道路工程概論 第一章緒論

道路工程概論近現(xiàn)代土木工程國際金融中心大廈，中國臺北。臺北101大樓高508米（含天線)帝國大廈，美國紐約金茂大廈，420.5米，位于中國上海。西爾斯大樓，443米，位于美國芝加哥。世界第一懸索橋日本明石海峽大橋世界第一斜拉橋日本多多羅大橋世界第一電視塔加拿大多倫多電視塔世界第一高壩瑞士大迪克桑斯壩道路工程是土木工程研究的重要內容之一。從古至今，路的好壞與經(jīng)濟息息相關，一定程度上反映著一個國家的富與窮，強與弱。中國是歷史悠久的文明古國，道路運輸?shù)陌l(fā)展先于世界各國。我國道路的發(fā)展遠自上古時代，皇帝拓土開疆。道路(road)的名稱源于周朝,道路原為導路；秦朝稱馳道或驛道；元朝為大道。清朝:京都通往各省會的道路稱為＂官路＂或＂官道＂省會間的路稱為＂大路＂。市區(qū)街道為＂馬路＂。汽車出現(xiàn)后，則成為＂公路＂。國外道路發(fā)展史:

獸路，人為了穿越森林方便也走；后來人們利用土填平坑洼用原木鋪沼澤，形成簡陋的公路；輪子發(fā)明后，為滿足車的要求，形成較好的路；后來，人們用碎石將適用的車行路線路筑得更堅固時，小道就高出地面，就成了highway；汽車出現(xiàn)后，為滿足現(xiàn)代交通要求，出現(xiàn)了superhighway,freeway,modornway.

隧道設計公路結構主要包括：路基、路面、橋涵、隧道、路線交叉及沿線設施等。第一章緒論內容提要：1.交通運輸方式及道路運輸?shù)奶攸c、地位與作用。

2.我國道路發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀及近遠期規(guī)劃。3.公路及城市道路的分級分類和技術標準。4.道路的結構組成第一節(jié)交通運輸方式及道路運輸特點、作用交通（Traffic）：指人、車、物以及信息在異地之間的往來、傳遞和輸送的總稱。包括：地面交通、地下交通、水上交通、空中交通、管道交通和信息交通。第一節(jié)交通運輸方式及道路運輸1.交通運輸方式組成

鐵路、道路、水運、航空、管道、信息

2.運輸方式的特點

鐵路：遠程客貨運量大、連續(xù)性較強、成本較低、速度較高，但建設周期長、投資大，定點運行，中轉多

水運：水運通過能力高、運量大、耗能少、成本低、投資省、但受自然條件限制大、連續(xù)性較差、速度慢。

航空：運輸速度快、兩點間運距短，但運量小、成本高。

管道：連續(xù)性強、成本低、安全性好、損耗少的優(yōu)點，但其僅適用于油、氣、水等貨物運輸。3．道路運輸?shù)奶攸c與作用特點：①直達、機動靈活。②可自成運輸體系。③通達深度廣，覆蓋面大。④投資少，周轉快。⑤批量和時間不受限制。⑥以中短途運輸為主。作用：①實現(xiàn)客流、貨流的快速移動；②聯(lián)結各地區(qū)、實現(xiàn)經(jīng)濟文化的交流；③國防戰(zhàn)略通道；4.發(fā)展階段(1)交通運輸發(fā)展:

a.水運階段,b.鐵路運輸階段,c.公路、航空和管道運輸階段,d.綜合階段.(2)公路交通運輸發(fā)展:

a.初期階段（十九世紀80年代至二十世紀20年代）b.中期階段（二十世紀20年代至第二次世界大戰(zhàn)期間）c.近期階段（戰(zhàn)后至今）國道(G)省道(S)縣道(X)鄉(xiāng)道國家高速公路網(wǎng)一般國道干線公路主骨架公路農村公路全國公路網(wǎng)第二節(jié)我國道路現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃一、道路現(xiàn)狀（一）公路發(fā)展現(xiàn)狀

