《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》教案-A版

重慶交通大學(xué)

教師教案

課程名稱:《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》

授課對(duì)象：土木工程專業(yè)

開課單位：土木建筑學(xué)院

教研室：道路工程系

教師姓名：王衛(wèi)花

2009年01月01日

校訓(xùn)

嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)團(tuán)結(jié)進(jìn)取

教風(fēng)

敬業(yè)精業(yè)善教善育

工作作風(fēng)

為公唯實(shí)勤勉高效

學(xué)風(fēng)

勤學(xué)勤思求真求新

第1講

講授章節(jié)第1章緒論

1.1道路運(yùn)輸概論

1.2道路的分類、分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

授課目的1、了解我國道路發(fā)展概況及發(fā)展規(guī)劃

2、了解《公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》基礎(chǔ)知識(shí)，掌握公路等級(jí)劃分依據(jù)與方法

授課方式多媒體

重點(diǎn)1、公路發(fā)展規(guī)劃

2、公路分級(jí)與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

參考文獻(xiàn)1、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGBO1-2003

2、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD20-2006

3、《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》CJJ037-90

教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)批注

第1章緒論

1.1道路運(yùn)輸概論

交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，它把國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和各

個(gè)地區(qū)聯(lián)系起來，在社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的生產(chǎn)和分配過程中，在廣大人民

生活中起著極為重要的作用。

交通運(yùn)輸業(yè)（產(chǎn)業(yè)之一）一交通運(yùn)輸網(wǎng)（構(gòu)成）一公路運(yùn)輸（方

式之一，網(wǎng)）

1.國家綜合運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成

鐵路、道路、水運(yùn)、航空、管道等五種運(yùn)輸方式。

這些運(yùn)輸方式在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上各具特點(diǎn)?，F(xiàn)代運(yùn)輸方式

?鐵路運(yùn)輸：適用于遠(yuǎn)程的大宗貨物及旅客運(yùn)輸。陸路運(yùn)輸

特點(diǎn)：運(yùn)輸量大；迅速；但需轉(zhuǎn)運(yùn)（二次、三次），裝卸費(fèi)用較現(xiàn)代高速鐵路：

高；輪軌、磁懸浮

因受鐵路軌道控制，屬線性運(yùn)輸。

?公路運(yùn)輸：適于客、貨的各種運(yùn)距的小批量運(yùn)輸

特點(diǎn)：機(jī)動(dòng)、靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，直達(dá)，迅速；單車運(yùn)量?。?/p>

可實(shí)現(xiàn)門——門運(yùn)輸，減少中轉(zhuǎn)費(fèi)用，屬于平面服務(wù)；

既可承擔(dān)直達(dá)運(yùn)輸，又可承擔(dān)其他運(yùn)輸方式的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。

?水運(yùn)：通航地區(qū)最廉價(jià)的運(yùn)輸方式，線性運(yùn)輸

特點(diǎn)：利用天然水運(yùn)資源，只需加以整治，即可使用；

通過能力高、運(yùn)量大，耗能省、運(yùn)輸成本低；受自然因素

制約大、

方式：內(nèi)河、海洋（近海、遠(yuǎn)洋）

?航空運(yùn)輸：適于快速運(yùn)送旅客及貴重緊急商品、貨物，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸

特點(diǎn)：速度最快；費(fèi)用最高；舒適

?管道運(yùn)輸：運(yùn)送液體、氣體和粉狀貨物的專用方式

特點(diǎn)：專業(yè)性強(qiáng)(專用)；連續(xù)性強(qiáng)，運(yùn)輸成本低、損耗少，安全

性好

2.道路運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

公路運(yùn)輸可以深入到城市、工廠、礦山、村莊，可實(shí)現(xiàn)門到門的

運(yùn)輸，能迅速集中和分散貨物，避免中轉(zhuǎn)重復(fù)裝卸，批量不受限制，

時(shí)間不受約束，是我國綜合運(yùn)輸體系中最活躍的一種運(yùn)輸方式。

公路(Highway)：是指連接城市、鄉(xiāng)村、廠礦、林區(qū)之間的道路。

一般主要供汽車行駛。

城市道路(Urbanroad)：是指城市范圍內(nèi)的道路，供各種車輛和行

人通行。它作為城市的公共空間，是城市建設(shè)的基礎(chǔ)，是城市交通、

生產(chǎn)和生活的必要設(shè)施，是城市總平面布置的骨架。

道路勘測(cè)設(shè)計(jì)：roadsurveyanddesign

3.我國道路現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)：

(1)道路發(fā)展史公路通車?yán)锍蹋?/p>

古代：早在公元前2000年前，就有了可以行駛牛、馬車的道路。1978年底88萬

秦始皇統(tǒng)一六國后，大修馳道，頒布“車同軌”法令，使得道路建設(shè)得公里

到一個(gè)較大的發(fā)展。1994年底110萬

近代：本世紀(jì)初(1902年)汽車輸入我國，通行汽車的公路開始1999年底134

發(fā)展起來。從1906年在廣西友誼關(guān)修建第一條公路開始建設(shè)。到1949萬

年底，全國公路通車?yán)锍虄H有8.1萬公里。2002年底176

現(xiàn)代：中華人民共和國成立以后。為了迅速恢復(fù)和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)，萬

鞏固國防，國家對(duì)公路建設(shè)作出了很大努力，取得了顯著成就。特別2007年底357.3

是改革開放后的十幾年來，公路建設(shè)迅速發(fā)展。萬

(2)道路現(xiàn)狀評(píng)價(jià)高速公路：

存在的問題：1990年沈大高速

①數(shù)量少。用兩個(gè)指標(biāo)表達(dá)：1999年底1.1萬

公路通車總里程：目前通車?yán)锍屉m己達(dá)175.8萬公里，但與發(fā)達(dá)2002年底2.52

國家相比，仍然相差較大。萬

公路密度：即每百平方公里國土面積擁有的公路里程數(shù)，我國只2007年底5.36

有18公里。萬

②公路網(wǎng)等級(jí)低、高等級(jí)公路少、路面質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低。

③發(fā)展不平衡。東西部差距較大，平原區(qū)與山區(qū)差別大。96年：

④通行能力低。通行能力大、運(yùn)營效益高的公路主骨架未形成。美國：642萬

⑤服務(wù)水平低。公路運(yùn)輸服務(wù)不滿足要求。

（3）發(fā)展規(guī)劃8.84萬

①發(fā)展方向68.56km/100km-

能提高等級(jí)與加大密度并舉。新建公路，溝通斷頭路。（未來印度：206萬

10年計(jì)劃新建3萬公里）0

國道主干線高速公路網(wǎng)建設(shè)，舊路技術(shù)改造：62.66km/100km2

直接改造：二級(jí)公路以下公路可直接改建為二級(jí)或一級(jí)公路日本：116萬

新建復(fù)線：二級(jí)公路改造，增設(shè)高速公路復(fù)線

求運(yùn)輸工具向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。0.6萬

大型車、小型車發(fā)展，控制中型車307km/100km2

先運(yùn)輸服務(wù)向高效優(yōu)質(zhì)發(fā)展。

求管理信息化發(fā)展。

②發(fā)展規(guī)劃

然國道主干線公路全部建成高速公路。（3.5萬公里）

1990?2020年，總長3.5萬公里國道主干線公路全部建成高速公

路。

2003年，完成“兩縱兩橫”；

2020年，完成“五縱七橫”。

為發(fā)展我國公路、水路交通，交通部在“七五”期末制訂了交通發(fā)

