2第一章道路与桥梁基本知识(二)2012

1二、道路与桥梁设计的基本知识1．路基、路面设计的基本知识（熟悉）(1)路基路面应根据公路功能、公路等级、交通量，结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计，保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。同时路面面层应满足平整和抗滑的要求。(2)路基设计应重视排水设施与防护设施的设计，取土、弃土应进行专门设计，防止水土流失、堵塞河道和诱发路基病害。(3)高速公路、一级公路宜采用浅挖、低填、缓边坡的路基断面形式。(4)通过特殊地质和水文条件的路段，必须查明其规模及其对公路的危害程度，采取综合治理措施，增强公路防灾、抗灾能力。(5)高速公路、一级公路路面不宜分期修建，但位于软土高填方等工后沉降较大的局部路段可按一次设计、分期实施的原则实施。(6)路基高度设计，应使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛细水和冰冻的作用，不使其影响路基的强度和稳定性。沿河及受水浸淹的路基边缘标高，应高出设计洪水频率的计算水位加壅水高、波浪侵袭高和0.5m的安全高度。(7)路堤基底应清理和压实。基底强度、稳定性不足时，应进行处理，以保证路基稳定减少工后沉降。(9)路面设计标准轴载为双轮组单轴100kN。(10)路面结构层所选材料应满足强度、稳定性和耐久性的要求。同时路面垫层材料宜采用水稳性好的粗粒料或各种稳定类粒料。(11)路基路面排水应符合以下规定：2)根据公路等级，结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件，设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施，并与沿线排水系统相配合，形成完整的排水体系。(12)路面面层类型的选用(见表18-2)。面层类型适用范围沥青混凝土高速、一级、二级、三级、四级公路水泥混凝土高速、一级、二级、三级、四级公路沥青贯入、沥青碎石、沥青表面处治三级、四级公路砂石路面四级公路2．桥涵设计的基本知识（熟悉）21)一般规定(1)桥梁应根据公路功能、等级、通行能力及抗洪防灾要求，结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。(2)特大、大桥桥位应选择河道顺直稳定、河床地质良好、河槽能通过大部分设计流量的河段，不宜选择在断层、岩溶、滑坡、泥石流等不良地质地带。(3)桥梁设计应遵循安全、适用、经济、美观和有利环保的原则，并考虑因地制宜、便于施工、就地取材和养护等因素。(7)采用标准化跨径的桥涵宜采用装配式结构，机械化和工厂化施工。2)桥涵分类规定(见表18—3)。桥涵分类表18-3桥涵分类多孔跨径总长(m)单孔跨径(m)特大桥L＞1000LK150大桥100≤L≤100040≤LK≤150中桥30L10020≤LK40小桥8≤L≤305≤LK20涵洞LK5注：1．单孔跨径系指标准跨径；梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系车道长度；2．管涵及箱涵不沦管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞；3．标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准；涵洞以净跨径为准。3)桥梁全长：有桥台的桥梁应为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁应为桥面系长度。4)主要桥梁技术指标3（1）净跨径.梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距，用L表示。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。（2）计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用l表示。拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水的能力。（3）标准跨径：对于梁式桥或板桥是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中心线至桥面台背前缘之间的距离；对于拱桥，则是指净跨径。（4）桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，以∑L表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。（5）桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。（6）桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示，它应保证能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。（7）建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。(8）净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之连线的垂直距离；(9)计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离，以表示。（10）矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f与计算跨径l之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。（11）涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。为了区别于桥梁，单孔跨径不到5m的结构物，均称为涵洞。3、公路工程技术标准（熟悉）考试常涉及到知识点有：1）总则公路根据功能和适应的交通量分为以下五个等级：①高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路。分为四车道、六车道、八车道高速公路②一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。分为四车道、六车道。③二级公路为供汽车行驶的双车道公路。