道路橋梁專業(yè)英語翻譯

Lesson1CareersinCivilEngineering(土木工程中各種業(yè)務(wù))土木工程是一個意味著工程師必須要經(jīng)過專門大學(xué)教育職業(yè)。許多政府管轄部門還有（一套）認(rèn)證程序，這一程序要求工科畢業(yè)生在他們能主動地開始（從事）他們事業(yè)之前，經(jīng)過（認(rèn)證）考試,這種考試類似于律師職業(yè)里律師考試一樣。大學(xué)里,工科課程中著重強調(diào)數(shù)學(xué)、物理,和化學(xué),尤其在開始二到三年。在工科全部分支中，數(shù)學(xué)非常主要,所以它被著重地強調(diào)。今天,數(shù)學(xué)包含統(tǒng)計學(xué)中課程主要包括集合,分類,和使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),或信息。統(tǒng)計數(shù)學(xué)一個主要方面是概率,它包括當(dāng)有改變問題結(jié)果不一樣原因,或變量時，可能會發(fā)生什么。比如，在負(fù)擔(dān)橋梁建設(shè)之前,利用統(tǒng)計研究來預(yù)計未來橋梁期望承受交通量.在橋梁設(shè)計中，(各種)變量如作用在基礎(chǔ)上水壓,碰撞,不一樣風(fēng)力作用,以及許多其它原因必須考慮。因為在處理這些問題包括大量計算,現(xiàn)在幾乎全部工科課程中都包含計算機編程。當(dāng)然,計算機能比人類以更加快速度和準(zhǔn)確性處理許多問題。但假如不給計算機清楚和準(zhǔn)確指令和信息，換句話說，一個好程序，它也是無用。即使，在工科課程中，對技術(shù)科目著重強調(diào)，但當(dāng)前趨勢還是要求學(xué)生學(xué)習(xí)社會科學(xué)和語言藝術(shù)課程。工程和社會間關(guān)系變得愈加緊密;所以,再一次充分說明,工程師負(fù)責(zé)（負(fù)擔(dān)）工程在許多不一樣和主要方面影響社會,這些方面是他們所知道。而且，工程師需要一個很必定（自信）語言表示方式來準(zhǔn)備匯報，這個匯報要清楚明了，且在多數(shù)情況下,是令人信服。參加研究工程師要能為科學(xué)出版物詳細描述他們發(fā)覺。最終兩年工科課程計劃包含學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域?qū)W科。為準(zhǔn)備使學(xué)生成為一名土木工程師,這些專業(yè)課程可能會包括諸如大地測量、土力學(xué)，或水力學(xué)。學(xué)生在大學(xué)中最終一年前經(jīng)常就開始了頻繁工程師招聘。近年來，許多不一樣企業(yè)和政府機構(gòu)為爭奪工程師而競爭。在今天這個重視科學(xué)技術(shù)社會，受過技術(shù)訓(xùn)練人當(dāng)然是受歡迎。年輕工程師可能選擇進入環(huán)境或衛(wèi)生工程領(lǐng)域工作,比如,在環(huán)境問題方面創(chuàng)造許多機會;或他們可能選擇專門高速公路工程建筑企業(yè);或他們可能喜歡與政府機構(gòu)當(dāng)中處理水資源機構(gòu)之一共事。確實,選擇很多且多樣。當(dāng)年輕工程師最終開始了真正實踐,必須要利用到大學(xué)中學(xué)到理論知識。最初，他或她可能會被分配到與工程隊合作。從而,他們會得到在職培訓(xùn)，這個培訓(xùn)將向管理人員證實他們將理論轉(zhuǎn)化為實踐能力。土木工程師可能在研究、設(shè)計、施工管理、養(yǎng)護或者甚至銷售或管理單位工作。每一個工作領(lǐng)域都包括不一樣職責(zé)，不一樣著重點以及利用不一樣工程理論和經(jīng)驗。研究是科學(xué)和工程實踐當(dāng)中最主要一個方面。研究員通常作為一個團體組員與其它科學(xué)家和工程師一起合作。他或她經(jīng)常受雇于政府或企業(yè)提供經(jīng)費試驗室。與土木工程相關(guān)研究領(lǐng)域包含土力學(xué)和土壤加固技術(shù),而且還包含新結(jié)構(gòu)材料開發(fā)和試驗。土木工程項目幾乎是唯一（獨一）;就是說，每個工程有它自己難題和設(shè)計特點。所以,在設(shè)計工作開始以前，要仔細研究每個項目。研究包含勘測工程位置地形和地基特點。它還包含考慮可能比選方案,譬如一個混凝土重力式壩或填土土石壩。經(jīng)濟原因與在每個可能比選方案關(guān)于，也必須斟酌。今天,研究通常包含項目標(biāo)環(huán)境影響考慮。許多工程師,通常在一起工作組成一個團體，這個團體包含測量員、土力學(xué)方面教授和設(shè)計施工方面教授，來參加制訂這些可行性研究。許多土木工程師在設(shè)計領(lǐng)域工作,他們中許多人是這個行業(yè)佼佼者。正如我們所見，土木工程師研究許多不一樣結(jié)構(gòu),所以工程師專門研究一類結(jié)構(gòu)是通常做法（通常通例）。在建筑設(shè)計中,工程師經(jīng)常作為建筑或結(jié)構(gòu)企業(yè)顧問。水壩、橋梁、給水系統(tǒng),和其它大項目通常；聘用幾位系統(tǒng)工程師（總工程師），他們工作是幫助負(fù)責(zé)整個項目。在許多情況下,也需要（包括）其它學(xué)科工程師。比如,在水壩項目中,電子和機械工程師負(fù)責(zé)發(fā)電站及其設(shè)備設(shè)計。在其它情況下,土木工程師被分配到其它領(lǐng)域項目上工作;比如,在空間項目中,需要土木工程師設(shè)計和施工諸如發(fā)射臺和火箭存貯設(shè)施這么結(jié)構(gòu)。在幾乎全部土木工程項目中，施工是復(fù)雜過程。它包含項目標(biāo)進度安排和設(shè)備使用以及材料，方便使得造價盡可能降低。必須考慮安全原因，因為施工很危險。許多土木工程師所以專門研究施工階段。Muchoftheworkofcivilengineersiscarriedonoutdoors,ofteninruggedanddifficultterrainorunderdangerousconditions.Surveyingisanoutdooroccupation,forexample,anddamsareoftenbuiltinwildrivervalleysorgorges.Bridges,tunnels,andskyscrapersunderconstructioncanalsobedangerousplacestowork.Inaddition,theworkmustalsoprogressunderallkindsofweatherconditions.Theprospectivecivilengineershouldbeawareofthephysicaldemandsthatwillbemadeonhimorher.From:E.JHall“TheLanguageofCivilEngineeringinEnglish”,1984Lesson2ModernBuildingandStructuralMaterials(當(dāng)代建筑與建筑材料)許多古代修建大型建筑物現(xiàn)仍存在著，而且仍在使用。其中有羅馬萬神廟和大圓形競技場，伊斯坦布爾圣索非亞教堂，法國和英國哥特式教堂，和帶有巨大穹窿頂文藝復(fù)興式教堂，象佛羅倫薩大教堂和羅馬圣彼得大教堂。它們都是些厚石墻龐大建筑。這種厚石墻能抵抗建筑物本身巨大重量所形成推力。推力是建筑物各部分作用于其它部分壓力。這些大型建筑物并非數(shù)學(xué)和物理知識結(jié)晶。它們都是依據(jù)經(jīng)驗和觀察而建造起來，往往是重復(fù)試驗出來結(jié)果。