展長遠(yuǎn)規(guī)劃。即在發(fā)展以綜合運(yùn)輸體系為主的交通運(yùn)輸業(yè)總方針指導(dǎo)“五縱七橫”已

下，按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、條塊結(jié)合、分層負(fù)責(zé)、聯(lián)合建網(wǎng)”的方針，從“八于2007年底基

五”開始用三十年左右的時(shí)間建設(shè)公路主骨架、水運(yùn)主通道、港站主樞本貫通，比原計(jì)

紐和交通支持系統(tǒng)的“三主一支持”交通長遠(yuǎn)規(guī)劃。劃提前13年；西

“三主一支持''中的公路主骨架即國道主干線系統(tǒng)，它是國道網(wǎng)中部開發(fā)8條省級(jí)

由專供汽車行駛的高速公路和原汽車專用一、二級(jí)公路為主組成的快通道建設(shè)己完成

速通道。全國共有國道70條，12萬余公里。其中選定“五縱七橫''共總量的80%。

3.5萬公里為國道主干線。

五縱是：

?從同江經(jīng)哈爾濱、長春、沈陽、大連、煙臺(tái)、青島、連云港、

上海、寧波、福州、深圳、廣州、湛江、?？谥寥齺啞?/p>

?由北京經(jīng)天津、濟(jì)南、徐州、合肥、南昌至福州。

?由北京經(jīng)石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州至珠海。

?由二連浩特經(jīng)集寧、大同、太原、西安、成都、內(nèi)江、昆明、

至河口。

?由重慶經(jīng)貴陽、南寧、至湛江。

七橫是：

?由綏芬河經(jīng)哈爾濱至滿州里。

?由丹東經(jīng)沈陽、唐山、北京、呼和浩特、銀川、蘭州、西寧、

格爾木至拉薩。國道劃分方法：

?由青島經(jīng)濟(jì)南、石家莊、太原至銀川。首都放射線：

?由連云港經(jīng)徐州、鄭州、西安、蘭州、烏魯木齊至霍爾果斯G1。10-G112

?由上海經(jīng)南京、合肥、武漢、重慶至成都。南北縱線：

?由上海經(jīng)杭州、南昌、長沙、貴陽、昆明至瑞麗。G201-G228

?由衡陽經(jīng)南寧至昆明。東西橫線：

*省道干線道路網(wǎng)形成。G3O1-G33O

除國道主干線外，各省、市自治區(qū)還根據(jù)本區(qū)的情況，正在規(guī)劃

修建省級(jí)干線網(wǎng)。當(dāng)這些規(guī)劃完全實(shí)現(xiàn)后，我國的公路交通就將徹底

改變面貌。內(nèi)蒙：三橫九縱

於2030年實(shí)現(xiàn)智能化公路運(yùn)輸系統(tǒng)。十二出口

然2040年智能化綜合交通運(yùn)輸系統(tǒng)形成。

1.2道路的分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.道路的分類

(1)道路的定義

道路是供各種車輛(無軌)和行人通行的工程設(shè)施。按其特點(diǎn)分

為公路、城市道路、廠礦道路、林區(qū)道路及鄉(xiāng)村道路。

(2)公路(highway)

主要指連接城市、鄉(xiāng)村和工礦基地等，主要供汽車行駛，具備一

定技術(shù)和設(shè)施的道路。公路按照其重要性和使用性質(zhì)可劃分為國道、

省道、縣道和專用公路。

(3)城市道路(urban-road)

指在城市范圍內(nèi)供車輛和行人通行的，具備一定技術(shù)條件和設(shè)施

的道路。按《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ37-90進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(4)廠礦道路

主要為工廠礦山運(yùn)輸車輛通行的道路。廠礦道路按1987年國家計(jì)

委頒布由交通部修訂的《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ22-87)

(5)林區(qū)道路

修建在林區(qū)、主要供各種林業(yè)運(yùn)輸工具通行的道路。林區(qū)道路的

技術(shù)要求應(yīng)按專門制定的林區(qū)道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

(6)鄉(xiāng)村道路

修建在鄉(xiāng)村、農(nóng)場(chǎng)，主要供行人及各種農(nóng)業(yè)運(yùn)輸工具通行的道路，

由縣、鄉(xiāng)統(tǒng)一規(guī)劃，一般不列入國家公路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.公路分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)公路等級(jí)的分級(jí)

《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》沿革：

1956年草案、1972年版、1981年版、1988年版、1997年版、2003

年版JTGB01-2003

《標(biāo)準(zhǔn)》將公路根據(jù)按使用任務(wù)、功能及交通量分為五個(gè)等級(jí)，

即：

高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路五個(gè)等級(jí)。

劃分等級(jí)目的：按需求建設(shè)公路

依據(jù)：公路使用任務(wù)、功能、遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)交通量

高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的干線公

路。

?四車道高速公路一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的

遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限年平均晝夜交通量為25000-55000輛；

?六車道：45000?80000輛；

?八車道：60000?100000輛。

功能：專供汽車分向、分車道行駛的干線公路。

其它公路為除高速公路以外的干線公路(主要指一、二級(jí)公路)、

集散公路(三級(jí)公路)、地方公路(四級(jí)公路)，分四個(gè)等級(jí)。這樣突

出了使用功能，便于選用，也有利于與國際接軌，便于交流。

一級(jí)公路為供汽車分向、分車道行駛的公路，根據(jù)需要控制出入，

四車道一般能適應(yīng)按各種汽車折合成小客車的遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限年平均晝

夜交通量為15000?30000輛，六車道25000?55000輛。

功能：一級(jí)公路是連接高速公路或是某些大城市的城鄉(xiāng)結(jié)合部、

開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)帶及人煙稀少地區(qū)的干線公路。它實(shí)際上是有兩種不同的

任務(wù)和功能：一種是具有干線功能，部分控制出入；另一種是可以采

用平交的距離不長的連接線等。一級(jí)公路強(qiáng)調(diào)必須分向、分車道行駛，

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定一級(jí)公路一般應(yīng)設(shè)置中央分隔帶。當(dāng)受特殊條件限制時(shí)，

必須設(shè)置分隔設(shè)施，不允許用畫線代替。

二級(jí)公路：供汽車行駛的雙車道公路。一般能適應(yīng)按各種車輛折

合成小客車的年平均日交通量為5000~15000輛。

功能：二級(jí)公路為中等以上城市的干線公路或者是通往大工礦區(qū)、

港口的公路。

三級(jí)公路：主要供汽車行駛的雙車道公路。一般能適應(yīng)按各種車

輛折合成小客車的年平均日交通量為2000?6000輛。

功能：為溝通縣、城鎮(zhèn)之間的集散公路。

四級(jí)公路：公各種車輛行駛的雙車道或單車道公路。一般能適應(yīng)

按各種車輛折合成小客車的年平均日交通量為：雙車道2000輛以下；

單車道400輛以下。

功能：為溝通鄉(xiāng)、村等地的地方公路。

(2)公路等級(jí)的選用

公路等級(jí)應(yīng)根據(jù)公路的功能和規(guī)劃交通量規(guī)劃，結(jié)合項(xiàng)目所在地

區(qū)的綜合運(yùn)輸體系、遠(yuǎn)景發(fā)展、路網(wǎng)規(guī)劃、景論證后確定。

各級(jí)公路遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限：高速公路和一級(jí)公路為20年；二級(jí)公路

