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1、,第一章 路线工程总论,第一节 公路发展概况,一、公路和路线的定义,二、公路运输的特点,三、公路发展概况,公路是铺筑在地面上主要供汽车行驶的线形带状三维空间结构物，包括路基、路面、桥梁、隧道等工程实体。,一、公路和路线的定义,路线是指公路中线的空间位置。,二、公路运输的特点,1.灵活性高，最适合短距离运输； 2.迅速直达； 3.适应性强，服务面广；受地形、地 物和地质等影响性小； 4.修路投资省，见效快。,运输成本高，运量小。,（1）优点：,（2）缺点：,三、公路发展概况,铁路、公路、水运、航空及管道等。其中铁路、水运发展在先，公路后来居上。,（一）现代交通运输方式 ：,（二）国外公路概况 ：
2、,美国公路最多，质量较高，设备完善；德国高速公路比较领先，是最早修建高速公路的国家。经济发达国家公路网相应发达。,（三）我国公路概况 ：,1、历史悠久，代表是汉代“丝绸之路”； 2、解放前，数量少，质量差，分布不合理； 3、改革开放后，政府重视，“要想富，先修路”，公路发展迅速。1988年第一条沪嘉高速公路（20.4km）建成通车，现已突破373万 km，其中高速公路突破6万km，居世界第二。但仍有较大差距，不能满足经济发展要求且交通事故较多，所以新建和改建任务,艰巨，2004年12月17日，国务院审议通过了国家高速公路网规划，包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线，总规模为86
3、601公里。同学们将拥有广阔的用武之地。,返回,第一章 路线工程总论,第二节 路线设计的基本要求、 依据及阶段,一、设计要求,二、设计依据,三、设计阶段,一、设计要求,总原则：满足行车安全、迅速、经济、舒适和美观的要求。,基本要求： 1、满足汽车行驶的力学要求； 2、满足驾驶员视觉和心理要求； 3、和周围地形、地物、环境相协调； 4、与沿线自然、经济、社会条件等相适应。,1、设计车辆 2、交通量 3、设计速度,二、设计依据,在公路上行驶的主要车辆有机动车和非机动车两大类，其中机动车有摩托车、小汽车、载重汽车、农业机械、大型集装箱车等，非机动车有自行车、三轮车、平板车和畜力车等。,1、设计车辆,
4、公路根据其使用任务和性质可以是为单一车型服务的（如高速公路、一级公路），也可以是为混合车型服务的（如二、三、四级公路）。,车辆的外轮廓尺寸是公路几何设计的主要依据，在研究制定公路路幅组成、弯道加宽、视距、交叉口设计等时，都与车辆的外轮廓尺寸及性能有关。,设计车辆外廓尺寸,返回,2、交通量,交通量是公路分级的主要依据。公路的交通量是指在单位时间内（每小时或每昼夜）通过公路上某一断面处的往返车辆折合成“标准车”的车辆总数。,各级公路均以小客车作为标准车，各种汽车均折合成小客车交通量。,各汽车代表车型与车辆折算系数,设计交通量是指修建公路到达远景设计年限时能达到的年平均日交通量。 标准规定，远景设计
5、年限：高速公路和一级公路为20年；二、三级公路为15年；四级公路可根据实际情况确定。 远景设计年限的起算年为该设计项目工程可行性研究报告中所计划的公路建成通车之年份。,返回,3、设计速度,是指天气良好、交通密度较小、具有中等水平的驾驶员安全顺适地通过控制路段（如急弯、陡坡等）所能维持的最大安全速度。 它是决定公路几何线形的基本要素，作为公路设计的基本依据，直接或间接地决定了汽车行驶的曲线半径、超高、视距、纵坡、路幅宽度和竖曲线设计等，所以它是体现公路等级的一项重要指标。,各级公路的设计速度,高速公路在特别困难的局部路段，经过论证，设计速度可以采用60kmh，但长度不宜超过15km。 二级公路位
6、于地形、地质等自然条件复杂的山区，经过论证，设计速度可采用40kmh。,返回,三、设计阶段,一阶段设计,两阶段设计,三阶段设计,施工图设计,初步设计 施工图设计,初步设计 技术设计 施工图设计,直接根据批准的设计任务书的要求，一次作详细测量并编制施工图设计。,一阶段设计,第一阶段，根据批准的设计任务书，进行踏勘测量，并编制初步设计文件； 第二阶段，根据批准的初步设计和审批意见，进行详细测量，并编制施工图设计文件。,两阶段设计,初步设计 技术设计阶段主要是对重大、复杂的技术问题，通过科学试验，专题研究，加深勘探调查及分析比较，解决初步设计中未能解决的问题，落实技术方案，计算工程数量，提出修正的施
7、工方案，修正设计概算。 施工图设计,三阶段设计,一阶段设计：对于技术简单、方案明确的小型建设项目。 两阶段设计：公路工程基本建设项目，一般应采用两阶段设计。 三阶段设计：对于技术上复杂而缺乏经验的建设项目或建设项目中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等。,第一章 路线工程总论,第三节 公路的分级与技术标准,第四节 公路的基本组成,一、公路的分级,二、公路技术标准,三、公路等级选用原则,第三节 公路的分级与技术标准,一、公路的分级,公路根据功能和适应的交通量分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。,我国实行的标准，是国家颁布的法定技术准则。它是根据理论计算和公路设