它們能留存下來原因之一是因為它們建造得強度很大——多數(shù)情況下超出所需要強度?？墒枪糯こ處熞彩∵^。比如在羅馬，大部分人民都住在公寓中，這種公寓通常是一排排有十層高公寓大樓。其中有許多建造得很差，而且有時會崩塌，使許多人喪生。不過，現(xiàn)在工程師具備許多有利條件，不但有經(jīng)驗資料，而且有科學(xué)數(shù)據(jù)供他預(yù)先做詳細計算。一個當(dāng)代工程師當(dāng)他設(shè)計一座建筑物時，他要考慮這座建筑物全部組成材料總重量，這就是所謂靜荷載，即建筑物本身重量。他還必須考慮動荷載，即在建筑物投入使用時它要承受人，車輛，設(shè)備、機器等等重量。對于象橋梁這種需要負(fù)擔(dān)高速汽車交通構(gòu)筑物，他必須考慮到?jīng)_力，即動荷載將借以作用于結(jié)構(gòu)物那種力。他還必須確定出安全系數(shù)，即附加承載能力，以使建筑物承載能力比上述三個原因結(jié)合起來還要強些。當(dāng)代工程師還必須了解建筑物所用材料經(jīng)常承受各種應(yīng)力。其中包含壓力和拉力這兩種相反力。在壓力下，材料被壓緊或推攏到一起，在拉力下，材料象一個橡皮筋那樣被拉開或拉長。IntheFig.2.1,thetopsurfaceisconcave,orbentinward,andthematerialinitisIntension.Whenasawcutseasilythroughapieceofwood,thewoodisintension,butwhenthesawbeginstobind,thewoodisincompressionbecausethefibersinitarebeingpushedtighter.除了拉力和壓力之外，還有一個稱為剪力力在起作用，我們給它下定義為，使材料沿應(yīng)力線斷裂趨勢。剪力可能發(fā)生在垂直面上，但它也可能沿著梁水平軸線——中性面——作用，中性面上既沒有拉力也沒有壓力?？傉f來，有三種力作用于建筑物，垂直——那些向上或向下作用力，水平——那些側(cè)向作用力，以及那些使建筑物發(fā)生旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動力。成一個角度作用力是水平力和垂直力協(xié)力。因為土木工程師設(shè)計建筑物總是力爭使它們靜止或穩(wěn)定，所以這些力必須保持平衡。比如，各垂直力必須波此相等。假如一個梁支承上面一個荷載，梁本身必須有足夠強度去抗衡這個重量。水平力也必須彼此相等，才能不出現(xiàn)過多向右或向左推力。而且，那些可能使構(gòu)筑物發(fā)生轉(zhuǎn)動力必須由向反方向推進力去抵銷。當(dāng)代最引人注目標(biāo)工程事故之一——1940年塔科馬海峽大橋崩塌，就是因為沒有非常仔細地考慮這些原因中最終一個原因。在一場暴風(fēng)雨中，當(dāng)每小時高達65公里強勁狂風(fēng)沖擊這座橋時，狂風(fēng)引發(fā)了沿著橋面方向波動；同時還產(chǎn)生了一個使路面塌落橫向運動。幸虧工程師們從錯誤中汲取了教訓(xùn)，所以現(xiàn)在通常做法是將按百分比縮小橋梁模型放在風(fēng)洞中檢驗它們空氣動力學(xué)抵抗力。早期主要建筑材料是木材和圬工材料——磚，石、或瓦，以及類似材料。磚行或磚層之間，用灰漿或瀝青(一個象焦油物質(zhì))，或者別粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。希臘人和羅馬人有時還用鐵條或鐵夾子去加固建筑物。比如，雅典帕提依神廟圓柱上就有原來安裝鐵棍鉆孔，現(xiàn)在鐵棍已經(jīng)銹蝕竟盡。羅馬人還使用一個叫白榴火山灰天然水泥，這是用火山灰制成，在水中能變得和石頭一樣堅硬。近代兩種最主要建筑材料，鋼材和水泥，都是十九世紀(jì)才采取。直到那時為止，鋼(基本上是鐵和少許碳合金)一直是要經(jīng)過很復(fù)雜工藝過程才能制成，這就使鋼只限于用在制劍刃這類特殊用途上。1856年創(chuàng)造貝色麥法以后，人們才能以低價大量地使用鋼。鋼極大優(yōu)點是它抗拉強度，即：在特定程度拉力——就象我們已經(jīng)知道那種會把許多個材料拉斷力——作用下，它強度不會降低。新合金深入增強了鋼強度，而且還消除了它所存在一些問題，如疲勞。疲勞是指在應(yīng)力連續(xù)改變情況下強度降低趨勢。當(dāng)代水泥叫做波特蘭水泥，是1824年創(chuàng)造。是石灰石和粘土混合物，將它加熱，然后磨成粉末。在建筑現(xiàn)場或靠近現(xiàn)場地方，將它摻上砂子、骨料(小石子、碎石或礫石)和水，就制成混凝土。不一樣配料百分比能制成不一樣強度和重量混凝土?；炷吝m用性很強，它能夠灌注，能夠用泵抽送，甚至可噴注成各種各樣形狀。而且，鋼有很大抗拉強度，混凝土卻有很大抗壓強度。因而，這兩種材料能夠相互補充。它們還能夠在其它方面相互補充：它們具備幾乎相同收縮率和膨脹率。因而它們能夠在同時存在著壓與拉力兩種原因情況下共同起作用。在受拉混凝土梁或結(jié)構(gòu)中埋置進鋼筋，就制成鋼筋混凝土。凝土和鋼還形成一個很強粘結(jié)力——一個將它們連結(jié)起來力——使鋼不能在混凝土中滑動。還有另一個優(yōu)點就是鋼在混凝土中不銹蝕。酸會腐蝕鋼，而混凝土卻具備與酸相反堿性化學(xué)反應(yīng)。預(yù)應(yīng)力混凝土是鋼筋混凝土一個改進形式。鋼筋被彎成各種形狀以使它具備所需要受拉強度。然后，通常采取先張法或后張法對混凝土預(yù)加應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土使特殊形狀建筑物有了發(fā)展可能，象一些當(dāng)代體育館，他們大空間沒有任何擋住視線支承物。這種比較新結(jié)構(gòu)方法使用正在連續(xù)地發(fā)展著。當(dāng)前趨向是發(fā)展輕質(zhì)材料。比如，鋁重量比鋼輕得多，不過卻有許多與之相同性能。鋁梁巳被用于橋梁結(jié)構(gòu)和一些建筑物框架。現(xiàn)在正在試圖生產(chǎn)強度更高、耐久性愈加好、而且重量更輕混凝土。有一個用聚合物(塑料中用長鏈化合物)作為部分配料方法。這種方法有利于使混凝土重量降低到一定程度。Lesson4PrestressedConcrete(預(yù)應(yīng)力混凝土)混凝土抗壓性能強而抗拉性能弱:它抗拉強度僅僅是它抗壓強度8%-14%不等。鑒于它這么低抗拉承載力，撓曲裂縫就會出現(xiàn)在在荷載作用早期。為了減小或阻止這種裂縫開展，在結(jié)構(gòu)桿件縱向施加一個軸心或偏心壓力。這個力(預(yù)應(yīng)力)經(jīng)過消除或大大降低在工況荷載下，跨中或支座控制截面處產(chǎn)生拉應(yīng)力，阻止了(該處)裂縫開展，所以提升了該截面(抵抗)彎曲，剪切和扭轉(zhuǎn)承載能力。然后，這個截面(特征)表現(xiàn)為彈性，而且，當(dāng)全部荷載作用在結(jié)構(gòu)上時，混凝土截面全部深度(全截面)受壓，這么有效利用了混凝土全部抗壓性能。這么施加一個縱向力叫做預(yù)應(yīng)力，也就是說，在橫(豎)向重力恒載和活載或短暫水平活載(風(fēng)，地震)作用之前，給沿結(jié)構(gòu)桿件跨度方向截面預(yù)加應(yīng)力，這么一個壓縮力。相關(guān)預(yù)應(yīng)力形式，包含它大小，主要取決于被修建結(jié)構(gòu)物形式，桿件跨度，和想要得到長細比。因為這個預(yù)應(yīng)力是被應(yīng)用到縱向或者平行于桿件軸向，所以這個相關(guān)預(yù)應(yīng)力原理被普遍稱為長線預(yù)加應(yīng)力法。