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1、交通运输工程学讲稿公路运输及其发展第二章 公路运输及其发展第一节 国内外道路发展概况1、公路运输的发展阶段1)初期阶段(汽车产生-1920) 此阶段汽车数量少，运载量低，行驶速度慢，供汽车行驶用的公路，多半是在原有的马车道和大车道的基础上改建而成的，因而，公路运输还只能是水运和铁路运输的辅助手段。2)中期阶段(1920-1945) 此阶段因战争需要，公路建设发展较快。截止到1945年，世界汽车拥有量超过6000万辆(其中美国3100万辆)，德国于1932年开始，花了11年时间建成了3860公里的高速公路。由于运输条件的改善，公路运输的优越性逐渐显示出来，它不仅成为短途运输的主要工具，而且在长途
2、运输中，也开始与铁路、水运竞争。3)近期阶段第二次世界大战结束后，随着世界经济的恢复于发展，汽车工业和石油开采业迅速发展，公路运输得到空前规模的发展。60年代后，公路运输已跃居交通运输首位。目前世界上的汽车数已达5亿辆左右，公路总里程已超过2000万公里，高速公路里程增长迅速，近20年来公路运输的客货运年平均增长速度，领先于其他运输方式。2.我国公路的发展情况我国的第一条公路为长沙至湘潭公路，1913年开始动工修建，1921年建成通车，全长50公里。解放后，我国修建了举世闻名的青藏、川藏公路，成功地解决了在冻土上修建公路的世界级难题，它的建成通车标志着我国公路建设事业和运输事业的兴旺发达。另外
3、我国还修建了塔里木沙漠公路、阿拉尔至和田沙漠公路，成功地攻克了流动沙漠中修筑上等级公路的一系列世界级难题，如固沙等问题，取得了世界性的突破。1989年，中国修建了第一条高速公路，上海沪嘉高速公路，高速公路的兴建，标志着我国公路建设已跨入新的历史阶段。 我国的高速公路网如图所示：2004年拟定的国家高速公路网主要由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线共同组成，这些高速公路简称为“7918网”，总里程达8万公里。其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其他路线约1.7万公里，计划30年时间完成。首都放射线7条：北京上海、北京台北、北京港澳、北京昆明、北京拉萨、北京乌鲁木齐、北京哈尔滨。
4、 南北纵向线9条：鹤岗大连、沈阳海口、长春深圳、济南广州、大庆广州、二连浩特广州、包头茂名、兰州海口、重庆昆明。 东西横向线18条：绥芬河满洲里、珲春乌兰浩特、丹东锡林浩特、荣成乌海、青岛银川、青岛兰州、连云港霍尔果斯、南京洛阳、上海西安、上海成都、上海重庆、杭州瑞丽、上海昆明、福州银川、泉州南宁、厦门成都、汕头昆明、广州昆明。 规划方案还包括：辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线共5条地区性环线，2段并行线，分别为G4(京港澳高速 )的并行线 G4W(广澳高速)、G15（沈海高速）的并行线G15W（常台高速）。 此外还有30余段联络线。 规划后的高速公路网，将形成由中心城市向
5、外放射以及横贯东西、纵贯南北的大通道，并且实现“东部加密、中部成网、西部连通”的新局面。 其具体目标是：覆盖10多亿人口；直接服务范围东部地区超过90%、中部地区达83%、西部地区近70%；实现东部地区平均30分钟、中部地区平均60分钟、西部地区平均120分钟上高速；连接全国所有省会城市，以及目前城镇人口超过50万的大城市、超过20万的中等城市；连接全国重要的交通枢纽城市；连接重要的对外公路口岸；在环渤海、长三角、珠三角三大都市圈内部，形成较为完善的城际高速公路网。实现“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆盖重要县市”的新高速公路网络。当前我国的公路现状，已基本上能适应交通运输发展的需