為15年；三級(jí)公路為10年；四級(jí)公路一般為10年，也可根據(jù)實(shí)際情

況適當(dāng)調(diào)整。

對(duì)于一條比較長的公路可以根據(jù)沿途情況的變化和交通量的變

化，分段采用不同的車道數(shù)或不同的公路等級(jí)。

對(duì)于分期修建公路工程，特別是半幅的高速公路，今后不提倡。

對(duì)于某些由于建設(shè)資金不足等實(shí)際情況而確定需要分期修建的公路，

一定要作好統(tǒng)籌安排，最好對(duì)前、后期工程進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，使前期工

程在后期仍能充分利用。

一條公路，可根據(jù)交通量等情況分段采用不同的車道數(shù)或不同的

公路等級(jí)，銜接處應(yīng)明顯易判斷。

(3)公路建設(shè)中對(duì)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定

①公路環(huán)境保護(hù)應(yīng)貫徹“以防為主、以治為輔、綜合治理”的原

則。

②公路建設(shè)應(yīng)根據(jù)自然條件進(jìn)行綠化、美化路容、保護(hù)環(huán)境。

③高速、一級(jí)公路和有特殊要求的公路建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)作環(huán)境影響評(píng)

價(jià)。

④生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，或因工程施工可能造成環(huán)境近期難以恢

復(fù)的地帶，應(yīng)做環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)。

(4)公路建設(shè)用地

公路建設(shè)應(yīng)貫徹保護(hù)耕地、節(jié)約用地的原則。在確定公路用地范

圍時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：

①公路用地范圍為公路路堤兩側(cè)排水溝外邊緣以外或路塹坡頂截

水溝邊緣以外不小于1m范圍內(nèi)的土地，在有條件的地段，高速公路、

一級(jí)公路不小于3m,二級(jí)公路不小于2m；

②在風(fēng)沙、雪害等特殊地質(zhì)地帶，設(shè)防護(hù)設(shè)施時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需

要確定用地范圍；

③橋梁、隧道、互通式立體交叉、分離式立體交叉、平面交叉、

交通安全設(shè)施、服務(wù)設(shè)施、管理設(shè)施、綠化以及料場(chǎng)、苗圃等用地，

根據(jù)實(shí)際需要確定用地范圍。

(5)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

定義：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(shù)指標(biāo)體系。

各級(jí)公路的主要技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計(jì)速度、車道數(shù)、路基寬度、停車

視距、圓曲線半徑、最大縱坡。

設(shè)計(jì)速度是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中最重要的指標(biāo)，對(duì)工程費(fèi)用和運(yùn)輸效率的

影響最大。設(shè)計(jì)速度是由前三個(gè)因素根據(jù)技術(shù)政策制定的。路線在公

路網(wǎng)中具有重要經(jīng)濟(jì)、國防意義者，交通量較大者，地形平易者，規(guī)

定較高的設(shè)計(jì)速度；反之則規(guī)定較低的設(shè)計(jì)速度。城市可按照其市

區(qū)和近郊區(qū)(不

3.城市道路分類與技術(shù)分級(jí)包括所屬縣)的

⑴城市道路分類非農(nóng)業(yè)人口總數(shù)

按照道路在城市道路網(wǎng)中的地位、交通功能以及對(duì)沿線建筑物的劃分為：

服務(wù)功能，城市道路分為四類：大城市，人口50

①快速路萬以上.

快速路為城市中大量、長距離、快速交通服務(wù)?？焖俾穼?duì)向行車中等城市：人口

道之間應(yīng)設(shè)中間分車帶，其進(jìn)出口應(yīng)采用全控制或部分控制。在20?50萬。

快速路兩側(cè)不應(yīng)設(shè)置吸引大量車流、人流的公共建筑物的進(jìn)出口，小城市：人口不

兩側(cè)一般建筑物的進(jìn)出口應(yīng)加以控制。在進(jìn)出口較多時(shí)，宜在兩側(cè)另足20萬。

建輔道。

②主干路

主干路為連接城市各主要分區(qū)的干路，以交通功能力主。自行車

交通量大時(shí)，宣采用機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分隔形式，如三幅路或四幅路。

主干路兩側(cè)不應(yīng)設(shè)置吸引大量車流、人流的公共建筑物的進(jìn)出口。

③次干路

次干路與主干路結(jié)合組成城市道路網(wǎng)，起集散交通作用，兼有服

務(wù)功能。

④支路

支路為次于路與街坊路的連接線，解決局部地區(qū)交通，以服務(wù)功

能為主。

（2）城市道路分級(jí)

除快速路外，各類道路按照所在城市的規(guī)模、設(shè)計(jì)交通量、地形

等分為：I、II、IH級(jí)。大城市應(yīng)采用各類道路中的I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；中等城

市應(yīng)采用n級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；小城市應(yīng)采用ni級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見教材表1-2。

城市道路交通量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的設(shè)計(jì)年限，《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)

范》JTJ37-90（簡稱《城規(guī)》）規(guī)定：快速路為20年；次干路為15年；

支路為10?15年。

4.設(shè)計(jì)速度

設(shè)計(jì)速度是確定公路幾何形狀的基本車速，是用于設(shè)計(jì)各等級(jí)公

路受限制部分（最小平曲線半徑、最大縱坡等）的主要依據(jù)。通?？?/p>

以認(rèn)為“是在天氣良好、交通密度小的情況下，一般駕駛員能夠保持

安全而舒適行駛的最大速度”。各級(jí)公路的設(shè)計(jì)速度按教材表1.3的規(guī)

定。

高速公路特殊困難的局部路段，且因新建工程可能誘發(fā)工程地質(zhì)

病害時(shí)，經(jīng)論證，該局部路段的設(shè)計(jì)速度可采用60km/h,但長度不宜

大于15km,或僅限于相鄰兩互通式立體交叉之間，與其相鄰路段的設(shè)

計(jì)速度不應(yīng)大于80km/h。

一級(jí)公路作為干線公路時(shí)，設(shè)計(jì)速度宜采用100km/h或80km/h。

一級(jí)公路作為集散公路時(shí)，根據(jù)混合交通量、平面交叉間距等因

素，設(shè)計(jì)速度宜采用60km/h或80km/h。

二級(jí)公路作為干線公路時(shí)，設(shè)計(jì)速度宜采用80km/h。

二級(jí)公路作為集散公路時(shí)，混合交通量大、平面交叉間距小路段，

設(shè)計(jì)速度宜采用60km/ho

二級(jí)公路位于地形、地質(zhì)等自然條件復(fù)雜的山區(qū)，經(jīng)論證該路段

的設(shè)計(jì)速度可采用40km/h。

高速公路設(shè)計(jì)路段不宜小于15km,一、二級(jí)公路設(shè)計(jì)路段不宜小

于10km.