用于液體容器箱，管道，和壓力反應(yīng)堆容器環(huán)向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上遵照著和長線型預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)相同基本原理。環(huán)向(預(yù)應(yīng)力)箍筋，或者圓柱或球形結(jié)構(gòu)”環(huán)向”應(yīng)力，抵消由內(nèi)部包含物質(zhì)(產(chǎn)生)壓力所引發(fā)曲線表面外部纖維所引發(fā)拉應(yīng)力。Figure4.1illustrates,inabasicfashion,theprestressingactioninbothtypesofstructuralsystemsandtheresulingstressresponse.Ina),individualconcreteblocksacttogetherasabeamduetothelargecompressivepretressingforceP.Althoughitminghtappearthattheblockswillslipandverticallysimulateshearslipfailure,infacttheywillnotbecauseofthelongitudinalforceP.Simiarly,thewoodenstavesinc)mightappeartobecapableofseparatingasaresultofthehighinternalradialpressureexertedonthem.Butagain,becauseofthecompressiveprestressimposedbythemetalbandsasaformofcircularprestressing,theywillremaininplace.從上述討論可知，在預(yù)應(yīng)力(混凝土)結(jié)構(gòu)桿件中恒久預(yù)應(yīng)力是在全部恒載和活載加載之前產(chǎn)生，其目標(biāo)是為了消除或大大降低由這些荷載產(chǎn)生靜拉應(yīng)力。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，假定混凝土抗拉強度是能夠忽略。這是因為由彎矩產(chǎn)生拉應(yīng)力被鋼筋(和混凝土)產(chǎn)生黏結(jié)力所抵消。所以，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，一但桿件在使用荷載下達成它極限狀態(tài)時，撓度和裂縫是不可恢復(fù)。在鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋沒有完全發(fā)揮它全部作用，而預(yù)應(yīng)力鋼筋恰好相反。在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中（要求產(chǎn)生）預(yù)應(yīng)力筋給構(gòu)件主動產(chǎn)生一個預(yù)加荷載，對應(yīng)對其撓度和裂縫有一個很高控制。一但混凝土撓曲抗拉強度被超越，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件就會像一個非預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一樣工作。在相同跨度和荷載條件下，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（截面）高度比對應(yīng)非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件高度小?？倎碚f，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（截面）高度經(jīng)常是對應(yīng)非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（截面）高度65－80%。所以，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件需要較少混凝土，而且大約是20—35%鋼筋（相對于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件）。不幸是，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，所需材料重量上節(jié)約是和其所需材料高質(zhì)量花費相平衡（抵消）。同時，還沒有考慮（工藝）設(shè)備使用，施加預(yù)應(yīng)力本身造成一個額外花費：因為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件幾何截面經(jīng)常由翼緣和薄腹板組成，所以模板是非常復(fù)雜。盡管這么多附加花費，假如制造大量預(yù)制混凝土構(gòu)件，最少在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件最初成本是相差不大。而且，因為需要更少維護，鑒于對混凝土更高質(zhì)量控制所使得結(jié)構(gòu)所取得一個更長生命周期，以及對于上部結(jié)構(gòu)其輕質(zhì)效果積累所產(chǎn)生更輕基礎(chǔ)效應(yīng)，其間接長久節(jié)約是非常實際。一但鋼筋混凝土梁跨度超出70－90英尺（21.3－27.4m），梁（上）恒定重量變非常大，從而造成更大構(gòu)件尺寸，而且所以產(chǎn)生更大長久撓度和裂縫。所以，對于大跨度結(jié)構(gòu)來說，鑒于拱形結(jié)構(gòu)在施工上昂貴花費和不好完成而且因為它們長久經(jīng)受嚴(yán)重收縮和徐變，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)被強制使用。比如分段拼裝式橋和斜拉橋這種大跨度結(jié)構(gòu)只能經(jīng)過預(yù)應(yīng)力這種技術(shù)被建造。在歐洲，長線預(yù)加應(yīng)力法得到了連續(xù)發(fā)展，尤其是在法國，經(jīng)過EugeneFreyssinet在1926-28年提出克服預(yù)應(yīng)力損失天才方法，這種方法是經(jīng)過使用高強和高韌性鋼筋得到。在1940年，他創(chuàng)造了現(xiàn)在眾所周知和公認(rèn)Freyssinet(預(yù)應(yīng)力)體系。英國P.W.Abeles在20世紀(jì)30年代到60年代之間創(chuàng)造而且發(fā)展了部分預(yù)應(yīng)力(結(jié)構(gòu))概念。德國F.Leonhardt，俄羅斯V.Mikhailov和美國T.Y.Lin也對預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計藝術(shù)科技作出了很大貢獻。在這點上，Lin荷載平衡法尤其值得一提,因為它相當(dāng)大簡化了設(shè)計程序，尤其在連續(xù)結(jié)構(gòu)上。這些20世紀(jì)發(fā)展造成了預(yù)應(yīng)力在全世界，尤其是在美國廣泛應(yīng)用。今天，預(yù)應(yīng)力混凝土(結(jié)構(gòu))被用在建筑，地下地下結(jié)構(gòu)物，電視塔，漂浮存放器和海上結(jié)構(gòu)物，發(fā)電站，核反應(yīng)堆容器和橋梁體系眾多形式上，其中包含分段拼裝式橋和斜拉橋。它們展示了預(yù)應(yīng)力概念通用性和包容性。