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第一章 绪论（Introduction）第一节道路运输概论 Road transport outline一、道路运输的特点 我国幅员辽阔，物产丰富，人口众多，为了促进国民经济的发展，提高人民的物质文化生活水平，确保国防安全，就必须有一个四通八达的交通运输网,交通运输是国民经济的大动脉，是联系工业与农业、城市与乡村、生产与消费的纽带，是国民经济的先行官。因此，要实现国民经济的现代化，首先必须实现交通运输的现代化。现代交通运输体系是由铁路、公路、水运、空运和管道运输等组成的。铁路运输运量大、运程远，对大宗货物及人流运输起着主要的作用；,水运在通航的地区起着廉价运输的作用，运输成本低；航空运输主要快速运输旅客、运载贵重物资或紧急物资；管道运输多用于运输液态或气态物质，如石油、煤气等；而公路运输具有机动灵活的特点，分布广，,对于客货运输，特别是短途运输，其效益十分显著。以上各种以上方式，相互交错、合理分工、协调发展，互相衔接，取长补短，形成的综合以上体系。道路运输在整个交通运输中起着主要的作用，其特点是：,(1)有高度的灵活性，能在规定的时间和地点迅速地集中和分散货物；(2)能深入到货物集散点直接装卸而不需要中转，可大大节约时间和费用，对短途运输效益显著；,（3）可深入到各中、小城市和 偏僻山区、农村，以加快货物的运输；（4）与其它运输方式相比，公路运输投资少,资金周转快社会效益显著；,（5）随着高速公路在我国的修建，公路运输不仅在短途运输中有优势，而且在中、长途运输中将发挥越来越大的作用。道路分公路和城市道路。公路是指城市郊区以外的道路，起连接城市与城市的作用，线路较长；而城市道路是指城市,城市范围内的道路。城市道路作为城市的公共空间，是城市建设的基础设施，是城市交通运输和人民生活的必要设施，是城市总平面布置的骨架。二、我国道路发展概况道路的发展史，从一个侧面反映了人类社会的发展史。我国,的道路建设可追溯到公元2300年前那长达7000KM的“丝绸之路”，它是当时欧亚大陆交通的动脉。它东起我国长安（即西安），经陕西、甘肃、新疆，越过帕尔米高原，西至大秦（即罗马帝国，今地中海东部意大利等国）。这条线路连接,着中国、印度、埃及和著名的古希腊。这条路线蜿蜒于高山、沙漠和草原之间，是中西文化、宗教交流的主要路线，它促进了中国文明和埃及文明的孕育和发展，成为我国人民和中西亚、欧洲人民友好往来的象征。秦始皇于公元前 259210年,统一6国后，为巩固政权，便利通商，大修驰道颁布了“车同轨”法令，使道路建设得到了较大的发展。例如，秦“直道”是秦始皇统一6国后所修筑的军事要道，全长近千公里，从其当时的规模和筑路技术来看，是一个可与万里长城相蓖美的又一巨型工程。,唐代是我国古代道路建设发展的鼎盛时期，初步形成了以城市为中心的道路网，但限于当时生产力水平的限制，城市规模也比较小，道路等级低，基本上都是土路。到清代全国以基本形成了层次分明、功能较为完善的道路系统。但由于封,建社会对生产力的严重束缚，使我国道路发展相对极为缓慢，交通运输工具也很少改进，基本上停留在人力和畜力拉车的水平。本世纪初，汽车输入我国，公路建设逐步重视起来。本世纪初，汽车输入我国，公路建,设逐步重视起来。在1906年我国开始修建第一条汽车公路，为广西友谊关龙州公路，道路发展的历史本应进入一个良好的建设时期。但旧中国多灾多难，历经清末、北洋军阀、中华民国、抗日战争、解放战争等各个历史时期，社会不稳,定，经济落后，道路建设受到很大阻碍，且以军用为主。到1949年底，旧中国只修建公路约13万公里，其中能勉强维持通车的公路不过8万公里。中华人民共和国成立以来，为了迅速恢复和发展国民经济，巩固国防，国家对道路建设作出了,很大的努力，取得了显著的成效。目前我国已基本建成了以铁路、公路、水运、空运和管道五种运输方式组成的运输网。