1.公路發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1906年：在廣西友誼關修建第一條公路。1949年以前：舊中國公路交通十分落后，1949年能通車的公路只有8.07萬公里。1949年～1978年：新中國成立后，公路交通進入了恢復發(fā)展的新時期，至1978公路總里程增加到89萬公里。1978年以后：改革開放以來，國家把交通作為國民經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一，為公路交通事業(yè)的快速發(fā)展提供了機遇。2005年底：全國包括達到技術標準等級和路基寬度在4.5米以上的等外路在內的國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道（不含村道）、專用公路總里程達到192萬公里。高速公路發(fā)展情況

1989年：

271km。

1999年：突破1萬公里。

2005年底：4.1萬公里，居世界第二.公里總里程193.05公里,河道航程12.33萬公里,機場135個,鐵路運營里程7.54萬公里。

2006年底：新.改公路34萬公里,其中高速公路4460公里.通車里程348萬公里,高速公路4.54萬公里。

2007年,計劃建成高速公路5000公里,確?！蔽蹇v七橫”最后2385公里建成。高速公路通車里程中有約1/4的里程為山區(qū)高速公路，代表山區(qū)高速公路管理水平、設計水平、建設水平及成套技術等已經(jīng)跨入了世界先進行列。2．公路存在的問題公路總體存在的主要問題是：數(shù)量少，公路網(wǎng)密度低，只相當于印度的1/5，美國的1/7，日本的1/30。質量差、標準低。高速公路存在的問題是：中國高速公路總量不足，覆蓋能力有限，尚未形成網(wǎng)絡規(guī)模效益。對各地高速公路建設缺乏強有力指導和協(xié)調手段，不利于合理利用交通通道資源，不利于搞好跨區(qū)域通道的布局和銜接。3.我國公路的規(guī)劃項目布局路線名稱里程（km）五縱1.同江—三亞（含長春—琿春支線）2.北京—福州（含天津—塘沽支線及泰安—淮陰連接線)3.北京—珠海4.二連浩特—河口5.重慶—湛江52002500240036001400七橫1.綏芬河—滿洲里2.丹東—拉薩（含天津—唐山支線）3.青島—銀川4.連云港—霍爾果斯5.上?！啥迹êf縣—南充—成都支線）6.上?！瘥悾ê瑢幉ā贾荨暇┲Ь€)7.衡陽—昆明（含南寧—友誼關支線）1300460016004400250040002000“五縱七橫”國道主干線系統(tǒng)①②③④⑤⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺五縱七橫12條路線2004年12月17日，《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》經(jīng)國務院審議通過。國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結合的布局方案，形成由中心城市向外放射以及橫連東西、縱貫南北的大通道，由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡稱為“7918網(wǎng)”，總規(guī)模約8.5萬公里，其中：主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡線等其他路線約1.7萬公里。按照《規(guī)劃》確定的目標，2010年，全國公路總里程將達到230萬公里，其中高速公路6.5萬公里、二級以上公路45萬公里、縣鄉(xiāng)公路180萬公里。具備通達條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村100%通公路，95%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、80%的建制村通瀝青(水泥)路。4.道路規(guī)劃相關知識(1)公路網(wǎng)規(guī)劃

