《土木工程概论》-第7讲 公路铁路工程ppt课件

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1、第7讲公路铁路工程 1公路与城市道路工程2铁路工程 第5章交通土建工程 教学要求 了解公路 铁路工程的基本体系和组成 了解高速公路 高速铁路 地铁和城市轻轨的相关知识 教学难点 公路 铁路的线型设计标准 第5章交通土建工程 教学重点 公路 铁路的基本体系和组成 公路 铁路的线型设计标准 1公路与城市道路工程 公路 连接城镇 乡村和工矿基地之间主要供汽车行驶的道路 第5章交通土建工程 共83张第1张 道路工程的概念 指通行各种车辆和行人的工程设施 道路工程的分类 根据其所处的位置 交通性质 使用特点可分为 城市道路 供城市各地区间交通用 厂矿道路 为厂矿服务用 农村道路 野外乡村地区间交通用 1

2、 1道路的基本体系 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 1公路与城市道路工程 公路的工程分类 一级公路 供汽车分向 分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路 四级公路 主要供汽车行驶的双车道或单车道公路 二级公路 供汽车行驶的双车道公路 三级公路 主要供汽车行驶的双车道公路 高速公路 共83张第2张 四级公路 一级公路 二级公路 三级公路 公路的主要技术指标 1 1道路的基本体系 共83张第3张 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 一级公路 硬路肩宽度1 5 0 75m 行车道宽度3 75 3 5m

3、无中间带 二级公路 行车道宽度3 5 3 25m 无中间带 土路肩宽度0 75 0 5m 三级公路 1 1公路的基本体系 共83张第6张 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 1 1公路的基本体系 共83张第7张 北京 珠海 同江 三亚 两纵 上海 成都 连云港 霍尔果斯 两横 我国国道干线系统的代号 北京向外辐射的有12条 代号第一个字取 1 如北京至昆明为108国道 由北向南的有28条 代号第一个字取 2 如山海关至广州为205国道 由东向西的有30条 代号第一个字取 3 如上海至拉萨为318国道 共82张第8张 快速路 采用分向 分车道 全立交和控制

4、进出口 为城市大量 长距离的快速交通服务 联系城市各主要功能分区 为过境交通服务 城市道路的工程分类 1 1道路的基本体系 共83张第9张 城市快速路 行车道宽度3 75 3 5m 路缘带0 75 0 5 m 辅道3 25 3 0 m 分隔带2m 防撞墙 主干路 是沟通城市功能分区间的交通大动脉 担负城市的主要客货运交通道路 有全高架的趋势 1 1道路的基本体系 共83张第10张 城市主干路的典型断面 次干路 是沟通城市功能分区间的交通大动脉 担负城市的主要客货运交通道路 有全高架的趋势 支路 包括为次干路与住宅区道路和胡同 里巷 的连接线 解决局部交通 以服务功能为主 道路两侧一般建设商业性

5、建筑 有时还把支路细分为主要支路和一般支路 1 1道路的基本体系 共83张第11张 城市次干路的典型断面 路线 平面 纵断面 横断面 路基 土基 路面 面层 基层 垫层 附属设施 排水设施 信号标志 防护设施 绿化照明 道路的组成内容 路线平面图路基开挖路面摊铺 纵向排水沟信号标志 1 1道路的基本体系 共83张第12张 规划 各种交通综合功能协调 勘测并选定技术经济优化线路 道路工程的活动内容 1 1道路的基本体系 共83张第13张 设计 线路的平面 纵断面 横断面三面综合设计 路基 路面 隧道 桥梁 排水等附属设施设计 施工 路基土石方施工 路面机械化施工 各类附属设施施工 养护 路面 路

6、肩 路边 人行道 附属设施养护 排水和冰雪控制 改建 大修 原有工程设施的改善 改建 扩建等 勘测设计 施工 养护 改建大修 1 2道路的组成 道路由于受到自然环境与地物地貌的限制 在平面上有转折 纵面上有起伏 它的中线是一条三维空间曲线 称为线路 1公路与城市道路工程 1 2 1线形组成 概念 线路由直线段和曲线段组成 天门山通天大道堪称 天下第一公路奇观 全长10 7km 落差达1100m 共83张第14张 道路的线形是指道路中线在空间的几何形状和尺寸 可以用平面线形 道路中线的水平投影 纵断面线形 沿道路中线竖直剖切的曲面展成的竖向平面线形 来表示 1 2道路的组成 平面线形 纵断面线形