全部這些結(jié)構(gòu)發(fā)展和建設(shè)成功是主要因為材料技術(shù)進步，尤其是預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且對估量預(yù)應(yīng)力短期和長久損失值知識積累。Lesson5PhilosophyofStructuralDesign(結(jié)構(gòu)設(shè)計原理)一個結(jié)構(gòu)工程項目可分為三個階段:規(guī)劃、設(shè)計、施工。結(jié)構(gòu)設(shè)計包含決定結(jié)構(gòu)最適宜百分比以及確定組成結(jié)構(gòu)構(gòu)件和細部詳細尺寸。這是一個結(jié)構(gòu)工程項目標(biāo)最高技術(shù)和計算階段，不過，假如沒有工程項目標(biāo)規(guī)劃和施工階段充分配合話，設(shè)計將不能-也不會被實施。一個成功設(shè)計者總是會充分意識到在結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(規(guī)劃)中各種考慮，而且，一樣也會充分意識到在結(jié)構(gòu)后續(xù)施工中所要面臨各種問題。專門，任何結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)設(shè)計首先包含荷載以及其余結(jié)構(gòu)所必須承受設(shè)計條件確實立，而且所以，這些條件必須被考慮到設(shè)計中。然后需要進行總內(nèi)力(軸力，剪力，彎矩，和扭矩)，應(yīng)力強度，應(yīng)變，撓度，和反作用力分析(或計算)，它們是因為荷載，溫度，干縮，徐變或其它設(shè)計條件所引發(fā)。最終是結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及連接件截面尺寸和材料確實定，使得結(jié)構(gòu)能充分抵抗由上述設(shè)計條件所引發(fā)作用效應(yīng)。用于判斷(結(jié)構(gòu)設(shè)計)是否非常適宜標(biāo)準(zhǔn)將造成一個由積累知識(原理，學(xué)術(shù)領(lǐng)域，模型試驗，實踐經(jīng)驗)，直覺，判斷所反應(yīng)期望行為。對于絕大多數(shù)土木工程結(jié)構(gòu)來說，比如橋梁和建筑，過去通常設(shè)計方法是基于結(jié)構(gòu)所受荷載或其余設(shè)計條件所產(chǎn)生應(yīng)力與材料本身允許應(yīng)力強度相比較(允許應(yīng)力法)。這種傳統(tǒng)設(shè)計原理叫做彈性設(shè)計，因為允許應(yīng)力強度(值)選擇與材料應(yīng)力應(yīng)變屈服點相一致，而并非超出結(jié)構(gòu)最高應(yīng)力點。當(dāng)然，當(dāng)需要考慮因為疲勞，縱向彎曲(平面外失穩(wěn))，脆性斷裂，以及關(guān)于結(jié)構(gòu)允許撓度等原因而產(chǎn)生失效可能性，允許應(yīng)力值選擇一樣要被修正。依照結(jié)構(gòu)形式和相關(guān)條件，對于在假定設(shè)計條件下，在實際結(jié)構(gòu)分析計算模型中所計算出應(yīng)力強度可能或者不能與在真實情況中實際結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生應(yīng)力強度值相一致。它們相一致程度是不主要，只要這個計算出應(yīng)力強度值能依照先前經(jīng)驗被解釋。(結(jié)構(gòu))工作條件和允許應(yīng)力強度選擇為抵抗(結(jié)構(gòu))實效提供了安全充裕。這種充裕程度大小選擇依賴于關(guān)于荷載，分析，設(shè)計，材料，和施工不確定程度，以及失效結(jié)果。比如，假如對于一個具備33000psi屈服強結(jié)構(gòu)鋼材被用于抵抗20000psi允許應(yīng)力強度時，預(yù)防張拉屈服安全系數(shù)是33000/0，或者1.65。在允許應(yīng)力法中，有一個主要缺點就是它不能對各種類型結(jié)構(gòu)以及(結(jié)構(gòu))各個部分提供統(tǒng)一過載能力。結(jié)果，今天對于基于結(jié)構(gòu)極限強度和適用性設(shè)計理論有了一個快速成長趨勢，同時，老允許應(yīng)力法作為備用設(shè)計方法來做參考。這個新設(shè)計方法現(xiàn)在在鋼筋混凝土規(guī)范中叫強度設(shè)計(法)，在鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中叫塑性設(shè)計(法)。當(dāng)我們給予基于強度理論一個適宜百分比參數(shù)(安全系數(shù))時，假如在適當(dāng)荷載原因下預(yù)期工況荷載首先增大(>1)，荷載增大量依賴于荷載不確定性，在結(jié)構(gòu)生命期中改變可能性，而且鑒于荷載組合目標(biāo)，這個可能性，頻率，作用連續(xù)時間也是一個特殊組合。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計這種方法中，因為材料強度，制作工藝，截面尺寸等一些小誤差引發(fā)承載能力折剪系數(shù)使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件理論承載能力降低。依照結(jié)構(gòu)控制條件，即增加荷載將(1)引發(fā)疲勞，縱向彎曲，或脆性斷裂破壞，或者(2)僅僅引發(fā)內(nèi)部一個截面(或者同時幾個截面)屈服，或者(3)引發(fā)結(jié)構(gòu)彈塑性位移，或者(4)引發(fā)結(jié)構(gòu)整體傾覆，所以，結(jié)構(gòu)是要相當(dāng)。后一個設(shè)計方法支持者證實這種設(shè)計方法是一個更實用設(shè)計方法，因為它能更精準(zhǔn)提供結(jié)構(gòu)超越在預(yù)期工作條件下強度增量。這個改進結(jié)果是由非彈性和非線性效應(yīng)能夠被解釋所產(chǎn)生，這個效應(yīng)對結(jié)構(gòu)最終工作情況靠近是很有意義。在最近幾十年，在許多出色工程師中間，不但僅是安全系數(shù)法不宜與不切實際，更有甚者，在基于這個設(shè)計原理下結(jié)構(gòu)設(shè)計造成大量工程實例是過于保守而且所以造成浪費，同時有時還會帶來一些具備高失效概率冒險設(shè)計，關(guān)于這方面問題討論在不停增加。他們討論，對于結(jié)構(gòu)安全與失效來說，沒有什么事情是能夠確定，它僅僅是一個概率事件所以，他們以為應(yīng)該用統(tǒng)計學(xué)方法來研究荷載效應(yīng)變量和結(jié)構(gòu)抗力變量而且估量結(jié)構(gòu)安全性與適用性概率。然而，對于每一個單獨結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，它又是不實用。不過，在框定設(shè)計規(guī)則與規(guī)范中，他是實用。對于建筑條例和技術(shù)規(guī)程來說明確地闡述這個變量以及它所對應(yīng)產(chǎn)生概率來說，這是非常有意義。Lesson7.交通運輸系統(tǒng)在發(fā)達國家，交通運輸系統(tǒng)由一個形成多年方式網(wǎng)組成。這個系統(tǒng)由車輛，導(dǎo)軌，站場設(shè)施和控制系統(tǒng)組成，這些部分經(jīng)過以建立規(guī)程和日程表在天空，在陸地，在水中各自正常運轉(zhuǎn)著。這個系統(tǒng)也要求用戶，操作員，和環(huán)境相互作用?