在區(qū)域規(guī)劃中，區(qū)域是根據(jù)特定的要求有選擇地劃定的，它是一個在經(jīng)濟上、社會上、政治上、文化上具有密切的相關性與協(xié)調運轉的整體性的地域空間。從規(guī)劃的角度出發(fā)，公路網(wǎng)可理解為區(qū)域公路網(wǎng)，亦可簡稱為路網(wǎng)。合理的公路網(wǎng)一般應具備以下幾個條件：①具有必要的通達深度和公路里程長度；②要有與交通量相適應的道路技術標準和使用;③使用具有經(jīng)濟合理的平面網(wǎng)絡。公路網(wǎng)的特征:集合性;關聯(lián)性;目的性;適應性。(2)城市道路和道路網(wǎng)A.道路紅線規(guī)劃定義：道路線線系指劃分城市道路用地和城市建筑用地、生產用地及其他備用地的分界控制線。紅線之間寬度即道路用地范圍，亦可稱道路的總寬度或稱規(guī)劃路幅。作用：在作城市總體現(xiàn)規(guī)劃的道路系統(tǒng)規(guī)劃時，要確定道路網(wǎng)形式、各類道路的功能性質、走向和位置，然后要具體解決城市道路以及和城市道路相關的各項工程（建筑工程、管線工程）的近、遠期建設問題。內容:確定道路紅線寬度;確定道路紅線位置;確定交叉口型式;確定控制點的坐標和標高.城市道路網(wǎng)主要類型:方格網(wǎng)式、環(huán)形放射式、自由式和混合式（二）城市道路發(fā)展現(xiàn)狀

1.城市道路發(fā)展：2.存在的問題城市道路建設速度落后于城市車輛增加的速度。城市交通基礎設施相對薄弱。交通擁擠、堵塞和乘車難問題嚴重。混合交通的機、非、人干擾大和行車速度低、事故較多、車流量大、人流集中。交通管理水平不高。第三節(jié)道路的分級與技術標準一.道路的分類道路是供各種車輛和行人等通行的工程設施。按其使用范圍分為公路（Highway）、城市道路(urbanroad)、廠礦道路(factoriesandminesroad)、林區(qū)道路(forestroad)及鄉(xiāng)村道路(contryroad)等。公路分類公路按其在公路網(wǎng)中的地位與作用分為以下四類：國家干線公路.省干線公路.縣公路.鄉(xiāng)公路路面類型分為鋪裝路面、簡易鋪裝路面和砂石路面。按路面力學特性分類柔性路面.半剛性路面.剛性路面橋涵分類的方法很多，主要按建設規(guī)模大小、橋梁結構類型、用途、主要承重結構所用的建筑材料、跨越障礙物的性質、上部結構中行車道所在的位置等進行分類。隧道按其所處的位置不同分可為山嶺隧道、水下隧道（河底和海地）以及城市隧道等；隧道按其橫斷面形狀分為圓形、橢圓形、馬蹄形、眼睛形（孿生形）等；隧道按其用途可分為交通隧道（包括公路隧道、鐵路隧道、城市隧道、人行隧道等）和運輸隧道（包括輸水隧道、輸氣隧道、輸液隧道等）。二、公路分級與技術標準1.公路分級（1）公路為什么要分級：為了滿足經(jīng)濟發(fā)展、規(guī)劃交通量、路網(wǎng)建設和功能等的要求，公路必須分等級建設。（2）分級的依據(jù)功能：擬建公路是作為干線公路[采取措施控制出入、集散公路還是支線公路。

適應交通量：由各級公路服務水平[四級:自由流.穩(wěn)定流.飽和流.強制流]與所具有的通行能力決定的。（3）《公路工程技術標準》分級根據(jù)功能和適應的交通量將公路分為五個等級：高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路。

高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的多車道公路。四車道.六車道.八車道

一級公路為供汽車分向、分車道行駛的多車道公路

二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。

三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。

四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。雙向四車道的成綿高速公路二級公路四級公路①公路勘測設計階段

公路施工前的勘測設計工作是根據(jù)批準的計劃任務書和有關的標準規(guī)范進行的。公路工程基本建設項目可以采用一階段設計、兩階段設計或三階段設計。公路工程建設項目，一般應按兩階段設計:兩階段設計-即初步設計和施工圖設計。設計步驟:⑴根據(jù)批準的任務要求,先進行踏勘測量,編制初步設計和工程概算;⑵再根據(jù)批準的初步設計,通過實地詳細地測量,據(jù)以編制施工圖設計和工程預算.2.公路勘測設計階段與技術標準三階段設計-分為初步設計、技術設計、施工圖設計。適用于技術復雜、基礎資料缺乏的建設項目或建設項目中的個別路段、特大橋、互通式立體交叉、隧道等。一階段設計—即一階段施工圖設計.