7、 共83张第15张 平面线形 直线段不宜过长 否则引起驾驶员麻痹 疲劳 圆曲线段半径R不宜过小否则引起汽车向外滑移或倾覆 缓和曲线长度也不能过小 应使汽车行驶所受离心力平稳过渡 1 2道路的组成 直线 缓和曲线 圆曲线 共83张第16张 公路中线在平面上的投影 由直线 圆曲线 缓和曲线三部分组成 线形的技术要求 榆靖高速的缓和曲线和圆曲线 昌泰高速的缓和曲线和圆曲线 1 2道路的组成 圆曲线 缓和曲线 缓和曲线 圆曲线 共83张第17张 纵断面线形 纵断面线形设计主要解决道路线形在纵断面上的位置 形状和尺寸 具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计 同样 线路纵向坡度和曲率也要符合公路规范的要求 1

8、2道路的组成 要对纵坡的大小 长短 前后纵坡情况 竖曲线半径大小及与平面线形的组合关系等进行组合设计 共83张第18张 公路中线沿垂直剖切的曲面展成的竖向平面线形 由直线 坡度线上坡 下坡 和竖曲线 有凸形和凹形 组成 安楚高速的凹形竖曲线 宁夏叶中高速的凸形竖曲线 1 2道路的组成 凸形竖曲线 凹形竖曲线 上坡直线 下坡直线 共83张第19张 道路交叉口 道路与道路 道路与铁路的相交处称为交叉口 可分为平面交叉口和立体交叉口 1 2道路的组成 平面交叉口有 简单交叉口 拓宽路面式交叉口 环行交叉口等 简单交叉口 共83张第20张 简单交叉口高峰期乱象丛生 环行交叉口 1 2道路的组成 共83

9、张第21张 立体交叉口可分为分离式和互通式 1 2道路的组成 长沙芙蓉广场立交桥分离式三层立交桥 石家庄裕华路与体育大街分离式三层立交桥 分离式立交桥是一种简单的立交桥 在相交道路间未特设匝道 它只保证直行方向的交通互不干扰 转弯车辆 左转弯 则允许其在交叉口处平面交叉 共83张第22张 互通式交叉口 为清晰起见 只绘出部分 北京四元立交桥 北京安慧立交桥南宁市立交桥夜景 1 2道路的组成 共83张第23张 1 2 2道路结构组成 路基的三项技术要求 足够的承载力和刚度 即不应发生过大的沉陷 足够的整体稳定性 即不致产生路基的整体滑坍 足够的水温稳定性 即在地面水 地下水或冰冻时不致显著地降低

10、承载力 级配碎石基层施工 底基层施工 1 2道路的组成 概念 路面下的基础部分 路基 共83张第24张 路基的三种形式 路基横断面的典型形式有路堤 路堑和半挖半填路基三种类型 1 2道路的组成 路堤 路堤 共83张第25张 路堤 是指高于原地面的填方路基 路堑 是指低于原地面的挖方路基 路堑修坡路堑施工 路堑与边坡 1 2道路的组成 共83张第26张 半填半挖路基 是指在一个横断面内 部分为路堤 部分为路堑的的路基 路基设计的主要指标 路基的几何特征 高 宽 边坡 路基的填挖高度 路基的总宽度 行车道总宽 0 5 1 0m 边坡坡度的要求 要十分重视路基排水 1 2道路的组成 路堤 路堤 路堑

11、 路堑 共83张第27张 路面 分类A按路面的工作特征 1 2道路的组成 共83张第28张 概念 用筑路材料铺在路基顶面 供车辆在其表面行驶的一层或多层的道路结构层 刚性路面 如砼路面 半刚性路面 如石灰或水泥稳定土或石灰炉渣等建成的路面 柔性路面 如沥青砼路面 沥青贯入式碎 砾 石路面 泥 水泥 结碎石路面等 柔性路面 刚性路面 B按路面的质量级别 高级 次高级 中级 低级 1 2道路的组成 共83张第29张 高级路面主要有水泥砼路面与沥青砼路面 主要用于高速和一级公路 城市快速路和主干路 次高级路面主要有沥青贯入碎 砾 石 冷拌沥青碎 砾 石 沥青表面处置路面 适用于二 三级公路 城市次干