，F(xiàn)在運輸體系能夠反應(yīng)出與投資和使用關(guān)于多方?jīng)Q定，包含運輸業(yè)主，承運商，政府，每個出行者以及受影響非使用者等?！?交通運輸系統(tǒng)已經(jīng)被創(chuàng)造出多個相互補充模式。當(dāng)今美國交通運輸系統(tǒng)是一個高度發(fā)達，復(fù)雜運輸方式和設(shè)施組成網(wǎng)絡(luò)，他們?yōu)檫\輸業(yè)主和出行者提供服務(wù)，并有很大選擇余地?！?每種方式按照行程時間，出行頻率，舒適程度，可靠性，方便性和出行安全都具備一個獨特特點。服務(wù)長久水平被用來描述這些特征直接價值。旅客或發(fā)貨人為了權(quán)衡和選擇運輸方式，對比同等花費下服務(wù)水平。另外，發(fā)貨人或旅客能夠決定使用公共還是私人運輸方式。比如，一個廠商能夠經(jīng)過運輸企業(yè)或企業(yè)自己卡車運輸，一個要遷居私房屋主能夠雇遷居企業(yè)或租一個卡車，一個通勤者能夠選擇坐公共汽車還是開車去上班。每種決定都包括一系列復(fù)雜原因，要求在花費和服務(wù)之間權(quán)衡。主要城際貨運方式有公路，鐵路，水路，航空和管道。在過去70年，交通每一個方式，表現(xiàn)為貨運和客運，已經(jīng)有了相當(dāng)大改變。來自運輸統(tǒng)計局網(wǎng)站最新關(guān)于運輸方式分擔(dān)率消息是可利用。從1960年到，貨運改變說明見圖7.1?？瓦\分布是與貨運不一樣，在美國，私家車這種方式在全部家庭城際客運旅行中數(shù)量最多。剩下方式--航空，公共汽車和鐵路占總數(shù)四分之一，其中航空相對占優(yōu)勢，城際公共汽車，私人飛機和鐵路占總數(shù)百分之一甚至更少。在費用，旅行時間，方便性和靈活性等方面，每種方式都有本身優(yōu)勢，從而使得它在特定情形下成為最好選擇。3對很多人來說，○汽車被認(rèn)為是一個可靠，舒適，靈活無處不在運輸方式。然而當(dāng)距離較遠或時間很寶貴時，航空運輸將成為首選，并可用汽車作為補充。假如花費很主要，時間不是很緊話，或是車不能使用時，那么能夠使用城際巴士或火車。用相同選擇方法來選擇貨運方式卡車優(yōu)勢在于靈活和提供門到門服務(wù)。他們能夠帶多個包裹尺寸，而且通常能夠按用戶日程安排來收取貨物和交付。船運能夠以很低價錢運輸很重貨物，不過速度很慢，而且只能在內(nèi)河或運河中航行。鐵路能夠在兩個城市間一次運去很多貨物，不過需要卡車將這些貨物在轉(zhuǎn)運到貨物終點或目標(biāo)地。每種情況，發(fā)貨人都要決定貨物是應(yīng)該光用卡車運輸還是經(jīng)過卡車，船運，火車聯(lián)運。許多企業(yè)已經(jīng)嘗試降低零件和耗材存貨，相比將貨物囤積在倉庫，更喜歡直接從工廠運輸。這種做法意味著運輸方式從火車向卡車改變?；疖囘\輸貨物通常需要以汽車運輸載重量一周運輸一到兩次，然而，卡車能夠按很小量和基于每日所需運輸。在這情況下，更低鐵路貨運費用也不能和汽車靈活相競爭，因為選擇卡車主要原因是企業(yè)花銷降低。有一個將各種方式結(jié)合起來聯(lián)運制正在成為趨勢。國家運輸系統(tǒng)能夠經(jīng)過一些及時給與依照市場壓力，政府管理，運輸新工藝調(diào)整關(guān)鍵點所考慮。伴隨時間改變，運輸系統(tǒng)也將改變。在最近幾十年里，油價，政府調(diào)控，和新技術(shù)改變已經(jīng)對運輸業(yè)造成了很大影響。乘客和發(fā)貨人考慮每一個方式不論提供服務(wù)水平。每種方式在給定價格下提供一個獨特服務(wù)特點:行程時間，頻率，舒適性，方便性，可靠性和安全性。旅客和發(fā)貨人基于這個屬性有多值選擇運輸方式。大范圍組織和代理機構(gòu)提供用來計劃，設(shè)計，建設(shè)，操作，資源和維持國家交通運輸系統(tǒng)。這些組織包含運輸業(yè)私人企業(yè)，監(jiān)管安全和服務(wù)質(zhì)量管理機構(gòu)，提供資金來建筑公路和機場并為交通運輸制訂全國性法規(guī)聯(lián)邦，州以及地方公路局，代表一些特殊運輸群體利益行業(yè)協(xié)會，專業(yè)技術(shù)組織以及運輸使用者群體Lesson8公路定線定線基本標(biāo)準(zhǔn)是車行道要素如曲率和坡度相互組合，在滿足設(shè)計規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)要求同時提供滿足設(shè)計通行能力而且平穩(wěn)交通體系。道路同時也要考慮對歷史遺址和對其余用地活動最小影響。在一條公路定線被最終經(jīng)過以前環(huán)境影響研究在大多情況下時被要求。公路定線過程包含四個步驟:1.已經(jīng)有信息研究2.勘測設(shè)計3.初步定線4.最終定線已經(jīng)有信息研究在任何公路定線研究中，第一步都是對所建道路所在地域全部數(shù)據(jù)研究這一步通常先于現(xiàn)場或圖像調(diào)查在室內(nèi)開始。全部數(shù)據(jù)被搜集和研究。這些數(shù)據(jù)能夠從已經(jīng)有工程匯報、地圖、航拍照片和一個或多個政府交通、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、水力和礦業(yè)部門全部報表，所要搜集數(shù)據(jù)類型和數(shù)量要依據(jù)所建道路類型。不過通常情況下所取得數(shù)據(jù)要有地域以下幾個特征:工程，包含地形、地質(zhì)、氣候和交通量。社會和人口，包含土地使用和區(qū)域類型。環(huán)境，包含野生動物類型，娛樂場所，歷史遺址和考古發(fā)覺，以及可能面臨空氣，噪音和水污染。經(jīng)濟，包含建筑，農(nóng)業(yè)，商業(yè)和工業(yè)活動單位花費趨勢從這些取得數(shù)據(jù)中做出最初分析會指出有些方面是否因為上述一兩個特征而不再作深入考慮。比如，假如發(fā)覺有歷史遺址和重大發(fā)覺位于路線可能經(jīng)過區(qū)域時，則應(yīng)立刻確定經(jīng)過那片區(qū)域任何路線都不該作深入考慮。在完成這一步研究后，工程人員就能夠選出路線穿越大約區(qū)域。道路勘測工程這一步研究是找出幾條可行路線，每一條在有限幾百英尺寬度界限內(nèi)。一旦考慮農(nóng)村道路，則在地圖或照片上極少或沒有信息可取得。所以航拍照片被廣泛用于獲取需要信息。用立體鏡檢驗航拍照片確定可行路線要考慮以下原因。地形和土質(zhì)情況可供使用到工業(yè)地域和居民區(qū)路線和其余交通設(shè)施如河流，鐵道及其余公路交叉情況直接路線兩終點間控制點決定每條可行路線，比如，一座無可選擇唯一橋就是最基本控制點。找出這些可行路線然后標(biāo)繪在詳細準(zhǔn)確基當(dāng)?shù)貓D上。初步定線在這一步研究中，在與建立控制點盡可能近位置設(shè)置可行路線，而且決定每條路線最初水平和豎直線形。初步線形用于評價可供選擇路線經(jīng)濟和環(huán)境可行性。每條可選路線經(jīng)濟評價是開展決定建設(shè)公路必要資源投資未來影響。這種評價采取效益費用比方法。通?？紤]原因包含，道路使用者花費，建設(shè)花費，養(yǎng)護費用，和使用者利益和一些不利包含因為居民，商業(yè)區(qū)混亂等不利影響。可行路線經(jīng)濟評價結(jié)果能夠提供有指導(dǎo)價值信息。比如，這些結(jié)果會提供一個關(guān)于假如一個詳細路線選定經(jīng)濟財力是得還是失一個信息，這些信息同時還會幫助政策制訂人在決測是否應(yīng)該修，假如修，該修什么類型在任何地方建公路都會對周圍帶來很大影響，一條公路也是當(dāng)?shù)丨h(huán)境組成部分而且應(yīng)該被這么考慮。