它是根據(jù)批準的計劃任務書要求,進行一次詳細測量,據(jù)以編制施工圖設計。②技術標準

技術標準

是指在一定自然環(huán)境條件下能保持車輛正常行駛性能所采用的技術指標體系。是根據(jù)道路設計交通量及計算行車速度對路線和各項工程結構的要求，把這些要求列成指標并用標準規(guī)定下來，在設計公路時都應遵守。公路技術標準反映了我國公路建設的技術方針，是法定的技術要求，公路設計時都應當遵守。

技術標準大體可歸納為三類:線型標準〔線路幾何尺寸〕載重標準〔載重量〕凈空標準〔外廓尺寸〕

確定各級公路技術指標的因素：路線在公路網(wǎng)中的功能；設計交通量和交通組成；設計速度。一般對技術標準的掌握應視具體情況而定，要防止兩種傾向:一是不考慮路線的作用和遠景交通運輸要求，壓縮工程造價而采用低標準〔地方投資〕二是貪大求全，盲目超前而采用高標準，既增加投資又多占用土地〔國家投資〕通常，一條公路應用相同技術標準，但公路較長，穿越不同地帶時，允許采用不同標準。〔如不同車道數(shù)、不同材質〕三、城市道路分類與技術分級1.城市道路分類（1）分類的依據(jù)在城市道路網(wǎng)中的地位、交通功能以及對沿線建筑物的服務功能。（2）城市道路分為四類快速路：為城市中長距離快速交通服務。主干路：以交通功能為主。次干路：集散交通，兼有服務功能。支路：解決局部區(qū)域交通，以服務功能為主。2.城市道路分級（1）分級的依據(jù):城市規(guī)模、設計交通量、地形等。（2）城市道路分級:除快速路外，其余各類道路按照分級依據(jù)劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。

Ⅰ級標準：大城市（指人口50萬以上的城市）各類道路采用。

Ⅱ級標準：中等城市（20萬～50萬）各類道路采用

Ⅲ級標準：小城市（20萬以下）各類道路采用。（3）設計年限:快速路、主干路為20年，次干路為15年，支路10～15第四節(jié)道路的基本結構道路的結構組成主要包括：路基、路面、橋涵、隧道、路線交叉及沿線設施等。①路基概念路基是指路面下的土基，它是由土、石按一定尺寸、結構要求建筑而成的帶狀土工結構物邊坡路肩行車道路肩邊溝邊坡碎落臺截水溝路基橫斷面的組成路基的橫斷面組成:行車道carriageway路肩shoulderverge路緣帶marginalstrip邊坡sideslope截水溝interceptingditch邊溝sideditch質量要求路基質量主要取決于其強度和水穩(wěn)定性，應充分考慮路基的排水和土基的壓實措施，并保證路基的最小填土高度。②路面概念路面是在路基表面上用各種不同材料分層鋪筑而成的結構物，供車輛在其上以一定的速度安全舒適的行駛。質量要求1）足夠的強度；2）較高的穩(wěn)定性；3)一定的平整度；4）抗滑能力；5）較低的揚塵性；6）不透水性路面按其力學行性質分:柔性路面剛性路面路面的常用材料:瀝青混凝土水泥混凝土碎石、礫石、粘土、砂石灰工業(yè)廢料③防、排水結構概念為了確保路基穩(wěn)定，免受地面水和地下水侵害，修建的專門防、排水設施。地面排水系統(tǒng)按其排水方向不同分:縱向排水:邊溝、截水溝、排水溝。橫向排水:橋梁bridge、涵洞culvert、滲水路堤s