不同設(shè)計(jì)速度的設(shè)計(jì)路段間必須設(shè)置過渡段。

5.交通量

單位時(shí)間內(nèi)，通過道路某一斷面處來往的實(shí)際車輛數(shù)。單位時(shí)間

一般用一小時(shí)或一日，分別稱為小時(shí)交通量和日交通量。常用到的交

通量有：年平均日交通量、最大日交通量、最大高峰小時(shí)交通量、日

平均小時(shí)交通量。

交通量的單位（以小時(shí)單位為例）有veh/h和pcu/h之分，veh為

vehicle的縮寫，是實(shí)際調(diào)查的交通量，而pcu為passengercarunit的

縮寫，是經(jīng)過折算的交通量。在公路等級(jí)的劃分中介紹的交通量即為

經(jīng)過了折算的交通量。交通量折算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型，各汽車代

表車型的車輛折算系數(shù)如下：

各汽車代表車型與折算系數(shù)表

汽車代表車型車輛折算系數(shù)說明

小客車1.0W19座的客車和教

質(zhì)量W2t的貨車

中型車1.5＞19座的客車和載

質(zhì)量＞2t~W7t的貨

車

大型車2.0載質(zhì)量＞7t-Wl4t的

貨車

拖掛車3.0載質(zhì)量＞14t的貨車

畜力車、人力車、自行車等非機(jī)動(dòng)車，在設(shè)計(jì)交通量換算中按路

側(cè)干擾因素計(jì)；

一、二級(jí)公路上行駛的拖拉機(jī)按路側(cè)干擾因素計(jì)；

三、四級(jí)公路上行駛的拖拉機(jī)每輛折算為4輛小客車。

6.各級(jí)公路適應(yīng)的交通量

各級(jí)公路適應(yīng)的交通量與服務(wù)水平、車道數(shù)、方向不均勻系數(shù)、

設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)等有關(guān)。各級(jí)公路能適應(yīng)的年平均日交通量見教

材表1.4^1.5^1.6o

公路服務(wù)水平分為四級(jí)，是為了說明公路交通負(fù)荷狀況，以交通

流狀態(tài)為劃分條件，定性地描述交通流從自由流、穩(wěn)定流到飽和流和

強(qiáng)制流的變化階段。各級(jí)公路設(shè)計(jì)采用的服務(wù)水平規(guī)定如下：高速公

路和一級(jí)公路采用二級(jí)服務(wù)水平，二、三級(jí)公路采用三級(jí)服務(wù)水平。

一級(jí)公路作為集散公路時(shí)，可采用三級(jí)服務(wù)水平?；ネㄊ搅⒔坏暮戏?/p>

流段、匝道及交織段可采用三級(jí)服務(wù)水平。

一級(jí)服務(wù)水平：交通量小，駕駛者能自由地或較自由地選擇行車

速度并以設(shè)計(jì)速度行駛，行駛車輛不受或基本不受交通流中其他車輛

的影響，交通流處于自由流狀態(tài)，超車需求遠(yuǎn)小于超車能力，被動(dòng)延

誤少，為駕駛者和乘客提供的舒適便利程度高。

二級(jí)服務(wù)水平：隨著交通量的增大，速度逐漸減小，行駛車輛受

別的車輛或行人的干擾較大，駕駛者選擇行車速度的自由度受到一定

限制，交通流狀態(tài)處于穩(wěn)定流的中間范圍，有擁擠感。到二級(jí)下限時(shí),

車輛間的相互干擾較大，開始出現(xiàn)車隊(duì)，被動(dòng)延誤增加，為駕駛者提

供的舒適便利程度下降，超車需求與超車能力相當(dāng)。

三級(jí)服務(wù)水平：當(dāng)交通需求超過二級(jí)服務(wù)水平對(duì)應(yīng)的服務(wù)交通量

后，駕駛者選擇運(yùn)行速度的自由度受到很大的限制，行駛車輛受別的

車輛或行人的干擾很大，交通流處于穩(wěn)定流的下半部分，并已接近不

穩(wěn)定流范圍，流量稍有增長就會(huì)出現(xiàn)交通擁擠，服務(wù)水平顯著下降。

到三級(jí)下限時(shí)，行車延誤的車輛達(dá)到80%,所受的限制已達(dá)到駕駛

者允許的最低限度，超車需求超過了超車能力，但可通行的交通量尚

未達(dá)到最大值。

四級(jí)服務(wù)水平：交通需求繼續(xù)增大，行駛車輛受別的車輛或行人

的干擾更加嚴(yán)重，交通流處于不穩(wěn)定流狀態(tài)?？拷孪迺r(shí)每小時(shí)可通

行的交通量達(dá)到最大值，駕駛者已無自由選擇速度的余地，交通流變

成強(qiáng)制狀態(tài)。所有車輛都以通行能力對(duì)應(yīng)的、但相對(duì)均勻的速度行駛。

一旦上游交通需求和來車強(qiáng)度稍有增加，或交通流出現(xiàn)小的擾動(dòng)，車

流就會(huì)出現(xiàn)走走停停的狀態(tài)，此時(shí)能通過的交通量很不穩(wěn)定，其變化

范圍從基本通行能力到零，時(shí)常發(fā)生交通阻塞。

7.通行能力與行車密度

通行能力亦稱道路交通容量，是指車輛在正?？梢越邮艿倪\(yùn)行速

度，并保證行車舒適、車流無阻礙的條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過道路上

某一斷面處的最大車輛數(shù)，以輛/h或輛/晝夜計(jì)。

交通量和交通密度，前者是固定地點(diǎn)，在一定時(shí)間內(nèi)通過的車輛

數(shù)，而后者則是固定時(shí)間（一般以平均晝夜計(jì)算），在一定長度路段（例

如10km）上的車輛數(shù)量，它反映了道路上車輛的密集程度。如設(shè)交通

量為Q（輛/h）、交通密度為K（輛/h）、路段平均車速為V（km/h）,

則它們之間有如下關(guān)系

Q=KV

第2講

講授章節(jié)1.3道路的基本組成

1.4道路勘測(cè)設(shè)計(jì)程序

1.5本課程的任務(wù)

授課目的1.掌握道路的基本組成和道路勘測(cè)設(shè)計(jì)的程序;

2.了解本課程的任務(wù)

授課方式多媒體

道路的基本組成和勘測(cè)設(shè)計(jì)程序

參考文獻(xiàn)

教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)批注

1.3道路的基本組成

1.公路的基本組成

（1）線形組成

包括平面線形、縱面線形、空間線形

（2）結(jié)構(gòu)組成

公路是交通運(yùn)輸?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)物，它不僅承受荷載的作用，而且受

著自然條件的影響，其結(jié)構(gòu)組成主要包括：路基路面工程，排水工程

（橋涵、滲水路堤、過水路面等），防護(hù)工程（擋土墻、護(hù)坡、護(hù)欄等）、

特殊構(gòu)造物以及交通服務(wù)設(shè)施。

①路基路面的基礎(chǔ)，是行車部分的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證其

穩(wěn)定性、堅(jiān)實(shí)并符合規(guī)定的尺寸，以承受汽車和自然因素的作用。斷

面形狀一般有路堤、路塹、半填半挖三種路基形式。

②路面是用各種堅(jiān)硬材料鋪筑于路基頂面的單層或多層供汽

車直接行駛的結(jié)構(gòu)層。通常由基層和面層組成。路面按其使用品質(zhì)、

材料組成和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可有高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)之分。按其力學(xué)