環(huán)境包含，植物，動物，人類群體同時包含社會，物理，自然和人為變動，這些變動是與一個維持平衡和維持不一樣群體間生活方式方法相互關(guān)聯(lián)在給定區(qū)域內(nèi)建造公路可能會造成一個或多個變量很大改變，這些改變反過來能夠打破平衡并造成對環(huán)境產(chǎn)生非常不利影響。這些影響可能會造成動物和人類數(shù)量降低。其實質(zhì)是環(huán)境影響任何所選線整體評定。最終定線最終定線是詳細設(shè)計可選路線，在這個階段決定最終平面和縱面線形和最終結(jié)構(gòu)和排水溝位置。最簡便被用方法就是首先道路直線部分交點然后在兩直線之間設(shè)平面曲線。通常這是一個重復(fù)試驗過程，直到在工程師看來得到了最好線形同時考慮了工程和美學(xué)原因。樣條曲線規(guī)和曲線模板能夠在這一過程中被使用。樣條曲線規(guī)是一個易彎曲可塑能夠彎曲成不一樣形狀并用來畫出不一樣曲線工具，利用它能夠選出最適宜線形。曲線模板是給有圓曲線，三心復(fù)曲線和不一樣曲率和不一樣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模螺旋線透明板。樣條曲線規(guī)首先被用于取得手繪光滑曲線來滿足縱坡，橫斷面，曲率，和排水。這條手繪曲線然后用標(biāo)準(zhǔn)模板調(diào)整成一條跟確定曲線。最近，計算機技術(shù)極大地提升了定線過程效率，因為設(shè)計公路能夠顯示在屏幕上，從而使設(shè)計者有了駕駛者視野，既能夠看到平面線形又能夠看到縱面線形。設(shè)計者所以能夠改動平面線和縱面線中二者或其一直到獲取最好線形。Lesson9線形設(shè)計豎直曲線和水平曲線布置組成了高速公路線形，豎曲線包含直縱坡線和連接縱坡線拋物線.平曲線包含直線段和連接它們并改變方向圓曲線段.線形設(shè)計主要依賴于高速公路設(shè)計速度選擇，與自然地形相符合線形造價最小。通常這種情況是不可能，然而，因為設(shè)計師必須遵照一定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而這些標(biāo)準(zhǔn)可能并不能適應(yīng)地形。主要是既定部分線形必須遵照一致標(biāo)準(zhǔn)來防止高速路在豎直和水平定線時產(chǎn)生突變，一樣，豎曲線和平曲線在設(shè)計是要相互補充協(xié)調(diào)，，這么才能設(shè)計出一條安全和更有吸引力高速公路。為了達成這一點，一個應(yīng)該考慮原因是適當(dāng)?shù)乇３种本€坡度和平曲線曲率平衡，處理好平曲線和豎曲線間相互位置。比如，在較大半徑陡坡上設(shè)置平曲線是一個較差設(shè)計，同理，假如在一個顯著凸形豎曲線頂部或附近設(shè)置小半徑平曲線，或在顯著凹形豎曲線底部或附近設(shè)置小半徑平曲線，，這將造成這里是一個危險部分。因而在初步設(shè)計階段把豎曲線和平曲線協(xié)調(diào)綜合考慮是很主要。高速公路豎向線形是有被稱之為縱坡或切線直線部分和與之相連豎曲線組成，因而豎向線形設(shè)計包含直線部分適宜坡度選擇和豎曲線設(shè)計。路線所穿越區(qū)域地形對豎向線形設(shè)計有極其主要影響。坡度對重交通路線影響必須被考慮，假如是陡坡或長坡會使重交通車輛車速降低很快，注意到陡坡不但影響重車性能還影響轎車性能，為了限制坡度對車輛影響，任何高速路最大坡度都應(yīng)明智選擇。高速公路最大坡度取決于設(shè)計速度和設(shè)計車輛，普遍認(rèn)為4%--5%坡度對小客車影響不大或沒有影響，除非是重量與功率比比較高車，比如那些小型車和微型車。當(dāng)坡度大于5%時，客車在上坡時速度深入降低在下坡時深入增加，坡度對卡車影響大于對客車影響，廣泛研究結(jié)果表明，卡車在下坡時速度增加5%，而在上坡時減小靠近7%，這取決于坡度百分比和坡長。最大坡度確實立依據(jù)是高速公路上設(shè)計車輛操作性能，最大坡度改變范圍從設(shè)計時速70英里時5%到設(shè)計時速為30英里時7%-12%,這取決于高速公路類型。另首先，當(dāng)坡長不足500英尺時，且下坡方向為單向路線時，最大縱坡或許能夠提升1%-2%，尤其是在交通量較低鄉(xiāng)村道路。最小縱坡取決于排水條件，零坡度道路被用在有足夠橫坡足以排盡路表水路段，當(dāng)路面有限定時，縱坡應(yīng)能排盡縱向流動路表水，在這種情況下習(xí)慣上選取最小0.5%坡度，有時，在有適宜路拱和硬地高等級路面建設(shè)中，這個坡度可能會被減小到0.3%。豎曲線通慣用于直線縱坡間逐步過渡以利于車輛平順經(jīng)過高速路，這些豎曲線通常是拋物線形，豎曲線最小長度選定取決于所選拋物線特征，豎曲線分凸形和凹形豎曲線。豎曲線設(shè)計應(yīng)滿足主要標(biāo)準(zhǔn)有：能提供最小停車視距，要有充分排水，行車舒適，外觀良好。凸形豎曲線僅需滿足第一條標(biāo)準(zhǔn)，而凹形豎曲線四條標(biāo)準(zhǔn)都要滿足。水平線形有直線和平曲線組成，平曲線通常是被分割圓曲線，他有一定半徑可使車輛平順經(jīng)過。所以，水平線性設(shè)計必須確定最小半徑，曲線長度，以及計算從切線到曲線平面支距，以有利于曲線定線，在有些情況下，為了防止直線段曲率半徑無限大到圓曲線段曲率半徑為一定值之間突變，通常需要在他們之間插入一段曲率半徑逐步改變曲線，這種曲線稱之為盤旋線或緩解曲線。有四種類型水平曲線：簡單曲線，復(fù)曲線，反向曲線，盤旋線。簡單曲線是圓弧一段,然而復(fù)曲線由兩條或兩條以上轉(zhuǎn)向相同連續(xù)曲線組成，任何兩條曲線都有一個相同切點，，這些曲線可用來獲取較理想水平線形，尤其是在立體交叉處，交叉匝道，特殊地形區(qū)情況下高速公路，為了防止線形突變，任何兩條依次相連簡單曲線組成復(fù)曲線半徑不宜相差過大，。美國公路學(xué)會提議，在交叉路口復(fù)曲線半徑最大半徑和最小半徑之比不能超出2：1，在這里司機能夠適應(yīng)曲率和速度突變,讓人滿意立體交叉道最大比率為15:1.即使2:1也被使用。為使大曲率曲線與急彎曲線間平緩過分，并使曲線半徑減小有一個合理漸變率，每條曲線長度不能太短。反向曲線通常是由兩條半徑相等且具備同一切點轉(zhuǎn)向相反簡單曲線組成，他們經(jīng)慣用于高速路線形改變。反向曲線極少被推薦使用是因為突變線形是司機感到極難在同一車到駕駛，假如有必要設(shè)計反向線形，合理設(shè)計是由簡單曲線組成，中間插入一段有足夠長度直線以達成全超高。作為一個選擇，簡單曲線或許被等效長度盤旋線隔開。緩解曲線設(shè)置在直線段與圓曲線段之間或兩個不一樣半徑圓曲線之間，緩解曲線作用是在車輛進入或離開圓曲線時為車輛提供一個逐步增加或降低向心力，設(shè)置直線段與圓曲線之間緩解曲線曲率由直線段末端0改變到圓曲線段接點時與圓曲線一樣曲率，當(dāng)要設(shè)置兩個圓曲線時，緩解曲線曲率從與一個圓曲線相同曲率改變到與第二個圓曲線相同曲率。Lesson10立體交叉與互通式立體交叉路口平面交叉能夠經(jīng)過立體分離結(jié)構(gòu)消除，使過往交通在不一樣高度通行而沒有相互干擾，這種分離優(yōu)點是防止了交叉沖突，節(jié)約時間和提升了交通通行安全性。立體分離和立交可能被采取在（1）作為高速公路一部分緩解大交通量（2）消除瓶頸（3）降低事故（4）受地形限制其余設(shè)計不可行時（5）車流量很大，采取平面交叉會超出合理尺寸（6）當(dāng)用路在平面交叉口降低耽擱利益超出了升級費用。立交橋是一個立體分離式交叉口，車輛可沿一個方向行駛經(jīng)過相連道路改變方向，這些相連道路被稱為匝道。英國采取許多立交橋和匝道類型和形式，它們有：T型和Y型立交橋，單象限立交橋，菱形立交橋，單點立交橋部分苜蓿葉立交橋和全苜蓿葉立交橋，定向式立交。