道路工程(运输)第1章

道路工程一.教材：《道路工程》二.总学时：64学时三.课程设计：1周四.考核：作业、考勤+笔试道路工程设计包括结构设计和几何设计。结构设计指受力构造物的计算、设计，如桥梁、涵洞、挡土墙及路基、路面结构等；几何设计指除受力构造物以及地质水文条件的利用、改造以外的全部造型设计称为道路几何设计，也就是通常指的平、纵、横三维定位设计。道路的几何设计构成道路的骨架。道路工程设计公路问题：•地形地貌•水文地质•农田灌溉•占地拆迁平原区高速公路公路问题：•地形地貌•水文地质•农田灌溉•占地拆迁公路问题：•地形地貌•水文地质•农田灌溉•占地拆迁丘陵区高速公路公路问题：•地形地貌•水文地质•农田灌溉•占地拆迁山岭区高速公路公路与环境路基失稳路基失稳路基失稳2008年日本大地震高速公路滑坡主要参考资料（路线）1.高速公路规划与设计（丛书，人民交通出版社1998.1）2.公路工程技术标准（JTGB01-2003）3.公路路线设计规范（JTGD50-2006）4.城市道路设计规范（CJJ1990）5.公路勘测设计规范（JTGC10-2007）6.道路立交工程王伯惠（人民交通出版社，2000.）道路工程（路线部分）第1章绪论第2章道路平面设计第3章道路纵断面设计第4章道路横断面设计第5章道路选线与定线第6章道路交叉设计第1章绪论1.1道路发展史及我国公路现状1.2道路分类和分级1.3道路的设计阶段1.4路线设计的控制要素1.5道路的功能和组成1.1道路发展史及我国公路现状一、现代交通运输体系的特点铁路：远程运输，大宗货物、人流。水运：远程运输，大宗货物、人流。航空：远程、快速管道：液体、气体运输公路：优点：机动、灵活、迅速、直达。缺点：运量小，成本高。二、我国道路发展史及现状●第一条公路：1906年，广西友谊关，亦说湘潭49年底统计，实有13万公里，勉强通车7.5万公里。2011年底统计，400多万公里，高速公路8.5万多公里。●1990年制定发展规划：公路主骨架，水运主交通，港站主枢纽，交通支持的“三主一支持”的交通规划。国道主干线系统为“五纵七横”12条路线，总里程3.5万公里。●2004年颁布《国家高速公路网规划》：7918规划8.5万公里高速公路1.2道路分类和分级一、公路1.分级交通部2003年颁布的《公路工程技术标准》JTGB01-2003将公路根据功能和适应的交通量分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。1.公路分级高速公路-(4、6、8车道)一级公路-(4、6车道)二级公路-(2车道)三级公路-(2车道)四级公路-(2车道、单车道)高速公路：专供汽车分向、分道行驶并全部控致出入的多车道公路，适应各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量25000-100000辆。一级公路：供汽车分向、分道行驶，适应各种汽车折合成小客车的年平均昼夜交通量15000-55000辆，根据需要控制出入的多车道公路。1.公路分级二级公路：供汽车行驶的双车道公路，适应各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量5000-15000辆。三级公路：主要供汽车行驶的双车道公路，适应各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量2000-6000辆。四级公路：主要供汽车行驶的双车道或单车道公路，适应各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量，双车道2000辆以下，单车道400辆以下。1.公路分级公路等级应根据公路功能、路网规划、交通量，综合考虑项目所在地区综合运输体系、远期发展，经论证后确定。2.公路等级的选用远景设计年限：确定道路横断面车行道和人行道宽度时道路交通量达到饱和时的年限。高速公路和具有干线功能的一级公路：20年具有集散功能的一级公路和二、三级公路：15年四级公路：可根据实际情况缩短。路面结构设计年限：路面修成至需要翻修改建的年限。（1）交通量预测年限二、城市道路1.城市道路分类按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及沿街建筑的服务功能分为四种类型。快速路：解决城市长距离的快速交通。主干路：以交通功能为主的连接城市各主要分区的干线道路。次干路：区域性的主要道路，具有区域的集散功能和服务功能。支路：以服务功能为主，直接与两侧建筑、街坊出入口相接的局部地区道路。2.城市道路分级根据城市的规模、设计交通量和地形类别进行划分：除快速路外，其他各类道路各分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。一般与城市规模对应。3.交通量预测年限：快速路和主干路：20年；次干路：15年；支路：10~15年。二、城市道路1.3道路勘测设计阶段道路工程基本建设程序：项目建议书可行性研究立项审批规划审批勘察设计施工竣工验收交付使用道路勘测设计阶段：根据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》规定有：（类型）1.一阶段设计：进行一次性详细测量，完成施工图设计及预算。适用于技术简单、方案明确的小型建设项目。