性質(zhì)可分為柔性路面和剛性路面兩大類。常用材料有瀝青、水泥、碎

（礫）石、砂、粘土等。

③排水構(gòu)造物主要為橋、涵洞，其它的排水設(shè)施有邊溝、排

水溝、截水溝、盲溝、渡槽、滲水路堤、過水路面等。

④橋涵為跨越水流供汽車行駛的構(gòu)造物。

⑤滲水路堤是用石塊堆砌成的路堤，用以通過流量不大的季

節(jié)性水流。

⑥過水路面是容許周期性水流從路表面通過的行車部分。

⑦防護(hù)工程為保證路基穩(wěn)定或行車安全所修筑的工程設(shè)施，

如擋土墻、護(hù)坡、護(hù)欄等。

⑧特殊構(gòu)造物例如半山橋、半山洞、懸出路臺(tái)、廊橋等。

⑨交通服務(wù)設(shè)施，包括：

器照明設(shè)施：如燈柱、彎道反光鏡等；

然交通標(biāo)志：使駕駛員知道前面路段的情況和特點(diǎn)，有下列四類：

我警告標(biāo)志：指明前面有行車障礙物和行車危險(xiǎn)的地點(diǎn)，促使駕

駛員集中注意力；

求禁令標(biāo)志：指明各種必要遵守的交通限制，如車速限制、不

準(zhǔn)停車等；

能指示標(biāo)志：指示駕駛員行駛的方向、里程等；

狀指路標(biāo)志：表示行政區(qū)劃分界、地名、預(yù)告出入口等；

找服務(wù)設(shè)施：如加油站、汽車站、養(yǎng)路站、食宿站等。

然植樹綠化與美化工程：是美化公路環(huán)境的必要組成部分，它為

道路使用者提供一個(gè)安全、舒適的行車環(huán)境。環(huán)境綠化有利于

凈化空氣、舒暢人們的心情，且可提高行車的安全。

2.城市道路的組成

城市道路的組成，包括機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道

綠化帶；沿街溝、進(jìn)水口、地下管道、魯井、雨水管排

污管、構(gòu)筑物；沿街地面設(shè)施，如照明燈柱、電桿、給水栓等；地下

各種管線，如電纜、煤氣管；交通安全設(shè)施；交叉口、停車場(chǎng)、公共

汽車站臺(tái)等。

1.4道路勘測(cè)設(shè)計(jì)程序

根據(jù)我國《公路工程基本建設(shè)管理辦法》的規(guī)定，公路基本建設(shè)程

序大致如下：

①根據(jù)長遠(yuǎn)規(guī)劃或項(xiàng)目建議書，進(jìn)行可行性研究；

②根據(jù)可行性研究，編制計(jì)劃任務(wù)書，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，編制初步

設(shè)計(jì)文件（也稱設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書）；

③根據(jù)批準(zhǔn)的計(jì)劃任務(wù)書，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，編制初步設(shè)計(jì)文件和

概算；

④根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件，編制施工圖和施工圖預(yù)算；

⑤列入年度基本建設(shè)計(jì)劃，進(jìn)行招標(biāo)、投標(biāo)確定施工承包單位、

監(jiān)理單位；

⑥進(jìn)行施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作；

⑦編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)及開工報(bào)告，報(bào)上級(jí)主管部門審批；

⑧嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)施工的規(guī)程和規(guī)定，堅(jiān)持正常施工秩序，作好施

工紀(jì)錄，建立技術(shù)檔案；

⑨編制竣工圖表和工程決算，辦理竣工驗(yàn)收。

1.公路工程可行性研究

“可行性研究”是基本建設(shè)前期工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是建設(shè)程

序的組成部分，是建設(shè)項(xiàng)目決策和編制計(jì)劃任務(wù)書的科學(xué)依據(jù)，可定

義為“論證工程（或產(chǎn)品）項(xiàng)目技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，

并論證何時(shí)修建或分期修建，提供業(yè)主決策依據(jù)，保證工程的經(jīng)濟(jì)效

果”。

公路建設(shè)必須嚴(yán)格遵守國家規(guī)定的基本建設(shè)程序。所有大中型項(xiàng)

目應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的項(xiàng)目建議書（或委托書），進(jìn)行可行性研究，可行性研

究工作完成后應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。經(jīng)過綜合分析后，提出投資少、效益好的

建設(shè)方案。

可行性研究工作是交通建設(shè)綜合管理的手段，必須從運(yùn)輸生產(chǎn)的

目的出發(fā)。研究技術(shù)可行性必須與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，研究經(jīng)濟(jì)效益必

須考慮采用新技術(shù)的可能，重視運(yùn)輸領(lǐng)域的綜合效益。

可行性研究應(yīng)附有必要的圖表，其中包括路線方案（及比較方案）

圖、歷年工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與客貨運(yùn)量統(tǒng)計(jì)表、公路客貨運(yùn)量、交通量預(yù)

測(cè)表、效益計(jì)算表等。

在可行性研究同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行環(huán)境影響分析，以工程性質(zhì)、路線位

置、資源利用、環(huán)境影響等為依據(jù)。同時(shí)，可行性研究還應(yīng)對(duì)工程進(jìn)

行宏觀分析，確定項(xiàng)目是否成立。在計(jì)劃任務(wù)書下達(dá)后，進(jìn)行初步設(shè)

計(jì)的同時(shí)，應(yīng)編制環(huán)境影響評(píng)價(jià)書（EIS:environmentalimpact

statement）,即根據(jù)預(yù)測(cè)工程對(duì)環(huán)境的影響，提出對(duì)環(huán)境污染、破壞

的防治措施以及綜合整治的方法。

2.計(jì)劃任務(wù)書

公路勘測(cè)設(shè)計(jì)工作是根據(jù)批準(zhǔn)的計(jì)劃任務(wù)書進(jìn)行的。設(shè)計(jì)任務(wù)書

一般由提出計(jì)劃的主管部門下達(dá)或由下級(jí)單位編制后報(bào)批。計(jì)劃任務(wù)

書應(yīng)包括下列內(nèi)容：①建設(shè)的依據(jù)和意義；②路線的建設(shè)規(guī)模和修建

性質(zhì)；③路線的基本走向和主要控制點(diǎn)；④工程技術(shù)等級(jí)和主要技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)；⑤勘測(cè)設(shè)計(jì)的階段劃分及各階段完成的時(shí)間；⑥建設(shè)期限，投

資估算，需要鋼、木、水泥的數(shù)量；⑦施工力量的原則安排；⑧附路

線示意圖。

在計(jì)劃任務(wù)書實(shí)施過程中，如對(duì)建設(shè)規(guī)模、期限、技術(shù)等級(jí)

標(biāo)準(zhǔn)及路線走向等重大問題有變更時(shí)，應(yīng)報(bào)原審批機(jī)關(guān)同意。

3.勘測(cè)設(shè)計(jì)階段劃分

公路勘測(cè)設(shè)計(jì)根據(jù)路線的設(shè)計(jì)和要求，可分為一階段測(cè)設(shè)、兩階

段測(cè)設(shè)和三階段測(cè)設(shè)。一階段測(cè)設(shè)、兩

（1）一階段測(cè)設(shè)：適用于技術(shù)簡單、方案明確的小型公路工程。階段測(cè)設(shè)、三階

即根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，進(jìn)行一次詳細(xì)定測(cè)，編制施工圖設(shè)計(jì)和工段測(cè)設(shè)是根據(jù)不

程預(yù)算。同建設(shè)項(xiàng)目采用

（2）兩階段測(cè)設(shè)：為公路測(cè)設(shè)的主要程序即通常一般公路所采用的不同的測(cè)設(shè)方

的測(cè)設(shè)程序。其步驟為：先進(jìn)行初測(cè)、編制初步設(shè)計(jì)和工程概算；經(jīng)法，而不是一個(gè)

上級(jí)批準(zhǔn)初步設(shè)計(jì)后，再進(jìn)行定測(cè)、編制施工圖和工程預(yù)算。也可直連續(xù)的測(cè)設(shè)過

接進(jìn)行定測(cè)、編制初步設(shè)計(jì)；然后根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)，通過補(bǔ)充測(cè)程。