圖10.1展示了在三路叉口立交經(jīng)典設(shè)計，經(jīng)過提供大轉(zhuǎn)彎半徑，立交幾何尺寸能夠被改變成特定形式，去適應(yīng)選址地形。已發(fā)覺喇叭形立交適合正交或傾斜十字路口。圖10.1a）顯示了經(jīng)過提供一個半直接式匝道支持左轉(zhuǎn)。圖10.1b)表明了一個十字路口轉(zhuǎn)彎到哪兒都采取這種方式。圖10.1描述了一個單象限立交橋例子，這種結(jié)構(gòu)能方便降低靠近兩條主干線交叉處沖突，然而，低速設(shè)計使他不能滿足自由道路條件。這種形式立交適合沒有太多車小交通量位置，如公園道路立交。菱形立交可適用城鎮(zhèn)使用。主要交通流立體分離，而進入和駛離次要交通流轉(zhuǎn)彎運行與次要交通流上直行交通分流和合流運行。只有小交通流直行有交叉。在農(nóng)村地域，這通常是能夠接收，因為在小交通流中式輕型車輛。在城市地域，交叉口通常要求信號控制，預(yù)防嚴(yán)重干擾匝道交通和交通路口主要干道大街。交叉路應(yīng)該這么設(shè)計：設(shè)置信號不能降低主要街道通行能力。為了達成這個目標(biāo)，在交流區(qū)域擴大主干道可能是必要。在設(shè)計匝道時，必須仔細考慮確保等候離開匝道車輛將不會阻塞主要車流直行車道。菱形立交一個缺點是可能存在非法錯路轉(zhuǎn)彎，這會造成嚴(yán)重事故。假如交叉口幾何特征造成這些轉(zhuǎn)彎，設(shè)計者能夠采取渠化交通，附加標(biāo)志和地面標(biāo)識?！居蟹N更新型叫單象限立交橋。全部直行和左轉(zhuǎn)車流都集中到一個單一信號交叉口，來代替像尋常其余立交上能夠找到兩個分離交叉口。這么設(shè)計優(yōu)點是：全部交叉車流能夠被單一信號所服務(wù)，經(jīng)過這個交叉口至多需要停一次。單象限立交橋支持者們宣告：它能夠提供改良過車流更安全操作，相比其余立體交叉結(jié)構(gòu)，能夠降低對路權(quán)需求。單象限立交橋要求交叉路司機非常依賴引導(dǎo)指示，路面標(biāo)線，車道用途標(biāo)志。為了安全駕駛經(jīng)過交叉口區(qū)域。設(shè)計者們將需要尤其留心，以確保交叉口設(shè)施完善?！坑袝r可采取部分苜蓿葉式和全苜蓿葉式立交橋來代替菱形立交橋。車輛能夠在交叉口之前或之后離開主要車流方向，這依賴于各個象限分布。對于菱形立交而言，次要道路平面交叉優(yōu)先存在，非法轉(zhuǎn)彎可能性被降低。對任意方向主要道路提供駛?cè)朐训?，次要道路左轉(zhuǎn)交通就被消除。更為常見立交時全苜蓿葉式立交，它能夠被用于非正式設(shè)計，能夠消除全部車輛方向包含主要車流和次要車流平面交叉。匝道能夠是單向車道，雙向分離車道，雙向無分隔車道。盡可能消除全部平面交叉，不過苜蓿葉式立交也有缺點（1）設(shè)計布局需要很大地面空間（2）減速車輛希望使出直行車道必須與進入直行車道加速車輛相交。使用集合分離車道能夠克服這兩個缺點。集合分離車道有一定操作布置優(yōu)勢。當(dāng)高速行駛時，大量設(shè)施時一個擔(dān)心司機能夠依照大量設(shè)施采取一個決定。第二個決定，比如，高速設(shè)施繼續(xù)向南或繼續(xù)向北。定向式立交被用于一條高速公路并入或交叉另一條高速公路。這種立交與眾不一樣特點是采取高速經(jīng)過，采取大半徑曲線或匝道。定向式立交對土地需求很大。以防在轉(zhuǎn)彎時運動空間過小。設(shè)計速度應(yīng)減小和支路經(jīng)過一個圈產(chǎn)生效果達成目標(biāo)?，F(xiàn)在，定向立交實踐與左手出入口匝道關(guān)于實踐操作問題。大多數(shù)司機希望高速出口和入口都在右邊。當(dāng)這些期望受得不到滿足時，混亂，不穩(wěn)定，事故就會發(fā)生。10-1i圖設(shè)計是一個定向式立交，這種立交使得希望右轉(zhuǎn)駕駛者向右轉(zhuǎn)，希望左轉(zhuǎn)向左轉(zhuǎn)。一個駕駛員當(dāng)他靠近第一個出口時，必須作出決定（1）他打算從這個出口離開高速（2）或者他目標(biāo)是向右（東）或者向左（西）。面對這么立交配置司機可能在右邊車道上決定他必須向西才能達成他目標(biāo)。他為了從左邊出口出去要面對經(jīng)過幾條車道高速交通。設(shè)計圖10.1j是一個在北行司機在很短時間內(nèi)作出決定首選地單一出口。司機到右邊出口，然后決定是否繼續(xù)向右還是向左。或者以較低速度降低擁擠在出口匝道lesson11路面高速公路路面分為兩大類：剛性和柔性。一個剛性路面磨損表面通常是波特蘭水泥混凝土建造，其受力與梁類似，承受支撐材料以下任何變形。對柔性路面磨損表面另首先，通常是瀝青材料建造，使他們在與基本材料保持聯(lián)絡(luò)，即使輕微變形發(fā)生。柔性路面通常包含一個顆粒物質(zhì)層和一個適宜粗，細料瀝青混合料面層隱伏。交通負(fù)荷是由面層到底層輔助材料移交經(jīng)過聚合聯(lián)鎖，粒狀物料摩擦作用，以及優(yōu)良材料凝聚力。柔性路面深入分為三組：高級，中級和低級。高級路面磨耗層能有效負(fù)擔(dān)預(yù)期車輛荷載，而不出現(xiàn)顯著疲勞，而且不輕易受到天氣影響。中間型路面有穿，從表面處理到那些范圍只是表面質(zhì)量低于高型路面。低型路面，主要用于低成本道路，并穿著表面未經(jīng)處理范圍，從渙散天然材料，表面處理地球。一個柔性路面路基組件包含路基或準(zhǔn)備路基，底基層，基礎(chǔ)和面層。對路面性能取決于每個組件，它需要對每一個組件屬性適當(dāng)評價分別令人滿意表現(xiàn)。路基通常是天然物質(zhì)沿人行道水平對齊位于作為路面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。路基可能還包含一個選擇借用材料層，以及壓縮到要求規(guī)格。它可能需要處理路基材料達成一定強度為正在興建路面類型所需屬性。位于正上方路基，底基層組成部分包含一個優(yōu)質(zhì)材料通常是用于路基建設(shè)。為底基層材料要求通常給出層次，塑料特征來看，和力量。當(dāng)路基材料質(zhì)量滿足了底基層材料要求，底基層組成部分能夠省略。在適當(dāng)情況下，底基層材料尚不齊備，現(xiàn)有材料可與其它材料處理，以實現(xiàn)必要屬性。這種對待土工程特征，以改進他們過程被稱為穩(wěn)定?；A(chǔ)道路直接放置路基之上，假如路基道路不使用，它被直接放在路塹上。路面層通常由粒狀材料，如碎石，壓碎或未粉碎爐渣或沙礫及沙子。為基層材料規(guī)格通常包含更嚴(yán)格要求，尤其是關(guān)于他們可塑性，層次較底基層材料，和力量。材料不具備所需性質(zhì)，可作為基礎(chǔ)材料，假如他們得到適當(dāng)波特蘭水泥，瀝青或石灰穩(wěn)定。在一些情況下，高品質(zhì)基礎(chǔ)道路材料也可能被視為與瀝青或水泥改進重型路面剛度特征。表面層是公路鋪砌層上一層同是它是在基礎(chǔ)面層上快速鋪筑。柔性路面表面層是有礦物骨料和瀝青混合料組成。它應(yīng)該能夠承受高輪胎壓力，能夠抵抗車輛摩擦力，提供良好抗滑表面，而且阻止表面水滲透下臥層。路面磨耗層厚度有3英寸甚至到6英寸，這有路面交通量所決定。柔性路面表面層性能表現(xiàn)是有使用瀝青混凝料配合比設(shè)計所決定。剛性高速公路路面通常由波特蘭粘結(jié)水泥建造。剛性路面有一些允許結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)一個類似梁功效經(jīng)過下層材料微小形變撓曲力。所以，微小形變可能不被水泥路面所反應(yīng)。