公路工程基础介绍

班级：建管D131组别：第十小组2公路工程基础知识第一节公路基本概念第二节公路的组成第三节公路主要技术指标第四节公路施工简介2公路的分类按行政等级可分为：国家公路、省公路、县公路和乡公路（简称为国、省、县、乡道）以及专用公路五个等级。一般把国道和省道称为干线，县道和乡道称为支线。技术等级可分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。划分依据，根据我国现行的《公路工程技术标准》（JDGB001-2003），公路按使用任务、功能和适应的交通量。22.1行政等级分类国道：是指具有全国性政治、经济意义的主要干线公路，包括重要的国际公路，国防公路、连接首都与各省、自治区、直辖市首府的公路，连接各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。国道中跨省的高速公路由交通部批准的专门机构负责修建、养护和管理。省道：是指具有全省（自治区、直辖市）政治、经济意义，并由省（自治区、直辖市）公路主管部门负责修建、养护和管理的的公路干线。县道：是指具有全县（县级市）政治、经济意义，连接县城和县内主要乡（镇）、主要商品生产和集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间公路。县道由县、市公路主管部门负责修建、养护和管理。22.1行政等级分类乡道：是指主要为乡（镇）村经济、文化、行政服务的公路，以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及乡与外部联络的公路。乡道由人民政府负责修建、养护和管理专用公路：是指专供或主要供厂矿、林区、农场、油田、旅游区、军事要地等与外部联系的公路。专用公路由专用单位负责修建、养护和管理。也可委托当地公路部门修建、养护和管理。农村公路：是指纳入农村公路规划，并按照公路建设技术标准修建的县道、乡道和村道，包括桥涵和渡口。农村公路是公路网的重要组成部分，是保障农村社会经济发展最重要的基础设施之一。22.2技术等级分类高速公路：专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。主要用于连接政治、经济、文化上重要的城市和地区，是国家公路干线网中的骨架。昼夜汽车通过量2.5万辆以上。设计使用年限20年。一级公路：供汽车分向、分车道行驶并可根据需要部分控制出入的多车道公路。主要连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区，是国家的干线公路。昼夜交通量为1500～30000辆。设计使用年限20年。二级公路：供汽车行驶的双车道公路。昼夜交通量为3000～7500辆。设计使用年限15年。三级公路：主要供汽车行驶的双车道公路。昼夜交通量为1000～4000辆。设计使用年限10年。四级公路：主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。昼夜交通量为：双车道1500辆以下、单车道200辆以下。设计使用年限10年。行车道宽度3.5～3.75m路缘带0.5～0.75m分隔带2m硬路肩2.5～3.0m防撞栏杆高速公路行车道宽度3.5～3.75m分隔带一级公路硬路肩宽度1.5～0.75m行车道宽度3.75～3.5m无中间带二级公路行车道宽度3.5～3.0m无中间带土路肩宽度0.75～0.5m三级公路四级公路土路肩宽度0.25双～0.5m单行车道宽度3.0双～3.5m单2公路运输的发展：公路运输是19世纪末随着现代汽车的诞生而产生的。初期主要承担短途运输业务。第一次世界大战结后，基于汽车工业的发展和公路里程的增加，公路运输走向发展的阶段，不仅是短途运输的主力，并进入长途运输的领域。第二次世界大战结束后，公路运输发展迅速。欧洲许多国家和美国、日本等国已建成比较发达的公路网，汽车工业又提供了雄厚的物质基础，促使公路运输在运输业中跃至主导地位。发达国家公路运输完成的客货周转量占各种运输方式总周转量的90%左右。公路运输公路运输：是在公路上运送旅客和货物的运输方式。是交通运输系统的组成部分之一。主要承担短途客货运输。现代所用运输工具主要是汽车。因此，公路运输一般即指汽车运输。2公路运输适应性强。由于公路网比铁路、水路网的密度要大十几倍，分布面也广，因此公路运输可以“无处不到、无时不有”。