量編制施工圖。同時(shí)，應(yīng)注意區(qū)

（3）三階段測(cè)設(shè)：對(duì)于技術(shù)上復(fù)雜而又缺乏經(jīng)驗(yàn)的建設(shè)項(xiàng)目或建分不同測(cè)設(shè)階段

設(shè)項(xiàng)目中的個(gè)別路段、特殊大橋、互通式立體交叉、隧道等，必要時(shí)編制的文件是有

應(yīng)采用三階段設(shè)計(jì)。即分初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。區(qū)別的。

技術(shù)設(shè)計(jì)階段主要是對(duì)重大、復(fù)雜的技術(shù)問題，落實(shí)技術(shù)方案，計(jì)算

工程數(shù)量，提出修正的施工方案，修正設(shè)計(jì)概算。其深度和要求介于

初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)之間。

不論采用哪種劃分階段設(shè)計(jì)，在勘測(cè)前都要進(jìn)行實(shí)地調(diào)查（或稱

視察）它是勘測(cè)前不可缺少的一個(gè)步驟，也可與可行性研究結(jié)合在一

起，但不作為一個(gè)階段

4.設(shè)計(jì)文件的編制

設(shè)計(jì)文件是公路勘測(cè)設(shè)計(jì)的最后成果，經(jīng)審查批準(zhǔn)后是公路施工

的依據(jù)。其組成、內(nèi)容和要求隨設(shè)計(jì)階段不同而異。

根據(jù)《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件編制辦法》（1996年1月1

日交通部批準(zhǔn)）規(guī)定，設(shè)計(jì)文件組成和內(nèi)容：由總說明書、總體設(shè)計(jì)

（高速公路、一級(jí)公路）、路線、路基、路面及排水、橋梁、涵洞、隧

道、路線交叉、交通工程及沿線設(shè)施、環(huán)境保護(hù)、渡口碼頭及其它工

程、筑路材料、施工方案（施工組織計(jì)劃）、設(shè)計(jì)概算（施工圖預(yù)算）

共13篇組成。其表達(dá)形式有：文字說明、設(shè)計(jì)圖、表格三種。

5.城市道路紅線規(guī)劃

道路紅線是指城市道路用地的分界控制線，紅線間的寬度為道路

的用地范圍，也稱道路的總寬度、規(guī)劃路幅。城市道路的紅線規(guī)劃是

依據(jù)城市總體規(guī)劃確定的道路網(wǎng)的形式和各條道路的功能、性質(zhì)、走

向和位置等因素確定。

紅線設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：

1）確定道路紅線寬度：根據(jù)道路的功能、性質(zhì)，考慮道路橫斷面

型式，定出機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道和綠化帶等組成部分的合

理寬度，從而確定道路的總寬度，及紅線寬度；

2）確定紅線位置：在城市總體規(guī)劃基礎(chǔ)上對(duì)新建區(qū)道路，選擇

規(guī)劃道路中心位置，并擬定道路橫斷面寬度繪出道路紅線，對(duì)舊城改

建道路規(guī)劃紅線應(yīng)根據(jù)少拆遷原則以一側(cè)拓寬為宜，對(duì)于長期控制，

逐步形成的道路，定位時(shí)，可按照現(xiàn)有道路中線不動(dòng)，兩側(cè)建筑平均

后退確定；

3）確定交叉口型式：根據(jù)各交叉口的類型與具體條件和近、遠(yuǎn)期

結(jié)合的要求，確定交叉口用地范圍、具體位置和尺寸，并以紅線方式

繪在平面圖上；

4）確定控制點(diǎn)的坐標(biāo)和標(biāo)高：規(guī)劃道路中線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和各條道路

的交點(diǎn)，即控制點(diǎn)，控制點(diǎn)平面位置可直接實(shí)地測(cè)量，標(biāo)高則由豎向

規(guī)劃、設(shè)計(jì)確定。

1.5本課程的任務(wù)

1.本課程的性質(zhì)和學(xué)習(xí)本課程的基本要求

道路勘測(cè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)交通土建方向的一門主要專業(yè)課。

它主要介紹道路勘測(cè)設(shè)計(jì)的基本理論、原則和方法，是實(shí)踐性很強(qiáng)、

與理論緊密結(jié)合的課程。因此，學(xué)習(xí)本課程，必須貫徹理論與實(shí)踐相

結(jié)合的原則，通過學(xué)習(xí)，應(yīng)能掌握道路線形的基本設(shè)計(jì)方法。課程除

課堂教學(xué)外，還結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)，并要求完成路線課程設(shè)計(jì)，在

條件允許的情況下，進(jìn)行一些專業(yè)性問題的參觀或調(diào)查，生產(chǎn)實(shí)踐方

面的內(nèi)容將在畢業(yè)實(shí)習(xí)中得到鍛煉與掌握。

2.本課程的特點(diǎn)

道路是一條帶狀的空間三維結(jié)構(gòu)，它涉及人、車、路和環(huán)境等諸

多因素的影響和約束。道路交通特性、駕駛者的心理狀態(tài)與公路幾何

設(shè)計(jì)都有著密切的關(guān)系，為了能綜合滿足行車安全、快速、經(jīng)濟(jì)、舒

適和路容美觀的需要，要求在設(shè)計(jì)時(shí)要深入調(diào)查、綜合研究各方面產(chǎn)

生的作用，從而設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、方案合理、堅(jiān)固耐用、經(jīng)濟(jì)節(jié)約的

道路。

本課程與各基礎(chǔ)、專業(yè)課程有著緊密的聯(lián)系，涉及較多的如工程

制圖、工程測(cè)量、工程地質(zhì)、橋涵水文、橋梁工程、路基路面、道路

建筑材料、道路工程經(jīng)濟(jì)與管理等。本課程與這些課程有緊密結(jié)合和

綜合運(yùn)用。

3.本課程的主要內(nèi)容

本課程的主要內(nèi)容包括汽車行駛理論、公路可行性研究、平面線

形設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、選線、定線、外業(yè)勘測(cè)等主要內(nèi)

容。

如何進(jìn)行合理的公路線形幾何設(shè)計(jì)和路線勘測(cè)是本課程研究的重

點(diǎn)。有關(guān)道路結(jié)構(gòu)的內(nèi)容將在路基路面、橋梁工程、隧道工程、橋涵

水文等專業(yè)課中學(xué)習(xí)。

復(fù)習(xí)思考題

1.交通運(yùn)輸方式有哪些？道路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是什么？

2.高速公路與一般公路相比有哪些特點(diǎn)？它在公路運(yùn)輸中的地位

和作用是什么？

3.什么是道路？它包括哪些主要種類？

4.公路和城市道路的等級(jí)是怎樣劃分的？各級(jí)公路與城市道路的

主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

5.公路勘測(cè)設(shè)計(jì)為什么要分階段進(jìn)行設(shè)計(jì)？針對(duì)不同情況如何選

用設(shè)計(jì)階段？

6.設(shè)計(jì)文件由哪幾部分內(nèi)容組成？

7.解釋如下名詞：路線，設(shè)計(jì)車速，經(jīng)濟(jì)時(shí)速，平均技術(shù)車速，

設(shè)計(jì)交通量，通行能力，城市道路紅線。

8.公路等級(jí)選用時(shí)應(yīng)考慮哪些主要因素？

第3講

講授章節(jié)第2章汽車行駛理論

2.1概述

2.2牽引力及牽引力平衡

授課目的1.了解研究汽車行駛理論的意義、汽車的行駛性能；

2.掌握牽引力的產(chǎn)生及傳遞、汽車的行駛阻力、汽車行駛的條件。

授課方式多媒體

重點(diǎn)汽車行駛的行駛阻力、汽車行駛的條件

參考文獻(xiàn)