8、计、修建的经验，并结合我国的国情而确定的，反映了目前我国公路建设的技术方针，是公路设计、施工和养护的主要依据。,二、公路技术标准,三、公路等级选用的基本原则,1）公路等级的选用应根据公路功能、路网规划、交通量，并充分考虑项目所在地区的综合运输体系、远期发展等，经论证后确定。 2）一条公路，可分段选用不同的公路等级或同一公路等级不同的设计速度、路基宽度，但不同公路等级、设计速度、路基宽度间的衔接应协调，过渡应顺适。,3）预测的设计交通量介于一级公路与高速公路之间时，拟建公路为干线公路，宜选用高速公路；拟建公路为集散公路，宜选用一级公路。 4）干线公路宜选用二级及二级以上公路。,公路由线形和结构两
9、大部分组成。,第四节 公路的基本组成,一、线形组成,二、结构组成,一、线形组成,平面,中心线在水平面上的投影,沿着中心线竖直剖切公路，再把这条竖直曲面展开成直面,中心线上任意一点处公路的法向剖面,纵断面,横断面,公路线形在平面上由直线和曲线（圆曲线、缓和曲线）组成，在纵面上由坡道线和竖曲线组成。可见公路路线在平面和纵面上均是由直线和曲线构成。,二、结构组成,1、路基,2、路面,3、桥涵,4、隧道,5、排水系统,6、防护工程,7、交通工程及沿线设施,公路路基是在天然地面上填筑成路堤（填方地段）或挖成路堑（挖方地段）的带状结构物，主要承受路面传递的行车荷载，是支撑路面的基础 。 设计时必须保证路基
10、具有足够的强度、变形小和足够的稳定性，并防止水分及其它自然因素对路基本身的侵蚀和损害。,1、路基,2、路面,公路路面是用各种材料或混合料，分单层或多层铺筑在路基顶面供车辆行驶的层状结构物 。 设计时设计时必须保证路面具有足够的强度、刚度、平整度和粗糙度，以满足车辆在其表面能安全、迅速、舒适地行驶。,3、桥涵,桥涵是公路跨越河流、山谷或人工构造物而修建的建筑物。 涵洞是为了排泄地面水流或满足农业需要而设置的横穿路基的小型排水构造物。 当桥涵的单孔跨径大于或等于5m、多孔跨径总长大于或等于8m时称为桥梁，反之则称为涵洞。,4、隧道,隧道是公路根据设计需要为穿越山岭、地下或水底而建造的构造物 。,公
11、路排水系统是为了排除地面水和地下水而设置的，由各种拦截、汇集、疏导及排放等排水设施组成的构造物。 除桥梁、涵洞外，排水系统主要有路基边沟、截水沟、排水沟、暗沟、渗沟、渗井、跌水与急流槽、倒虹吸管、渡槽及蒸发池等。,返回,5、排水系统,6、防护工程,公路防护工程是为了加固路基边坡，确保路基稳定而修建的结构物。 按其作用不同，可分为坡面防护、冲刷防护及支挡结构物等三大类。,返回,交通工程及沿线设施的建设规模与标准应根据公路网规划、公路的功能、等级、交通量等确定，应按照“保障安全、提供服务、利于管理”的原则进行设计。 交通工程及沿线设施等级分为A、B、C、D四级 。,7、交通工程及沿线设施,A级应配
12、置系统、完善的标志、标线、视线诱导标、隔离栅、防护网;中间带必须连续设置中央分隔带护栏和必需的防眩设施;桥梁与高路堤路段必须设置路侧护栏;互通式立体交叉及其周边地区路网应连续设置预告、指路标志;车道边缘线、分合流路段宜连续设置反光突起路标;出口分流三角端应设置防撞设施。,B 级应配置完善的标志、标线、视线诱导标及必需的隔离栅、防护网;一级公路中 间带必须连续设置中央分隔带护栏和必需的防眩设施;桥梁与高路堤路段必须设 置路侧护栏;互通式立体交叉及其周边地区路网应连续设置预告、指路标志 ;平面交叉必须设置完善的预告、指路或警告、支线减速让行或停车让行等标志 、反光突起路标和配套、完善的交通安全设施
13、，并保证视距。,C级应配置较完善的标志、标线及必需的视线诱导标、隔离设施;一级公路中间带 必须设置隔离设施;桥梁与高路堤路段应设置路侧护栏;平面交叉应设置预告 、指路或警告、支线减速让行或停车让行等标志和配套、完善的交通安全设施 .并保证视距。,D级应设置标志;视距不良、急弯、陡坡等路段应设置路面标线及必需的视线诱导标 ;路侧有悬崖、深谷、深沟、江河湖泊等路段应设置路侧护栏;平面交叉应设置标 志和必需的交通安全设施。,交通工程及沿线设施包括交通安全设施、服务设施和管理设施三种。 交通安全设施：主要包括人行地下通道、人行天桥、标志、标线、交通信号灯、护栏、防护网、反光标志等设施。 服务设施：主要
14、包括服务区、停车区和公共汽车停靠站等。 管理设施：主要包括监控、收费、通信、配电、照明和管理养护等设施。,坡度的概念,坡度通常把坡面的铅直高度h和水平宽度l的比叫做坡度（或叫做坡比）用字母i表示。 坡度的表示方法有百分比法、度数法、密位法和分数法四种，其中以百分比法和度数法较为常用。 (1) 百分比法 表示坡度最为常用的方法，即两点的高程差与其水平距离的百分比，其计算公式如下：坡度 (高程差/水平距离)100% 使用百分比表示时， 即：i=h/l100 例如：坡度3% 是指水平距离每100米,垂直方向上升(下降)3米 ；1%是指水平距离每100米,垂直方向上升(下降)1米 。以次类推！,坡度的概念,(2) 度数法 用度数来表示坡度，利用反三角函数计算而得，其公式如下： tan(坡度) 高程差/水平距离 所以(坡度) tan-1 (高程差/水平距离) 不同角度的正切及正弦坡度 角度 正切 正弦 0 0% 0% 5 9% 9% 10 18% 17% 30 58% 50% 45 100% 71% 60 173% 87% 90 100%,