就公路建设而言，到1997年初，全国通车里程已达到 118万公里，比1949年增长约15倍。其中汽车专用公路1.78万公里,（包括高速公路3000km，一级汽车专用公路约9580km，二级汽车专用公路约3654km），一般公路约114万公里）；近两年国家对道路建设投资较大，沈阳至北京的高速公路正在建设之中，以初步形成以国家干线公路为骨架的四通八达的公路运输网。,上述情况说明新中国成立后，特别是改革开放以来，我国道路建设取得了巨大成就。但是与国际上发达国家相比，差距仍然很大；与国内其它工业相比，仍相当滞后，远远不能适应现代化建设的需要。归纳起来，主要存在以下几个方面的问题：,（1）数量少、密度低。目前通车里程虽已近120万公里，但按国土面积而言，密度仍然很低，它只相当于印度的1/5，美国的1/7，日本的1/30。我国是一个多山的国家，山岭地区占我国总面积的60，这些地区公路密度更低，地区之间交通连不上、通不过的现象还很普遍；,（2）质量差、标准低。在通车里程中，二级以上的公路只占总里程的6左右，单车道的四级公路却占70多，还有达不到技术标准的“等外路”约占24左右。没有路面铺装，属晴通雨阻的土路占11多。有的公里防护设施不全，抗灾差，据不完全统计，每年水毁公里,累计损失高达几个亿；另外，由于公路质量差，行车速度达不到设计速度和经济时速的要求，因而浪费动力和燃料的现象相当严 重；(3)路基公础设施差，公路桥梁大部分宽度不够、承载力低。还有几百个渡口由于未建桥梁，使通过能力降低，并经常受雨,水的影响而中断交通；(4)车辆管理调度不善，造成严重的交通事故，汽车使用率也不高。以上情况如不迅速改善，将给国家经济发展、国防建设、人民物质文化生活，以及发展旅游事业等带来更大的阻碍。当前，摆在我们面前的主要,任务：一是提高路面的质量和道路的等级、彻底改善路况、提高车速和通行能力；二是修建一些必要的公路，其中包括在沿海地区、平原地区、经济发达地区和城镇附近修建一级公路和高速公路，特别是要从宏观上分析现有的公路网，进行路线的合理布局与调整，重,视提高线路设计质量，以求得时间、造价、运营和安全等方面的综合效益。当前最突出的问题是公路建设发展速度跟不上经济发展速度，也跟不上交通量的发展速度。据不完全统计，我国干线公路有50以上的路段，其交通量都在2000量/昼夜，处于超,负荷运行状态。也就是说，有50以上的现有国道需要改造成二级以上的公路。对原有公路不断进行改造，是世界各国交通事业发展的重要措施和必然趋势。世界上一些经济发达的国家近几时年来，在公路建设上的重点不是增加里程，而是改善和提高原有公路的等级,技术标准。将中、低级路面改造为高级、次高级路面，以及大力修建高速公路网等。为发展我国的交通事业，交通部在“七五”期间制定了交通发展长远规划，即：在发展以综合运输体系为主的总方针指导下,按照“统筹规划、条块结合、分层负责、联合建网”的,方针，从“八五”开始用三十年左右的时间，建设公路主骨架、水运主通道、港站主输纽和交通支持系统（简称“三主一支持”）。“三主一支持”中的公路主骨架是指国道主干线系统，它是国道网中专供汽车行驶的快速车道，由高速公路、汽车专用,用一、二级公路组成。国道主干线系统，总里程约3.5万公里，由五纵七横共12条路线组成，主要连接首都、各省省会、直辖市、中心城市、主要交通枢纽和重要港口。这个系统形成以后，车辆行驶速度可提高一倍，将大大缓解目前交通运输能力不足的状况，标志着现代,化交通运输网的建成。国道主干线的总体布局参见图11。“五纵”是：（1）从同江经哈尔滨、长春、沈阳、大连、烟台、青岛、连云港、上海、宁波、福州、深圳、广州、湛江、海口至三亚；,（2）由北京经天津、济南、徐州、合肥、南昌至福州；（3）由北京经石家庄、郑州、武汉、长沙、广州至珠海；（4）由二连浩特经集宁、大同、太原、西安、成都、内江、昆明至河口；（5）由重庆经贵阳、南宁至湛江。