初步设计：根据批准的设计任务书和初步测量资料的要求，拟订修建原则，选定设计方案，计算主要的工程数量，提出施工方案的意见，编制设计概算，提供文字说明及图表资料。施工图设计：根据批准的初步设计（或技术设计），进一步对所审定的修建原则、技术决定加以具体深化，最终确定各项工程数量，提出文字说明和适应施工所需要的图表资料以及施工组织计划，并编制施工图预算。公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计。包括初步设计阶段和施工图设计阶段。2.两阶段设计包括初步设计阶段、技术设计和施工图设计阶段。适用于技术复杂、基础资料缺乏的建设项目或建设项目中的特大桥、长隧道、大型地质灾害治理等。技术设计：根据批准的初步设计及审批意见，对重大、复杂的技术问题通过科学实验、专题研究，加深勘探调查及分析比较，解决初步设计中未解决的问题，落实技术方案，修正设计概算。3.三阶段设计：1.4路线设计的控制要素一、设计车辆：道路外廓尺寸设计所依据的车辆。公路设计车辆外廓尺寸车辆类型总长总宽总高前悬轴距后悬小客车61.820.83.81.4载重车122.541.56.54鞍式列车162.541.24+8.82设计车辆城市道路机动车设计车辆外廓尺寸非机动车：自行车，平板车，三轮车。车辆类型总长总宽总高前悬轴距后悬小型汽车51.81.61.02.71.3载重车122.541.56.54铰接车182.541.75.8+6.73.8二、设计车速：道路几何设计依据的车速。各级公路设计速度（km/h）公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路设计速度1201008010080608060403020城市道路设计速度（km/h）道路类别快速路主干路次干路支路道路级别——ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ设计速度80、6060、5050、4040、3050、4040、3030、2040、3030、2020三、设计交通量1、概念定义：指道路设计年限内预测能够达到设计将采用的最大交通量。交通量：单位时间通过某一车道、某一断面、某一点的车辆数或行人数量。当量汽车：交通量换算时，将其他车型换算为某一单一的标准车型。小客车作为当量汽车。车辆换算系数：将其他车型换算为标准车型的系数。设计小时交通量：指道路设计年限内预测一小时能够达到的设计将采用的最大交通量。2.设计小时交通量的确定方法：●采用高峰小时交通量●采用第30小时交通量●参照其他类似规模城市道路交通量确定●根据或参照城市规划资料确定●我国《城市道路设计规范》规定计算公式为：Qh=Qda*κ*δ式中：Qh——设计小时交通量(pcu/h)Qda——设计年限的年平均日交通量(pcu/d)κ——高峰小时交通量系数，9~14%δ——方向分布系数，主要交通量与断面交通量的比值。设计小时交通量（designhourlyvolume)•第30位小时交通量系数20181410613050100150h郊区市区Qh/QA图5-6高峰小时交通量和平均日交通量之间的关系•车辆换算（车辆折算):你认为怎样换算合理？1.通行能力：在一定的交通状态和环境下，单位时间内，道路某一点、某一车道或某一断面能够通行的最大车辆数或行人数量。根据通行能力的性质和使用要求分类：⑴基本通行能力⑵可能通行能力⑶设计通行能力（实际通行能力）四、设计通行能力2.服务水平定义：描述交通流内的运行条件及其对驾驶员与乘客感受的一种质量标准。服务水平分级：美国分为六级：A、B、C、D、E、F。《公路路线设计规范》服务水平分为四个等级：一、二、三、四级高速公路、一级公路：二级二、三级公路：三级服务水平分级1.5道路的功能和组成一、道路的功能1.公路的功能●交通运输功能●集散功能●服务功能●防灾救灾功能2.城市道路功能●交通功能●构成城市骨架●防灾救灾功能●公用空间的功能●环境保护1.公路（工程实体）●路基：土石填筑●路面：满足行车条件●桥涵：排水结构物●隧道：构造物●排水系统：排水设施●防护工程：保证路基稳定性的支挡结构物●交通服务设施：维护、管理和服务的交通设施。二、道路的组成2.城市道路（功能）●机动车道、非机动车道、人行道●道路公用设施●交通安全设施●照明设施●道路排水设施●道路绿化小结：1．道路的分类和分级①公路分级：根据公路的功能和适应的交通量分为高速路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。②城市道路：分类：按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及沿街建筑的服务功能分为快速路、主干路、次干路、支路四种类型。分级：根据城市的规模、设计交通量和地形类别划分，除快速路外，其他各类道路各分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。2．道路设计阶段的类型①一阶段设计：扩大初步设计或施工图设计。适用于施工简单、方案明确的小型项目。②两阶段设计：包括初步设计阶段和施工图设计阶段。公路工程基本建设项目一般采用两阶段设计。③三阶段设计：包括初步设计阶段、技术设计和施工图设计阶段。适用于技术复杂又缺乏建设项目或建设项目中的个别阶段、特殊大桥、互通式立交、隧道等。3．路线设计的控制要素①设计车辆：机动车，非机动车②设计车速：依据道路等级划分③设计交通量：设计小时交通量④设计通行能力：与一定服务水平相适应的通行能力。