④三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。4⑤四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。（2）公路建设用地在确定范围时应符合以下规定：①公路用地范围，为公路路堤两侧排水沟外边缘（无排水沟为路堤或护坡脚）以外，或路堑坡顶截水沟外边缘（无截水沟为坡顶）以外不少于1m范围内的土地。在有条件的地段，高速、一级公路不小于3m，二级公路不小于2m范围内的土地为公路用地范围。2）控制要素（1）交通量换算采用小客车为标准车型。（2）公路设计小时交通量宜采用年第30位小时交通量，也可以根据公路功能采用当地的年第20～40位小时之间最为经济合理时位的小时交通量。（年30小时交通量：一年中所有小时交通量按大小顺序排列，其第30位小时交通量称之为第30小时交通量（1年＝365×24＝8760小时），采用30HV作为道路设计小时交通量确定的基础是经济合理的）（3）公路服务水平分为4级。（4）高速公路设计路段不宜小于15km，一、二级公路设计路段不宜小于10km，不同设计速度的设计路段间必须过渡段。3)路线（1）一般规定（2）高速、一级公路各路段的车道数应根据设计交通量、采用的服务水平确定，当车道有数为四车道以上时应按双数增加。（3）高速、一级公路整体式断面必须设置中间带，中间带由两条左侧路缘带和中央分隔带组成。（4）路肩宽度应符合规定：①高速、一级公路应在右侧硬路肩宽度内设右侧路缘带，其宽度为0.5m。②高速、一级公路采用分离式断面时，应设置左侧硬路肩，左侧硬路肩宽度包含左侧路缘带宽度。③八车道高速公路宜设置左侧硬路肩，其宽度应为2.5m，左侧硬路肩宽度内含左侧路缘带宽度。5（5）高速、一级公路的右侧硬路肩宽度小于2.5m时，应设置紧急停车带。紧急停车带宽度应为3.5m，有效长度不应小于30m，间距不宜大于500m。（6）高速、一级公路的互通式立交、服务区、停车区、公共汽车停靠站、管理设施的出入口处，应设置加（减）速车道。（7）高速、一级公路以及二级公路的连续上坡路段，当通行能力、运行安全受到影响时，应设置爬坡车道。爬坡车道宽度应为3.5m。（8）连续长陡下坡路段，危及运行安全处，应设置避险车道。（9）四级公路采用4.5m路基时，应设置错车道。设置错车道的路基宽度不小于6.5m。（10）各级公路路基宽度应符合的规定：①各级公路路基宽度为车道宽度与路肩宽度之和。当设有中间带、加（减）速车道、紧急停车带、错车道等时，应计入这些部分的宽度。②二级公路因交通量、交通组成等需设置慢车道的路段，设计速度为80km/h时，其路基宽度可采用15.0m，设计速度为60km/h时，可采用12.0m。③四级公路宜采用双车道路基宽，交通量小的路段，可采用单车道4.50m的路基宽。4)路基路面（略）5）桥涵（略）6）汽车及人群荷载（1）汽车荷载分为公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级两个等级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不叠加。（2）公路桥梁设置人行道时，应同时计入人群荷载。8）路线交叉互通式立体交叉：（1）互通式立体交叉分为枢纽互通式立体交叉和一般互通式立体交叉两类。（2）高速公路与各级公路必须采用立体交叉。（3）一级公路与交通量大的公路交叉应采用立体交叉。分离式立体交叉：（略）平面交叉：（1）平面交叉的交通管理方式分为主路优先、无优先交叉和信号交叉三种。6（2）四车道以上的多车道公路的平面交叉必须作渠化设计。公路铁路交叉：（1）高速公路、一级公路与铁路交叉时，必须设置立体交叉。公路、乡村道路相交叉：（1）高速公路与乡村道路相交叉，必须设置通道或天桥。（2）人行通道净高应大于或等于2.2m，净宽应大于或等于4.00m。（3）人行天桥桥面净宽应大于或等于3.00m公路、管线等交叉：（1）严禁天然气输送管道、输油管道利用公路桥梁跨越河流。9）交通工程及沿线设施（1）交通工程及沿线设施应按照“保障安全、提供服务、利于管理”的原则进行设计。（2）交通工程及沿线设施等级分为A、B、C、D四级，各级公路交通工程及沿线设施等级与适用范围应符合表1B431065规定。交通工程及沿线设施等级与适用范围表1B431065交通工程及沿线设施等级适用范围A高速公路B一级公路、二级公路作为干线公路时C一级公路、二级公路作为集散公路时D三级公路、四级公路（3）交通工程及沿线设施包括交通安全设施、服务设施和管理设施三种.三、机械化施工设备（熟悉）1、施工机械的作用2、施工机械的选型和组合原则1)施工机械的选型①一般性机械的选定条件一般性机械选定的原则是：a．能适应工地的土质、地形；b．能满足工程质量要求；c．在保证质量的前提下，不影响和损坏附近建筑物；d．能高效率地完成需要的工作量；7e．机械运转费少而施工成本低；f．容易进行运转、维修，可靠性高；g．自动化程度高；h．安全而又不会污染环境；i．易于筹办，便于转移。②特殊性机械的选定根据施工需要，必须引进特殊机械时，除了一些一般性原则外，还应考虑以下几点：a．有无可代替的其他施工方法；b．引进特殊机械后能否具备经营管理的能力并能充分发挥特效；③．能否成为今后新施工方法的典型。2)施工机械的组合组合方式是：首先在已选定的施工机械中，正确确定机组的主体机械，然后按需要配备辅助机械，使之配套，形成单项工程机械化。为了使组合的每台机械都能在施工中发挥最大效率，机械造型配套应符合下列要求：①在规定施工期内，机械应完成给定的工作量；②要充分利用主机的生产能力；③主体机械与辅助机械以及运输工具之间，各机械的工作能力要保持平衡，使机组得到合理地配合和使用；④全套机械设备最低经营费用要进行比较和核算。四．不良工程地质和不良水文地质的判断方法（掌握）1、软土软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的黏性土。软土特征：天然含水量高、孔隙比大、压缩性高，强度低、渗透系数小，因此，软土常具有触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性及不均匀性等。2、滑坡1)形成的条件①地质条件a．岩性：在岩土层中，必需具有受水构造、聚水条件和软弱面(该软弱面也具有隔水作用)等，可能形成滑坡。8b．地质构造：岩体构造和产状对山坡的稳定、滑动面的形成、发展影响很大，一般堆积层和下伏岩层接触面越陡，则其下滑力越大，滑坡发生的可能性也愈大。②地形及地貌从局部地形可以看出，下陡中缓上陡的山坡和山坡上部成马蹄形的环状地形，且汇水面积较大时，在坡积层中或沿基岩面易发生滑动。③