合理設(shè)計和建造剛性路面，有較長壽命，而且維護費用也比柔性路面廉價。高速公路水泥路面厚度通常為6~13英寸。剛性路面公路建設(shè)通常攜帶沉重交通負(fù)荷，盡管他們被用于住宅和地方道路。被用與剛性路面硅酸鹽水泥混泥土通常有硅酸鹽水泥，粗骨料，細骨料和水組成。型鋼混凝土桿可能會或可能不會使用，有在建路面類型決定。剛性路面公路被分為三個基本類型：素混凝土路面，鋼筋混凝土路面，和連續(xù)配筋路面。各種類型路面定義經(jīng)過鋼筋用量聯(lián)絡(luò)起來。素混泥土路面沒有用于荷載傳遞溫度鋼筋或傳力桿。然而，鋼拉桿經(jīng)常被用來提供一個在縱向接縫鉸鏈影響，并預(yù)防這些接縫開裂。普素混泥土路面主要被用在低交通量或當(dāng)水泥穩(wěn)定土被用在基層。接縫被布置在比其余類型混泥土路面相對更短距離（10到20英尺）以減小開裂規(guī)模。有時，素混泥土路面橫向接縫做成傾斜4到5英尺（平面上），這么，在某一時刻，只有一個車輪經(jīng)過接縫。這么有利于提供一個平順行車。只有鋼筋混泥土路面具備傳力桿用于接縫傳遞交通荷載，用這種接縫接縫間隔能夠更長，從30到100英尺。溫度鋼筋被用在整個路面板，所用多少有板長度決定。拉桿也常被用于縱向接縫。連續(xù)配筋路面沒有橫向接縫，除當(dāng)一些特殊位置必須布置施工縫或膨脹接頭外，如在橋梁上。這些路面有一個相對較高配筋率，通常有不低于百分之0.6截面板。它們也包含拉桿穿過縱向接縫。Lesson12瀝青面層1瀝青面層必須能夠抵抗輪胎重荷載作用和環(huán)境作用影響，另外他必須在雨天能夠提供足夠抗滑力以及提供行車舒適性，他還能夠抵抗車轍和開裂能力，我們還希望面層是不透水，除非是透水性路面。2熱壓瀝青是一個具備更少粗集料間斷級配材料，實際上，在瀝青，細集料，礦粉之間加入粗集料其機械性能由膠結(jié)構(gòu)所決定，這種材料被廣泛利用于英國主干道磨耗層中，不過因為新材料壓實耐久層，粗集料含量通常較低是層面壓實后非常平整，對應(yīng)，他抗滑性不足，因而攤鋪時，在表面需要壓入一層石屑來填補這一缺點。3在蘇格蘭，熱壓瀝青磨耗層是主干道路機動車道首選，不過自從1999年薄層表面處治在英格蘭和威爾士被認(rèn)可為首先方案，自從1999年，北愛爾蘭把熱壓瀝青磨耗層和薄層處治都定位首先方案。4透水性瀝青路面是用均勻級配材料，其特點是提供大空斜率將水在結(jié)構(gòu)層厚度范圍內(nèi)排到邊緣，假如磨耗層太透水了，那么下面基層必須是防水，而且透水性路面必須保持開發(fā)結(jié)構(gòu)特質(zhì)以及延長結(jié)合料使用壽命，需要較厚吸附瀝青膜來抵抗水損害和組織結(jié)合料老化，在使用中，這種材料能最大程度降低水霧，與密集配結(jié)合料相比，他能夠提供低噪音路面，并降低路面并降低滾動摩阻力，2通常因為特定環(huán)境原因，不過現(xiàn)在在英國施工中，瀝青瑪蹄脂○碎石和指定薄面層通常是首選，在早期使用中，在高等級公路中透水性瀝青磨耗層在早期使用中會發(fā)生破壞，公路局不提議在日載重車超出6000輛公路上采取透水性瀝青面層。5瀝青混凝土和密級配瀝青碎石是連續(xù)級配混合料原理上與利用于路基和基層密級配瀝青碎石相同，不過最大粒徑要小于他們，除了英國全世界公路面層都使用較密級配瀝青混凝土，對于英國抗滑標(biāo)準(zhǔn)密級配瀝青碎石路面顯然比不上熱壓瀝青混凝土路面瀝青瑪蹄脂碎石路面或透水性瀝青路面，這個問題能夠經(jīng)過一個分離面層處治不過這么做通常會使密級配碎石瀝青路面造價更高。6瀝青瑪蹄脂碎石最先在德國和斯坦第納維亞使用，現(xiàn)在英國使用也很廣泛，這種材料透水性瀝青面層一樣擁有粗集料骨架，不過其空隙需細集料，填料，瀝青砂漿填充，使用石油瀝青混合料中，加用聚合物改性瀝青時通常不需要加入纖維，瀝青瑪蹄脂碎石是間斷級配材料具備良好抗車轍能力和耐久性，這不一樣于熱壓瀝青因為他砂漿只是用于填充粗集料間空隙，而在熱壓瀝青混合料中，粗集料和砂漿混合在一起，而且不能形成連續(xù)瀝青瑪蹄脂，不過與瀝青瑪蹄脂碎石類似高石量熱壓瀝青，并不在英國長用于磨耗層，而是被利用于路基和基層修筑。7近年來，一個薄或被稱為超薄面層被引進，尤其是在法國開發(fā)出這種材料后，這些材料在細部組成上差異很多，不過通常與瀝青瑪蹄脂碎石級配相同，通常不與聚合物改性瀝青一起使用，他們能夠被用于更兼顧路基和基層上面或者用于重鋪顯存路面對于小交通量路面，他養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)是最小車道占用理論，這只允許給這些長壽命路面結(jié)構(gòu)更換磨耗層，新一代薄面層易達成這個要求。8上述這些不一樣通?；旌项愋湍軌蛉鐖D12.1比較它們機械性能和耐久性。該圖表明，標(biāo)準(zhǔn)上，低碎石含量熱壓瀝青混凝土，瀝青瑪蹄脂碎石以及透水性瀝青混合物是怎樣改進車輛荷載能力。9當(dāng)瀝青混凝土設(shè)計良好時，是一個折中方案，因為密級配能夠?qū)σl(fā)車轍剪力提供良好抗力，而且其足夠粘結(jié)程度對于引發(fā)開裂拉力有較強抵抗性。通常集料發(fā)揮主要作用，密級配瀝青碎石級配程度沒有瀝青混凝土高，而且性能沒那么好，所以更利于抵抗車轍而不利于抵抗裂縫。10熱壓瀝青混凝土借助集料之間充分砂漿粘結(jié)來提供良好抵抗裂縫形成作用，這也提供了好耐久性，不過粗集料缺乏，對抵抗車轍不利。11同一幅圖中展示瀝青瑪蹄脂和透水性瀝青路面強調(diào)了粗集料主導(dǎo)作用，在兩種情況下，被瀝青裹覆碎石在透水性瀝青路面中，空隙能夠用來排水，不過，對瀝青瑪蹄脂碎石路面而言，孔隙被由細集料，填充料，瀝青及纖維素組成瑪蹄脂填充，這兩種路面材料中粗集料含量提供了好抗車轍能力，透水性瀝青面層抗拉能力低，而有時瀝青瑪蹄脂面層抗拉能力較高，不過幾乎沒有工程試驗數(shù)據(jù)證實這一特征。Lesson13道路和機場排水適當(dāng)排水系統(tǒng)要求在道路和和機場位置和幾何構(gòu)思上是一個很主要原因。排水設(shè)施在任何道路、街道、機場都應(yīng)該有效使水流從路面排到設(shè)計合理渠道中。不適當(dāng)排水最終會造成結(jié)構(gòu)物要種破壞?？傊?，交通會因為人行道積水變得遲緩也會造成事故發(fā)生。水滑現(xiàn)象、濺水和噴霧造成可見度降低都會造成事故發(fā)生。工程資金在排水設(shè)施分配就表現(xiàn)了它主要性。大約25%工程資金被分配到涵洞、橋梁、河道、溝渠等沖刷控制和排水設(shè)施上。高速公路排水設(shè)施主要首先包括到高速公路設(shè)計者提供排水設(shè)施尺寸。比如：足夠大過水孔徑要能排出預(yù)計水流。不宜結(jié)構(gòu)尺寸會造成積水，這會使高速公路因為路堤長時間浸泡致使鄰近部分失敗。排水設(shè)施兩大種類分為主要設(shè)施和次要設(shè)施。主要設(shè)施凈跨徑大于20尺，而次要設(shè)施跨徑小于等于20尺。主要設(shè)施常應(yīng)用于大橋、多孔涵洞也慣用這種設(shè)施。次要設(shè)施時常應(yīng)用于小橋和涵洞中。最主要是挑選主要設(shè)施跨度和縱向凈空值。橋板必須位于高水位線以上，但其在高水位線以上凈空值必須允許河道中最大船經(jīng)過而不與橋板發(fā)生碰撞。凈空高度、尺寸、橋墩見空隙取決于河流在最大水流是可能出現(xiàn)冰塊擁塞和漂浮圓木燈漂浮物來確定。河道兩岸檢驗?zāi)軌虼_定高水位線位置。因為它和侵蝕和漂浮物堆積關(guān)于。因為居住在河流附近居民他們經(jīng)歷過多年洪峰期。因為他們能夠在確定高水位線位置方面提供一些信息。經(jīng)過河流上安裝多年位標(biāo)也能為高水位線位置確實定提供一些信息。像短跨徑橋和涵洞這一類次要設(shè)施經(jīng)常是用于高速公