,“七纵”是：（1）由绥芬河经哈尔滨至满洲里；（2）由丹东经沈阳、唐山、北京、呼和浩特、银川、兰州、西宁、格尔木至拉萨；（3）由青岛经济南、石家庄、太原至银川；,（4）由连云港经徐州、郑州、西安、兰州、乌鲁木齐至霍尔果斯；（5）由上海经南宁、合肥、武汉、重庆至成都；（6）由上海经杭州、南昌、长沙、贵阳、昆明至瑞丽；（7）由衡阳经南宁至昆明。,在上述“五纵七横”国道主干线中，国家计划在2000前将重点支持建设同江三亚、北京珠海、连云港霍尔果斯、上海成都等两纵两横的主干线和北京沈阳、北京上海、重庆北海等三个重要路段，总计里程约1.85万公里。在上述路段建设的基础上，“五 纵,七横”其它路段的建设也将逐步展开，计划到2020年将全面实现“五纵七横”的国道主干线网。除国道主干线外，各省、市、自治区还根据本地区情况，正在规划并修建省级或县级公路网。相信在不久的将来，我国的公路交通将会有彻底的改观。,自新中国成立以来，我国的城市道路建设也得到了较大的发展。到目前为止，我国城市以已达666个。其中特大城市（非农业人口在100万以上）和大城市（非农业人口在50100万）共计75个（内中200万人以上的有北京、上海、天津、沈阳、武汉、广州、哈尔滨、,重庆共9个；100200万人的城市有19个，包括南京、西安、成都、长春、太原、大连、济南、青岛、抚顺、鞍山、昆明、兰州、杭州、郑州、长沙等）；2050万人口的中等城市有192个；20万人口以下的小城市有399个。目前，各大、中、小城市已进入最快发展时期，城市,道路累计已达5万公里，桥梁已达1万1千座，地下铁道已经起步，并修建了各种互通式与分离式立体交叉、快速车道、高架桥、人行天桥、人行地道等。总而言之，我国道路发展已进入发展最快的历史时期，希望各位在未来的建设中，为我国,道路建设与发展作出巨大的贡献。第二节 道路分级与技术标 Grade and technical standard in the road 一、道路的分类,道路是指供各种车辆和行人等通行的工程设施的总称。按其使用特点共分为公路、城市道路、厂矿道路以及乡村道路等。1、公路 公路是指连接城市、乡村，主要供汽车行驶的道路。根据公路的作用及使用性质，又将公路划分为：,（1）国家干线公路（简称国道），是指具有全国性政治、经济、文化以及国防意义的公路，包括重要的国际公路、国防公路以及连接各省、市、自治区、重要大中城市、港口枢纽、工农业基地等的主要干线公路。上述的“五纵七横”即属国道。,（2）省级干线公路（简称省道），在省公路网中，具有全省性的政治、经济、国防意义，并经确定为省级干线的公路。（3）县级公路（简称县道），具有全县性的政治、经济意义，并经确定为县级干线的公路。,（4）乡级公路（简称乡道），主要为乡村生产、生活服务，并经确定为乡级的公路。（5）专用公路由工矿、农林部门等投资修建，主要供部门使用的公路。,2、城市道路 在城市范围内，供车辆及行人通行的道路。城市道路的功能除了把城市各部分联系起来为城市交通服务外，还起着形成城市布局主骨架的作用，同时为通风、采光、防火、绿化、商业活动等提供公共空间。,3、厂矿道路 在工厂、矿山范围内，供运输车辆和行人通行的道路。4、林区道路 在林区主要供各种林业运输工具通行的道路。由于林区地形及运输木材的特征，其技术要求应按专门制定的林区道路技术标准执行。,5、乡村道路 是指修建在乡村、农场，主要供行人和农业运输工具通行的道路。由于乡村道路主要为农业生产服务，一般不列入国家公路等级标准。本课程主要针对公路和城市道路，为道路的主要部分。,二、公路的分级与技术标准1 公路分级在交通部1988年颁布的公路工程技术标准中，将公路按其交通量及其使用任务、性质分为两类五个等级，各个等级按地形情况规定了不同的计算行车速度。