6、要，存在的主要问题如下：1)质量差。其一是路面质量差，其二是现形不流畅。2)公路网布局不太合理，我国公路大多数以省市行政区为中心，偏重于自成体系，不适应横向联系的需要。3)公路的抗自然灾害能力低。目前公路的病害较多，正常情况下每年都要付出较大的财力、物力，用于维持正常通车，一旦有较大的自然灾害，就会中断交通，造成严重损失。4)高速公路收费的情况不容乐观当下中国的高速公路网长度已然可与美国媲美，但客运量则是另一幅图景：除了长三角、珠三角等经济发达的城市带周围，如蛛网密布的高速公路上，除了空旷还是空旷。一个常识性的问题是，没有足够的车流量，何来高速公路的收费现金流，何来贷款还本付息的源头？主要应对
7、措施：1)采用先进技术，改造现有道路2)开发大幅度降低造价和节约投资的先进技术，提高筑路水平。3、我国城市道路现状我国城市交通现状，具体表现在如下几个方面：1)客运量大，乘车难。2)车多路少，造成交通阻塞，车速下降，事故增多。3)城市道路标准低。改善目前城市交通的主要措施：1)修建高速或快速干道，加密市区道路网。2)修建立体交叉或改善平面交叉路口布置，组织渠化交通。第二节 公路运输概述1.公路运输系统 公路运输系统由基础设施及运输工具两部分组成。 基础设施包括公路及其附属设施、站场及其附属设施、公路交通控制与管理设施等。在现代社会中，公路运输工具主要是汽车。其中基础设施是衡量运输系统生产力水平
8、的主要标准，因此要提高公路运输生产力水平，关键是要加强公路基础设施建设。2.公路的基本功能 通常将公路运输的基本功能划分为通过和送达功能。 通过功能:指在干线上完成大批量的运输。 送达功能:又称为集散功能，是指为通过性运输承担客货集散任务的运输。 在高速公路投入使用以前，公路运输的主要功能是“送达”，也就是为其它运输方式承担集散客货的任务。因为航空、水运和铁路运输都只有单一的通过功能，只能通过公路运输才能完成送达旅客和货物的任务。此时，公路的通过功能较差。 随着高速公路的建成使用，公路运输的通过功能大大加强，如一条六车道的高速公路，其通过能力大于一条双线铁路，这使得公路运输成为全能的运输方式，
9、这正是公路运输业迅速发展的根本原因。3.公路运输的特点 可实现门到门运输，除公路运输外只有管道运输能实现门到门运输，其它运输方式一般难以独立完成全程运输过程。 公路货运和客运基本上可实现即时运输，随到随走。 与其它运输方式相比，公路运输要求的启运批量最小。 运行条件要求不高，公路运输既可在等级公路上运行，也可在乡村便道上作业，覆盖面广。能根据货主和旅客的具体要求提供针对性服务。4.公路运输现状与发展趋势1)公路运输现状服务方式多样化 在客运方面，除了常规的购票乘车外，还有计程包车、订时包车及车辆租赁业务。 在客运车辆的配置方面，有普通车、空调车、豪华空调车；有直达班车，定点停靠班车。 在货运方
10、面，有整车货运、零担货运；有直达货运、普通货运。运输经营主体多元化 经营主体有国家运输企业、股份制运输企业、中外合资运输企业、私营运输企业和个体运输企业。 在公路客运行业，国有运输企业仍占主导地位，干线运输任务主要由国有运输企业承担，在公路货运方面，个体运输所占比例较大。经营方式单车化经营方式单车化就是指采用单车承包的经营方式，即企业赋予承包人相应的经营管理权限，每一承包人对所承包的单车负全面的经济责任。这种运营模式目前在我国占主导地位。存在的主要问题 公路基础设施还较差，公路品质与发达国家相比差距仍很大。 运输车辆的技术性能还需要进一步提高。 运输生产的效率、效益较低。 运输经营组织与管理手