教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)批注

2.1概述

1.研究汽車行駛理論的意義

（1）汽車行駛理論是公路線形設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，是制定公路線形幾

何標(biāo)準(zhǔn)（如平曲線半徑、縱坡坡度等）的理論依據(jù)。

（2）掌握應(yīng)用汽車行駛理論對(duì)于指導(dǎo)公路線形設(shè)計(jì)、研究和制定公

路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有著重要意義。

2.汽車的行駛性能

（1）動(dòng)力性能：指汽車所具有的牽引力所決定的汽車加速、爬坡和最

大速度的性能。汽車的動(dòng)力性能越好，就會(huì)有較高的車速、較好的爬坡

能力和加速能力。

（2）制動(dòng)性：指汽車強(qiáng)制停車和降低車速的能力。汽車制動(dòng)性能的好壞，

直接關(guān)系到行車安全，制動(dòng)性能好，汽車才能以較高的車速行駛。

（3）通過性（又稱越野性）：指汽車在各種道路和無路地帶行駛的能力。

汽車通過性能越好，汽車使用的范圍就越廣。

（4）行駛穩(wěn)定性：指汽車遵循駕駛者指定方向行駛的能力。汽車行駛穩(wěn)

定性直接關(guān)系到行車的安全。

（5）行駛平順性：指汽車在不平道路上行駛時(shí)，汽車免受沖擊和震動(dòng)的

能力。汽車行駛平順性，對(duì)汽車平均技術(shù)車速、乘車舒適性、運(yùn)貨完整

性等有很大影響。

（6）操縱穩(wěn)定性：指汽車是否按駕駛員的意圖控制汽車的性能。它包括

汽車的轉(zhuǎn)向特性、高速穩(wěn)定性和操縱輕便性。

2.2汽車的牽引力與牽引力平衡

1.牽引力的產(chǎn)生及傳遞

汽車的行駛需要克服各種行駛阻力，必須具備足夠的動(dòng)力一一牽引

力。汽車行駛時(shí)牽引力來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒，將熱能

轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。因此牽引力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

(1)表征汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特性的基本指標(biāo)

①有效功率

有效功率指汽車在單位時(shí)間內(nèi)所具有的做功的能力，單位為千瓦

(KW)?不同的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)性能不同，所發(fā)出的有效功率也不同。如在

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000時(shí)，不同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的最大功率分別為：解放

CA—141,Nmax=99KW/3000r(135馬力)；黃河JN—150,

Nmax=117.6kw/1800r；紅旗小轎車CA-772,Nmax=161.8KW/4000r?

②轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速是指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)次數(shù),用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)

為單位。轉(zhuǎn)速的大小影響汽車行駛的快慢。

③扭矩

扭矩是指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生于曲軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，用牛頓米(N.m)

為單位。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的大小，決定了汽車產(chǎn)生牽引力的大小。

④轉(zhuǎn)動(dòng)角速度

指單位時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，單位是弧度/秒(rad/s)。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率Ne和扭矩Me的關(guān)系

發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，通過活塞、曲軸轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)

生有效功率N,，驅(qū)使曲軸以每分鐘4的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生扭矩再

經(jīng)過一系列的變速、傳動(dòng)，在驅(qū)動(dòng)輪上產(chǎn)生扭矩推動(dòng)汽車前進(jìn)。其

基本公式為：

Ne=M,,G7/1000(kW)

0)=27mJ60(rad/s)

即Ne=2nMene/(1000x60)=Mene/9549

或M=9549x_L

ee

(3)驅(qū)動(dòng)輪扭矩及牽引力6

汽車的動(dòng)力傳遞為：動(dòng)力扭矩(發(fā)動(dòng)機(jī))一離合器一變速箱(萬向

節(jié)頭軸)一主傳動(dòng)器及車軸一驅(qū)動(dòng)輪，即發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩通過離合

器、變速箱，隨所用排擋的變速比"和機(jī)械效率以，傳至萬向節(jié)頭軸上

的扭矩為此時(shí)，Mn=M(,ikT]k,萬向節(jié)頭軸上的扭矩再傳至

主傳動(dòng)器，并隨主傳動(dòng)器的減速比%及機(jī)械效率；7。經(jīng)車軸傳到驅(qū)動(dòng)輪上

的扭矩為Mq。這樣，M卜=Mjo"o=Wo%,取〃時(shí)=勿〃o,

有Mk。由動(dòng)力學(xué)的基本原理，可得到牽引力Q：

P=k_

又V=27rr6Q_=0377(km/h)

&而100()ikiQ

所以有牽引力

P=03772Mr)=3600"〃”(N)

'yeMy

由公式可看出，汽車的牽引力與速度成反比，亦即高的速度與大的

牽引力是不可兼得的。如果要求汽車具有較大的牽引力，則必須采用較

大的變速比。、M，但隨著變速比乙、%的增大，車速v會(huì)下降。因此,

汽車設(shè)有幾個(gè)排擋，各檔具有固定的轉(zhuǎn)速比或最大速度值。采用低速檔,

能獲得較大的牽引力和較低的車速，采用高速檔，能獲得較高的車速和

較小的牽引力。圖2.6為汽車的牽引特性圖。

2.汽車的行駛阻力

汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)需要不斷克服運(yùn)動(dòng)中所遇到的各種阻力。這些阻力或來

自汽車賴以行駛的路面，或來自汽車周圍的介質(zhì)一一空氣，通常前者稱

之為滾動(dòng)阻力(Pf),而后者稱為空氣阻力(Pw)o此外，汽車上坡行駛

時(shí)，所需克服的汽車重力在平行于路面方向的分力稱為坡度阻力_<Pi):

汽車加速行駛時(shí)，所需克服慣性的阻力，稱為慣性阻力（Pj）?

（1）滾動(dòng)阻力（〃）

滾動(dòng)阻力（PJ是車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)，因路面與輪胎變形而引起

產(chǎn)生的阻力。它與路面種類、狀態(tài)、車速、輪胎結(jié)構(gòu)及充氣壓力有關(guān)。

滾動(dòng)阻力Pf與輪胎負(fù)荷G成正比，即P,=fG。

全部車輪上的滾動(dòng)阻力即為：

Pf=fGa

其中G—J車輪負(fù)荷（N）G“一J汽車總重量（N）

f7滾動(dòng)阻力系數(shù)。與路面狀況、行駛速度、輪胎的性質(zhì)等多種

因素有關(guān)。

（2）空氣阻力

汽車在空氣中運(yùn)動(dòng)，空氣本身也有運(yùn)動(dòng)，兩者綜合形成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，

造成對(duì)汽車行駛的阻力。汽車在行駛中迎風(fēng)面受空氣阻礙所引起的阻力

與汽車迎風(fēng)面的壓力、形狀、面積大小，汽車后面因空氣稀薄產(chǎn)生的吸

力及汽車表面與空氣的摩阻等有關(guān)。為了簡化計(jì)算，采用集中作用的空

氣阻力心,來等效各個(gè)影響因素的阻力作用，同時(shí)稱空氣阻力的作用

點(diǎn)為汽車的風(fēng)帆中心。

由空氣動(dòng)力學(xué)的研究和實(shí)驗(yàn)得知，汽車在空氣介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力