,（1）汽车专用公路 高速公路，一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的年平均昼夜交通量为2万5千辆以上，为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分道高速行驶并全部控制出入口的公路。,一级公路，一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成小客车的年平均昼夜交通量为1万2万5千辆,为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿场区、港口或机场，专供汽车分道行驶并部分控制出入口的公路。,二级公路，一般能适应按各种汽车（包括摩托车）折合成中型载汽车的年平均昼夜交通量为27千辆，为连接政治、经济中心，通往大工矿场区、港口或机场，专供汽车行驶的公路。,（2）一般公路 二级公路，一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为25千辆，为连接政治、经济中心或大工矿场区、港口、机场等地的公路。,三级公路，一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为2千辆以下，为沟通县以上城市的公路。四级公路，一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的年平均昼夜交通量为2百辆以下，为沟通县、乡（镇）、村等的公路。,各级公路技术标准参见表 11，它是法定的技术要求，公路设计时都应当遵守。其中设计速度（或称计算行车速度）是技术标准中最重要的指标，对工程费用和运输效率的影响最大。地形分类可参考下述地形特征划分：,平原是指地形平坦、无明显起伏、地面自然坡度一般在3度以内的地形；微丘是指地面自然坡度在20度以下、相对高差在100m以下、地形起伏不大的丘陵；一般情况下，平原和微丘地带设线不受地形限制；,重丘是指地面自然坡度在20度以上的连续起伏的山丘，且有深谷和较高的分水岭；山岭是指地面自然坡度在20度以上的山脊、陡峻山坡、悬崖、峭壁、峡谷、深沟等复杂地形；对于重丘和山岭地形，路线的平面、纵断面、横断面大部分受地形限制。,2 公路等级的选用 我国幅员辽阔，各地地理位置和自然条件各不相同，故对技术标准的掌握应是具体情况，在满足基本要求的前提下，结合实际灵活运用。使用技术标准时必须注意两种倾向：一是不考虑路线的作用和运输长远发展的要求，采用,低标准以压低工程投资；二是盲目轻率、贪大求全，采用高标准，既增加了投资，又多占了土地。公路等级应根据公路网的规划和远景交通量，从全局和长远利益出发，结合公路的使用任务、性质等综合确定。公路等级一经确定，则工程的规模、,设计的技术标准和工程投资等就基本确定下来了。如果公路等级确定不当，不是使工程设计标准过高、投资过大，就是使工程设计标准过低，建成后不久就不在适用，造成资金上的浪费。因此，在选用上应注意以下几点：,（1）确定公路等级的主要因素是交通量，各级公路所能适应的年平均昼夜交通量是指远景设计年限的交通量。远景设计年限为：高速公路和一级公路为20年；二级公路为15年；三、四级公路为10年。因此，在确定公路等级时，应首先确定远景设计交通量；,（2）在同一地形范围内，一条公路可根据交通量等情况分段采用不同的等级，但相邻设计路段的计算行车速度之差不宜超过20km/h；,（3）一条公路通过不同地形分区时，因相邻路段计算行车速度一般相差较大，在相互衔接处一定长度范围内，应结合地形变化，主要技术指标随之过渡（即设置过渡段），避免出现突变，且同一公路相邻路段公路等级之差不应超过一级；,（4）按不同设计速度设计的各路段，其长度不宜过短。高速公路和一级公路长度一般不小于20km，特殊情况下可减至10km；其它等级公路和城市出入口一级公路一般不小于10km，特殊情况下可减至5km；,(5)不同设计路段的衔接地点，应选择在交通量发生较大变化处，如交叉路口、互通式立体交叉处等；或者驾驶者能够明晰判断前方需要改变行车速度处，如桥梁、村镇、地形急剧变化等处，以免造成安全事故；,（6）技术指标的规定值是在一定车速下的极限值（如最大纵坡、极限最小平曲线半径）。