11、段还比较落后。2)公路运输的发展趋势在高速公路及汽车专用公路上开展快速客、货运业务。建立集约化经营的运输企业。开展不同运输方式之间的合作及与服务对象的合作。建立运输信息管理系统。运输组织方式将按生产力水平分层发展。在公路通行条件好、客货流量大的公路上，按现代企业制度的要求建立规模化、集约化经营的运输企业；在车辆配置上，充分考虑使用强度的影响及运输服务品质的要求。而在其他公路上，仍延续现行的运输组织方式。力求做到公路设施与客货流规律协调配合。第三节 公路通行能力1.公路的通行能力公路的通行能力是指在通常的道路条件、交通条件和人为度量标准下，在一定时段内道路某断面可通过的最大车辆数。道路条件道路条
12、件指公路的几何特征，包括每个方向的车道数（是否可超车）、车道的宽度（速度的大小）和路肩宽度、侧向净空、设计速度以及平面和纵面线形（与速度有关）。交通条件交通条件涉及使用该道路的交通流特性。它指交通流中车辆组成、车道分布、交通量的变化、交通管理和交通控制方式等。度量标准度量标准是计算通行能力的前提条件。一般用服务水平来表示，服务水平越高，驾驶员及乘客感觉越好。2通行能力的分类基本通行能力 是公路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过公路断面的车辆数。容许通行能力(可能通行能力) 是公路实际所能承担的最大交通量，指对理想条件不符的各
13、种道路条件和交通条件进行修正，使之达到人们所允许的最低质量要求，而后得到的可能通行能力。设计通行能力（实际通行能力）就是根据对交通运行的质量要求和该路段的具体道路条件、交通条件及交通管理水平，对容许通过能力进行相应的修正后得到的通行能力。3.公路设施分类非间断交通流设施这类交通流设施中没有引起交通流中断的设备（如没有交通信号灯）。交通流状况是车辆之间、车辆与道路、道路与环境之间相互影响的结果。非间断交通流设施主要有高速公路、多车道公路、双车道公路等。间断交通流设施这类交通流设施中有专门引起交通流中断的设备（如交通信号灯）。交通流状况不仅要受车辆之间、车辆与道路、道路与环境之间的影响，而且受引起
14、交通流中断的设备的影响。间断交通流设施主要包括交叉口、市区与郊区的道路。根据公路设施分类，可将公路通行能力分成以下几种： 路段通行能力（非间断交通流） 交叉口的通行能力（间断交通流） 匝道的通行能力（非间断交通流）交织路段的通行能力(非间断交通流）交织路段示意图4公路交通流要素1)速度速度用车辆在单位时间内通过的距离来表示。由于交通流中各种车辆的速度大小不一，在表征交通流的速度特性时，所以必须采用一些有代表性的数值，一般采用的速度标准是平均行程速度。平均行程速度 平均行程速度就是公路路段的长度除以车辆通过该路段的平均行程时间。因此，如果有辆车，通过路段的长度为，测得车辆的行程时间为，则平均行程
15、速度为：其中：-为第辆车通过该路段的总行驶时间，包括由于固定间断或交通阻塞引起的停车延误。平均行驶速度 平均行驶速度为车辆行驶的路段长度除以车辆的平均行驶时间，平均行驶时间只包括车辆处于运动中的时间。只有在非阻塞条件下运行的非间断流设施，平均行程速度和平均行驶速度是相等的。2)交通量和流率交通量 交通量是指单位时段内通过一条车道或道路某一断面的车辆总数。为了反映出某一较长时间段内交通量的大小，就要用到平均交通量的概念，平均交通量通常有：月平均日交通量和年平均日交通量。而一天之中交通最繁忙时段的交通量通常采用高峰小时交通量来表示。流率 在给定不足一小时的时段（通常为15min）内，通过一条车道或道路指定断面的车辆数。例如在15min内观测到的交通量为100辆，则流率为100辆/0.25h或4