公路运输在时间方面的机动性也其它方式灵活，车辆可随时调度、装运，各环节之间的衔接时间较短。尤其是公路运输对客、货运量的多少具有很强的适应性，汽车的载重吨位有小(0.25t～1t左右)、有大(200t～300t左右)，既可以单个车辆独立运输，也可以由若干车辆组成车队同时运输，这一点对抢险、救灾工作和军事运输具有特别重要的意义。直达运输。由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的公路网运行外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口，实现“门到门”直达运输。这是其它运输方式无法比拟的特点之一。速度快。在中、短途运输中，由于公路运输可以实现“门到门”直达运输，中途不需要倒运、转乘就可以直接将客货运达目的地，因此，与其它运输方式相比，其客、货在途时间较短，运送速度较快。补充性，是其它运输方式的补充。其他各种运输方式都要依赖公路运输来完成最终两端的运输任务。例如铁路车站、水运港口码头和航空机场的货物集疏运输都离不开公路运输。水路运输铁路运输公路运输航空运输汽车灵活机动，运送速度快，适合运输量不大的短距离运输。火车运输量大，速度较快，适合较长距离大宗货物的运输。船舶的运量也很大，运费便宜，但速度较慢，适合大宗货物的运输。飞机的运输速度最快，但运量小，运费高，适合较长距离的客运和贵重、鲜活品的运输。3公路的组成公路的主要组成部分：路基、路面、桥梁、涵洞、渡口码头、隧道、绿化、通讯、照明等设务及其它沿线设施组成。(1)路基1)概念路基是指路面下的土基，它是由土、石按一定尺寸、结构要求建筑而成的带状土工结构物。路基承受由路面传递下来的行车荷载，并承受自然因素的作用。路基与路面结构层路基崩塌2)基本要求①路基横断面形式及尺寸应符合规范要求②整体稳定性③强度④水稳定性路基沉陷道路翻浆路堤：路线高于天然地面路堑：路线低于天然地面半填半挖：一部分填一部分挖零填零挖3)路基横断面分类①路堤：高于原地面的填方路基称路堤。89典型路堤10典型路堤11②路堑：低于原地面的挖方路基称为路堑。12典型路堑13典型路堑14半挖洞路基15③填挖结合路基：在一个断面内，部分为路堤，部分为路堑的路基称为填挖结合路基。16半填半挖路基④零挖零填路基：在于旱的平原区和丘陵区、山岭区的山脊线路段，原地面与路基标高基本相同，构成零填零挖的路基。1718零填零挖路基铺筑而成的结构物，供车辆在其上以一定的速度安全舒适的行驶。(2)路面1)概念路面是在路基表面上用各种不同材料分层2)基本要求①足够的强度与刚度；②较高的稳定性（气候和水）、不透水；③较长的耐久性④表面平整度；⑤表面抗滑能力；⑥较低的扬尘性；⑦降噪、防眩光。柔性路面：沥青混凝土、级配碎石刚性路面：水泥混凝土•路面结构一般由面层、基层、垫层组成•面层：根据采用材料的不同，分为高级、次高级、中级和低级3)路面分类•按力学性质1、柔性路面3、半刚性路面2、刚性路面刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受柔性路面车辆荷载作用的路面。示例：各种未经处理的粒料基层+各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。沥青路面碎石路面水泥混凝土作面层或基层的路面结构。特点：强度高，刚性大，板体性好，抗弯拉强度高，在车轮荷载作用下的弯沉变形极小，荷载通过混凝土板体的扩散分布作用，传递到基础上的单位压力，较柔性路面小得多。但路面有接缝，行车有较强的生硬感。刚性路面由半刚性基层和铺筑其上的沥青面层组成半刚性路面，前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有大幅度的增长。半刚性路面通常按各个层位功能的不同，划分为三个层次，即面层、基层和垫层。路面结构层次划分示意图ｉ－路拱横坡度；１－面层；２－基层（有时包括底基层）；３－垫层；４－路缘石；５－加固路肩（硬路肩）；６－土路肩（2）路面结构分层及层位功能面层：直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响面层材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等基层：主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基层去，基层是路面结构中的承重层。