当在地形平坦的情况下，定线不困难且不过分增加工程量时，应尽可能采用较高的指标，以提高公路的使用质量。只有在地形困难或受限制的情况下，才采用相应指标的极限值。,三、城市道路分类与技术分级 城市道路依所处的地位、交通功能及对沿线建筑物的服务功能，分为下述四类：1.快速路 较高车速的长距离交通的重要道路。主要为城市大中量、长距离、快速交通服务，其特征如下：,（1）对向车道间应设中间分车带；（2）有自行车通行时，加设两侧带；（3）进出口采用全控制或部分控制；（4）与高速公路、快速路、主干路相交时采用立体交叉；与次干路相交可采用平面交叉；,与支路不能直接相交；过路行人集中点设置过街天桥或地道；（5）两侧不应设置吸引大量车流、人流的建筑物的进出口；当进出口较多时，宜在两侧另建辅道。,2主干路 为连接城市各主要分区的干路，以交通功能为主，是城市道路网的骨架。当自行车交通量较大时，宜采用机动车与非机动车分隔方式。同样，主干路两侧不应设置吸引大量车流、人流的建筑物的进出口。,3次干路 是城市的交通干路，兼有服务功能。次干路与主干路配合组成城市道路网，具有集散交通的作用。4支路 次干路与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。,各类各级城市道路主要技术指标参见表12。除快速路外，其它各类道路又分为、级。大城市应采用级标准；中等城市应采用级标准；小城市应采用级标准。,第三节 道路的基本组成 Basic composition of the road 一、公路的基本组成 公路是一种线形结构物，它由线形和结构两部分组成。,（一）线形组成 公路路线即指公路的中线，为平面有曲线、纵面有起伏的立体空间线形。平面由直线和曲线组成，纵面由坡道线及竖曲线组成。作为立体空间线形的图形表示由平面图、纵断面图和横断面图表示。,（一）结构组成 公路是交通运输的结构物，它不仅承受荷载的作用，而且受自然条件的影响，其结构组成主要包括：,1路基 路基是行车部分的基础，断面形式一般可有路堤、路堑、半填半 挖三种形式，见图13（同济大学）。路基结构必须稳定、坚固，并符合尺寸的要求，以承受汽车荷载和自然因素的影响。,2 路面 路面是用坚硬材料铺筑于路基上供汽车直接形始的构造物，通常路面由基层及面层两部分组成，见图14（同济大学）。如沪嘉高速公路路面结构总厚69cm，其中面层由5cm中粒式沥青混凝土（防滑面）和6cm,粗粒式沥青混凝土组成；基层由8cm贯入式碎石、35cm粉煤式三渣、15cm砾石砂组成。路面常用的材料有：沥青、水泥、碎石（砾石）、砂等。3 排水构造物（1）桥涵，主要指各种桥梁和涵洞；,（2）渗水路堤，是用石块堆砌成的路堤，用以通过流量不大的季节性洪水。（3）过水路面，是允许周期性水流从路表面通过的路段。4 防护工程 为保护路基稳定或行车安全所修筑的工程设施，如挡土墙、护坡、护栏等。,5特殊构造物常用的特殊构造物有：（1）隧道，是穿山越岭为缩短线路长度所修筑的山洞；（2）半山桥，是山区路基悬出一半所修筑的桥梁。（3）路台，是在悬崖峭壁上所修筑的悬臂式构造物。,6交通服务设施主要包括：（1）照明设施，如灯柱、弯道反光镜等；（2）交通标志，使驾驶员知道前面路段的情况和特点，有下列四类：,警告标志，指明前面有行车障碍物和行车危险的地点，督促驾驶员集中注意力；禁令标志，指明必须遵守的交通限制，如车速限制、不准停车等；指示标志，指示驾驶员行驶的方向和里程等；指路标志，表示行政区划分界、地名、预告出人口等。,（3）服务设施，如加油站、汽车站、养路站、食宿站、饭店等；（4）植树绿化与美化工程，环境绿化有利于净化空气、舒畅人们的心情，且可提高行车安全。