可用下式確定

KFV2

凡=一^（N）

13

（3）坡度阻力

在具有縱向坡度的公路上，當(dāng)汽車上坡時(shí)，重力在平行路面方向的

分力與汽車行進(jìn)的方向相反，阻礙汽車行駛，此稱為坡度阻力或上坡阻

力；下坡時(shí)，其重力在平行路面方向的分力與汽車行進(jìn)的方向相同，形

成了坡度助力。坡度阻力與車重力和公路的坡度角有關(guān)。

公路縱向斜坡的陡緩程度通常用坡度來表示，坡度是縱坡的垂直高

度與其水平長度之比的百分率。若以，代表坡道的坡度（％）,a代表坡

道的傾角（度），則i=/z/s=rga。如圖2-7,汽車在坡上行駛時(shí)，

坡度阻力為

Pi=+Gasin<z（上坡為正，下坡為負(fù)）

因道路縱坡坡度不會(huì)大于10°,可用tana代替sina,而

tana?sina?z,即有：

Pj=土G“tana-±G/

（4）慣性阻力

汽車變速行駛時(shí)，需要克服變速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性阻力和慣性力矩，

這就是慣性阻力舄。慣性阻力由兩部分組成：①汽車加速或減速前進(jìn)產(chǎn)

生的慣性力9上叱；②汽車上機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分（飛輪、離合器、車輪等）

g出

因加速或減速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)慣性力矩。亦即

。=心，=（1+5+藥產(chǎn)dv

j7,12k____

g力g出

式中：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，與車速、變速比有關(guān)。

Si—J汽車車輪慣性影響系數(shù)；

方2—1發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪慣性影響系數(shù)。

上述四種阻力，空氣阻力和滾動(dòng)阻力永遠(yuǎn)為正，汽車行駛的任何情

況下都存在；坡度阻力汽車上坡為正，平坡為零，下坡為負(fù)；而慣性阻

力則是加速為正，減速為負(fù)，等速為零。

3.牽引平衡和汽車行駛的必要條件

（1）牽引平衡為使汽車運(yùn)動(dòng)，汽車的牽引力必須與運(yùn)動(dòng)時(shí)所遇到的

各項(xiàng)阻力之和

平衡，即

P產(chǎn)月七P盧Pw±Pj

（2）汽車行駛的兩個(gè)條件第一個(gè)條件是：汽車的牽引力必須大于等

于汽車的行駛阻力，是汽

車行駛的充分條件，也稱為驅(qū)動(dòng)條件。第二個(gè)條件是：牽引力必須小于

或等于輪胎與路面間的最大摩擦力

（即附著力），是汽車行駛的必要條件，也稱為附著條件。附著程度的好

壞主要取決于輪胎與地面在接觸處變形后相互摩擦的

情況。附著系數(shù)9主要與下述因素有關(guān)：

①路面的粗糙程度和潮濕泥濘程度

②輪胎花紋和輪胎氣壓

③車速

④荷載

車速越高，路表面越光滑而潮濕，則附著系數(shù)夕越小。在計(jì)算時(shí)可以采

用教材表2.5所示的附著系數(shù)在各種類型路面上的平均值。

4.動(dòng)力性能分析

將牽引平衡方程中的匕移至等號(hào)的前面，則得到

P—P=G(/±z)±G巨史

1Waa

gdt

兩側(cè)同時(shí)除以汽車總重G,,,就得到汽車單位重量的無量綱牽引平衡

方程，消去了汽車構(gòu)造系數(shù)的影響。即

_P,-Pw=/±/±——

GaSdt

式中左邊代表汽車單位重量的有效牽引力；右邊為汽車的動(dòng)力性能，

這個(gè)數(shù)值稱為動(dòng)力因素，用D表示，表征汽車克服道路阻力和慣性阻力

的能力，隨車速而變化。

當(dāng)汽車做等速行駛，dv/dt^O,則

D-f±i-y/

式中收稱為道路阻力系數(shù)。

第4講

講授章節(jié)2.3汽車在道路上行駛的穩(wěn)定性

授課目的掌握汽車行駛的穩(wěn)定性分析

授課方式多媒體

重點(diǎn)縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性分析

參考文獻(xiàn)

教學(xué)內(nèi)容要點(diǎn)批注

2.3汽車在道路上行駛的穩(wěn)定性

汽車行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，受外部因素作用下，尚能

保持或很快恢復(fù)原行駛狀態(tài)和方向，不至于失去控制而發(fā)生側(cè)滑、傾覆

等現(xiàn)象的能力。

影響汽車行駛穩(wěn)定性主要有以下三方面的因素：

①汽車本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

②駕駛員的因素。

③作用于汽車的外部因素。

汽車的縱向穩(wěn)

定性分析是公

汽車在行駛過程中，隨著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，作用在前后車輪上的法路最大縱坡、

向反作用力亦有相應(yīng)的變化。若汽車在某一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，前輪的法向反合成坡度等指

作用力為零時(shí)，則汽車將發(fā)生前軸車輪離地而導(dǎo)致縱向傾覆。當(dāng)后輪的標(biāo)制定的理論

法向反作用力為零時(shí)，根據(jù)附著條件，其牽引力將不復(fù)存在，汽車喪失依據(jù)。

行駛能力。此兩種情況均為汽車的縱向失穩(wěn)，導(dǎo)致汽車縱向傾覆或倒溜。

(1)汽車在直坡道上的受力分析

圖2.8所示為后軸驅(qū)動(dòng)的雙軸汽車在直坡道上低等速行駛，忽略滾

動(dòng)阻力、空氣阻力影響時(shí)的受力情況。

對(duì)汽車后輪著地點(diǎn)B取矩，則可求得前輪垂直反力：

Z、L=GcosoL,-Gasin6/?q,

G?cosaL7-G?sinaho

z、=Z

對(duì)前輪著地點(diǎn)A取矩，則可得后論垂直反力：

Z,L=G?cos?L,-G“sinah?

G〃coscrLj-Gnsinah,

---------E---------

(2)縱向傾覆

當(dāng)汽車前輪離地即法向作用力為零時(shí)，將導(dǎo)致汽車?yán)@后輪縱向傾覆,

此時(shí)，ZI=0。

即得縱向傾覆穩(wěn)定條件：

Gacos?0￡2-Gasinanh^=0

L

tana=2

o,_

式中。0—J汽車產(chǎn)生縱向傾覆時(shí)，道路縱向極限坡度角。由上式

可知，當(dāng)公路的坡度角a2ao時(shí)，汽車將失去控制，可能

繞后軸產(chǎn)生縱向傾覆?？v向傾覆穩(wěn)定性僅與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)L2和4有關(guān)，

4越大，則越大，縱向傾覆穩(wěn)定性好；汽車重心位置越高，則為越

小，縱向穩(wěn)定性越差。一般L，的數(shù)值在汽車設(shè)計(jì)中考慮，其比值

LJhA1,因此，一般來說就向傾覆穩(wěn)定條件容易滿足。

46

(3)縱向倒溜

從驅(qū)動(dòng)輪的附著條件可知，當(dāng)汽車上坡時(shí)產(chǎn)生倒溜極限狀態(tài)時(shí)，下

滑力與最大附著力平衡，略去次要因數(shù)，則下滑力=6〃5皿。"，附著

加Z卸將(2-22)帶入得

GsinaG“cosaJ|+G“sin%A

二0

"°L

tana-+&tana”

=9

。