基层按材料可分为：粒料类基层和半刚性基层。其中粒料类有级配碎石、泥结碎石等，半刚性基层有水泥稳定土，石灰稳定土等。半刚性基层应用较广泛。垫层介于土基与基层之间其功能是：（1）改善土基的湿度和温度状况；（2）将基层传下的车辆荷载应力进一步加以扩散，以减小土基产生的应力和变形；（3）阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能桥梁：是供铁路、公路、渠道、管线等跨越河、山谷或其他障碍具有承载能力的架空建筑物。涵洞：是公路或铁路与沟渠、道路相交的地方，使水、人流、车流从路下通过的小型构造物。桥涵的区别：桥梁与涵洞技术上是以跨径为划分标准的。一般5米（不含）以上称桥，以下就称涵洞。但圆管涵和箱涵不论孔径、跨径多少都称涵洞。简单判断：涵洞与桥梁的主要区别在于，一般涵洞上有填土，而桥上就直接铺装路面。从侧面看，涵洞就象在路基上挖的孔，而路基在桥梁处就断开了。（3）桥梁和涵洞1.按使用性质分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、拖拉机桥、过水桥（渠道桥）；2.按跨径大小和多跨总长分为特大桥、大桥、中桥、小桥；特大桥：多孔跨径总长1000米，单孔跨径150米大桥：100米≤多孔跨径总长≤1000米，40≤单孔跨径≤150米中桥：30米多孔跨径总长100米，20≤单孔跨径40米小桥：8米≤多孔跨径总长≤30米，5≤单孔跨径20米；3.按行车道位置可分为上承式桥、中承式桥、下承式桥；4.按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）；5.按使用年限可分为：永久性桥、半永久性桥、临时桥；6.按使用用途可分为泄洪桥、浅水桥、开启桥、浮桥；7.按材料类型分为：木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。桥梁分类公铁两用桥桥梁分类郑州黄河公铁两用桥武汉长兴州世界第一公铁两用桥1.按建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵；2.按照构造形式，涵洞可分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵；3.按照填土情况不同分类，涵洞可以分为明涵和暗涵；4.按水利性能分类，涵洞可分为无压力式涵洞、半压力式涵洞、压力式涵洞。涵洞分类1.圆管涵：主要由管身、基础、接缝及防水层构成。涵洞分类2.盖板涵：由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝、防水层等构成。涵洞分类3.拱涵：主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施组成。涵洞分类4.箱涵：主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础、变形缝等组成。箱涵为整体闭合式钢筋混凝土框架结构，所以具有良好的整体性及抗震性能。涵洞分类桥梁与隧道公路桥涵、排水结构物涵洞23排水工程26加筋挡墙砌石护坡路基边坡防护27边坡防护雪峰山隧道设计图雪峰山隧道施工现场(5)隧道1)概念隧道是一种埋置于地层内部或水层中并作为交通线的建筑物。•交通安全设施：护栏、防护网、反光标志•交通管理标志：交通标志、路面标线等•交通服务设施：停车场、加油站等•防护设施：碎落台、防雪走廊等•绿化与环境保护(6)附属设施波形护栏板浆砌挡墙与防护网标线与预制基础3第三节公路主要技术指标检测指标：几何尺寸、外观、强度技术指标：计算行车速度、行车道宽度、路基宽度、极限最小平曲线半径、停车视距、最大纵坡、桥涵设计车辆荷载及桥面车道数。21.公路主要技术指标公路的主要技术指标：计算行车速度、行车道宽度、路基宽度、极限最小平曲线半径、停车视距、最大纵坡、桥涵设计车辆荷载及桥面车道数。计算行车速度：即设计车速，是表明公路等级与使用水平的控制性指标，是公路几何设计所采用的车速。行车道宽度：公路上供车辆行驶的路面面层的宽度，一般指行车道宽度。路基宽度：在一个横断面上两路肩外缘之间的宽度。21.公路主要技术指标极限最小平曲线半径：在平面线型中，路线转向处曲线的总称包括圆曲