燃气、消防、环保、环卫、路灯、绿化和街道及有关企、事业等单位，所以必须加强协作、配合工作，以取得各单位各部门的支持和谅解，使施工得以顺利进行，避免出现大量耗费人力、物力和时间的“扯皮”现象。（4）施工用地少。城市土地极其珍贵，施工平面布置必须“窄打窄用”，乃至“见缝插针”，有条件要在郊外建造搅拌站等基地或采用商品混凝土方案。1.2道路工程施工图道路工程是一种带状构筑物，它具有高差大、曲线多且占地狭长的特点，因此道路工程施工图的表现方法与其它工程图有所不同。道路工程施工图是由道路平面图、道路纵断面图、横断面图及构造详图组成。道路平面图是在测绘的地形图的基础上绘制形成的平面图；道路纵断面图是沿路线中心线展开绘制的立面图；横断面图是沿路线中心线垂直方向绘制的剖面图；而构造详图则是表现路面结构构成及其它构件、细部构造的图样。用这些图样来表现道路的平面位置、线型状况、沿线地形和地物情况、高程变化、附属构筑物位置及类型、，地质情况、纵横坡度、路面结构和各细部构造、各部分的尺寸及高程等。1.2.1道路施工平面图道路平面图是应用正投影的方法，先根据标高投影(等高线)或地形地物图例绘制出地形图，然后将道路设计平面的结果绘制在地形图上。道路施工平面图是用来表现道路的方向、平面线型、两侧地形地物情况、路线的横向布置、路线定位等内容的主要施工图。以图1-1某工程道路平面图为例，分析道路平面图的图示内容。1.地形部分的图示内容(1)图样比例的选择:根据地形地物情况的不同，地形图可采用不同的比例。一般常用比例为1:500，也可采用1:1000的比例。比例选择应以能清晰表达图样为准。(2)方位确定:为了表明该地形区域的方位及道路路线的走向，地形图样中需要标示方位。方位确定的方法有坐标网或指北针两种，如采用坐标网定位，则应在图样中绘出坐标网并注明坐标。如采用指北针，应在图样适当位置按标准画出指北针。(3)地形地物情况:地形情况一般采用等高线或地形点表示。城市道路一般比较平坦，多采用大量的地形点来表示地形高程。公路有时采用等高线表示，地物情况一般采用标准规定的图例表示。(4)水准点位置及编号应在图中注明，以便路线控制高程。2.路线部分的图示内容(1)道路规划红线是道路的用地界限，常用双点划线表示。道路规划红线范围内为道路用地，一切不符合设计要求的建筑物、构筑物、各种管线等均需拆除。(2)道路中心线用细点划线表示。道路中机动车道、非机动车道、人行道、分隔带等均可按比例绘制在图样中。以图1-1为例，机动车道宽度为31m，非机动车道宽度为7.5m，人行道宽度为8m，绿化带宽度为4m，均以粗实线表示。(3)里程桩号反映了道路各段长度及总长，一般在道路中心线上从起点到终点，沿前进方向注写里程桩号；也可向垂直道路中心线方向引一细直线，再在图样边上注写里程桩号。如K1+760，即距路线起点为1760m。如里程桩号直接注写在道路中心线上，则“+”号位置即为桩的位置。(4)路线定位采用坐标网或指北针结合地面固定参照物定位的方法。(5)道路中曲线的几何要素的表示及控制点位置的图示。以图1-2缓和曲线线型为例说明曲线要素标注问题。在平面图中是用路线转点编号来表示的，JD3表示为第三个路线转点。α角为路线转向的折角(度)，它是沿路线前进方向向左或向右偏转的角度。R为圆曲线半径，T为切线长，L为曲线长，E为外矢距。图中曲线控制点有ZH(直缓)为曲线起点，HY为“缓圆”交点，QZ表示曲线中点，YH为“圆缓”交点，HZ为“缓直”的交点。当为圆曲线时，ZY为“直圆”交点，QZ为曲线中点，YZ为“圆直”交点。图1-2平曲线要素3.道路平面图的阅读根据道路平面图的图示内容，可按以下程序阅读:(1)首先了解地形地物情况:根据平面图图例及地形点高程，了解该图样反映的地形地物状况、地面各控制点高程、构筑物的位置、道路周围建筑的情况及性质、已知水准点的位置及编号、坐标网参数或地形点方位等。(2)阅读道路设计情况:依次阅读道路中心线、规划红线、机动车道、非机动车道、人行道、分隔带、交叉口及道路中曲线设置情况等。(3)道路方位及走向，路线控制点坐标、里程桩号等。(4)根据道路用地范围了解原有建筑物及构筑物的拆除范围以及拟拆除部分的性质、数量，所占农田性质及数量等。(5)结合路线纵断面图掌握道路的填挖工程量。(6)查出图中所标注水准点位置及编号，根据其编号到有关部门查出该水准点的绝对高程，以备施工中控制道路高程。1.2.2道路纵断面图通过沿道路中心线用假想的铅垂面进行剖切，展开后进行正投影所得到的图样称为道路纵断面图。由于道路中心线是由直线和曲线组合而成的，因此垂直剖切面也就由平面和曲面组成。道路路线纵断面图主要反映了道路沿纵向的设计高程变化、地质情况、填挖情况、原地面标高、桩号等多项图示内容及数据。所以道路纵断面图中包括图样和资料表两大部分，如图1-3所示。1.图样部分的图示内容(1)图样中水平方向表示路线长度，垂直方向表示高程。为了清晰反映垂直方向的高差，规定垂直方向的比例按水平方向比例放大10倍，如水平方向为1:1000，则垂直方向为1:100。图上所画出的图线坡度较实际坡度大，看起来明显。(2)图样中不规则的细折线表示沿道路设计中心线处的原地面线，是根据一系列中心桩的地面高程连接形成的，可与设计高程结合反映道路的填挖状态。(3)路面设计高程线:图上比较规则的直线与曲线组成的粗实线为路面设计高程线，它反映了道路路面中心的高程。(4)竖曲线:当设计路面纵向坡度变更处的两相邻坡度之差的绝对值超过一定数值时，为了有利于车辆行驶，应在坡度变更处设置圆形竖曲线。在设计高程线上方用“”表示的是凸形竖曲线，用“”表示的为凹形竖曲线，并在符号处注明竖曲线半径R、切线长T、曲线长L、外矢距E，如图1-3某城市道路纵断面图中所设置的竖曲线:R＝25000m，T＝39.42m，E＝0.03m。竖曲线符号的长度与曲线的水平投影等长。(5)路线中的构筑物:路线上的桥梁、涵洞、立交桥、通道等构筑物，在路线纵断面图的相应桩号位置以相关图例绘出，注明桩号及构筑