12、路 支路 中级路面主要有水结碎石 泥结碎石 级配碎 砾 石路面 仅适用于三 四级公路 高级路面 沥青砼路面 次高级路面 沥青贯入碎石路面 路面结构层次 E 垫层 在路基排水不良或有冻涨翻浆的路段设置 低 中级路面 高级路面 1 2道路的组成 共83张第30张 B 联结层 加强面层与基层的联结 提高面层的抗疲劳能力 A 面层 要保证结构强度 刚度 不透水性 温度稳定性 平整度 粗糙度和耐磨性 C 基层 碎 砾 石 灰土或工业废渣修筑 D 底基层 重要道路和高速公路多采用 路面的横断面构造 高速公路和一级公路的横断面 二 三级公路的横断面 1 2道路的组成 为保证路面排水 路面要做成一定坡度 共8

13、3张第31张 桥涵工程包括桥梁和涵洞 是道路跨越河流 沟谷和其它障碍物时使用的构筑物 沿线工程和管理设施 桥梁详见第6章 涵洞是横贯埋设在路堤中 供排泄洪水 灌溉或交通使用的渠道或管道 多跨桥梁总长小于8m 单孔跨度小于5m的也称涵洞 盖板涵圆管涵 1 2道路的组成 共83张第32张 隧道工程 详见本章第3节 防护工程 陡峻山坡的边坡失稳 或沿河一侧路基边坡受水流冲刷 会威胁路基的稳定 为加固边坡所修建的人工构筑物如挡土墙等称为防护工程 川藏公路的锚索加固边坡 浆砌片石骨架边坡 石笼网护坡 1 2道路的组成 共83张第33张 为确保路基稳定 道路应修建排水设施 按排水方向的不同可分为纵向和横向

14、排水系统 地面排水是排除危害路基的雨水 积水及外来水 主要有截水沟 涵洞等 地下排水用于降低地下水位及排除地下水 常见的有盲沟 软式透水管塑料盲沟排水网 排水系统 边沟 纵向排水系统 1 2道路的组成 共83张第34张 其它设施包括跨线桥 人行天桥 地下通道 防撞护栏 防护网 反光标志等交通安全设施以及路面标志 指示标志和警告标志等 厦门华荣路跨线桥 安徽首座自动扶梯人行天桥 1 2道路的组成 共83张第35张 国内首座X形钢结构吊索人行天桥 1 2道路的组成 共83张第36张 该人行天桥座落在上海城区的河南南路与复兴东路交会的十字路口 它将路口的4个方向连接起来 中间的椭圆形桥面通过钢索悬挂

15、于X形钢架上 桥上拱形钢结构设计美观大气 桥下车道上没有设置任何支撑物 为驾车者和行人提供了较宽阔的视野 1 3高速公路 1公路与城市道路工程 共83张第37张 定义 具有四条以上车道 路中央设有中央隔离带 分隔双向车辆行驶 互不干扰 全封闭 全立交 控制出入口 严禁产生横向干扰 为汽车专用 设有自动化监控系统 以及沿线设有必要服务设施的道路 定义 具有四条以上车道 路中央设有中央隔离带 分隔双向车辆行驶 互不干扰 全封闭 全立交 控制出入口 严禁产生横向干扰 为汽车专用 设有自动化监控系统 以及沿线设有必要服务设施的道路 1988年上海至嘉定高速公路建成通车 1998年年均通车里程超过400

16、0km 到2010年底 中国高速公路通车里程已超过7 4万km 居世界第2位 沪宁高速 普通公路与高速公路的转弯线形的比较 1 3高速公路 共83张第38张 1 3 1高速公路的特点 1 3高速公路 宁常高速 常张高速 共83张第39张 速度快 我国规定高速公路的设计行车速度最低60km h 最高120km h 通行能力大 平均昼夜汽车交通量为25000辆以上 为一般公路的3 4倍 安全性能高 交通事故死亡率为一般公路的1 3 1 2 1 3 2高速公路的社会效益和经济效益 邵怀高速 郑州至少林高速 1 3高速公路 共83张第40张 运输效益高 我国的 两纵两横 全长1万公里的高速公路主干线建成后 约占全国公路总里程的1 67 可承担全国公路交通量的24 技术效益好 因高速公路线形条件好 路面平整 无横向干扰 可降低机件磨损 减少技术保养开支 降低燃料消耗 1 3 3高速公路的线形设计标准 1 3高速公路 共83张第41张 最小平曲线半径及超高横坡限制 设计车速为120km h的高速公路 平曲线的一般最小半径为1 000m 极限最小半径为650m 超高横坡限值为10 最大纵坡和竖曲线