,二 城市道路的组成 城市道路应将城市各主要组成部分如居民区、市中心、工业区、车站、码头、文化福利设施等之间联系起来，形成一个完整的道路系统。一般情况下，城市道路由以下部分组成：,1 供汽车行驶的机动车道，供有轨电车行驶的有轨电车道，供自行车、三轮车行驶的非机动车道；2 专供行人步行交通用的人行道、天桥和人行地道；3 交叉口、交通广场、停车场、公共汽车停靠站台；,4 交通安全设施，如交通信号灯、交通标志、护栏等；5 排水系统，如街沟、边沟、雨水管、下水道等；6 沿街地上设施，如照明灯柱、电线杆、邮筒、给水栓等；7地下各种管线，如电缆、煤气管、给水管等；8绿化带；9 交通发达的现代化大城市，还建有地下铁道、高架道路等。,第四节道路勘测设计与阶段与任务 road survey and design stage and task,根据我国公路工程基本建设管理办法的规定，公路基本建设程序如下：1.根据长远规划和项目建设书，进行可行性研究；2.在可行性研究的基础上，编制设计计划任务书；,3.根据批准的计划任务书，进行现场勘测，编制初步设计文件和工程概算；4.根据批准的初步设计文件，编制施工图和施工图预算；5.列入年度基本建设计划；,6.进行施工前的各项准备工作；7.编制施工组织设计及开工报告，报上级主管部门审批；8.编制竣工图表和工程决算，进行竣工验收。,一、公路工程可行性研究 First highway engineering feasibility study,“可行性研究”是基本建设前期工作的一项重要内容，是基本建设程序的重要组成部分，是进行项目决策和编制计划任务书的科学依据。公路工程可行性研究的目的是对待建工程的必要性、技术可行性,经济合理性、实施可能性等进行综合研究，推荐最佳方案，进行投资估算，并作出经济评价，为 建设项目的决策和审批提供依据。公路工程的可行性研究一般包括 下列内容：,1.概述 论述建设任务依据、历史发展背景、建设范围与主要内容，提出可行性研究的主要结论；2.现状及问题 论述建设地区交通运输网的现状和存在的主要问题，拟建公路在区域运输网中的作用，原有公路的技术状况和不适应程度；,3.发展预测 进行全面的交通调查和经济调查，论述该地区的经济特征，研究建设项目与经济发展的内在联系，预测交通运输量的发展情况；4.建设规模和标准 论述项目建设规模和采用的等级及其主要技术指标；,5.建设条件和方案比选 调查建设项目所处地理位置的地形、地质、地震、气候、水文等自然条件和社会条件，主要建筑材料的来源及运输条件，进行方案的比选，并对环境影响作出分析；6.投资估算与资金筹措 包括主要工程数量、公路建设用地及拆迁、单价拟定、投资估算和资金筹措等；,7.工程建设实施计划 包括勘测设计和工程施工的计划和要求、工程管理人员和技术人员的培训等；8.经济评价 包括运输成本等经济参数的确定、建设项目直接经济效益分析、建设项目间接效益分析、建设项目费用估算等，对于贷款项目还需要进行项目的财务评价。根据上述研究成果，通过综合分析评价，提出技术先进、投资少、效益好的最优建设方案。,二、设计任务书 Second designing commission,公路勘测设计工作是根据批准的设计任务书进行的，设计任务 书包括以下内容：1.建设的依据和意义；2.路线的建设规模和修建性质；3.路线的基本走向和主要控制点；4.工程技术标准和主要技术指标；5.勘测设计的阶段划分及各阶段完成的时间；,6.建设期限和投资估算，分期修建应提出每期的建设规模和投资估算；7.施工力量的原则安排；8.附路线示意图，工程数量，钢材、水泥、木材等用量。计划任务书经上级批准后，如对建设规模、期限、技术等级标准及路线走向等重大问题有变更时，应报原批准机关审批同意。,三、勘测设计的阶段划分 Third road survey and design phase compartmentalize,公路勘测设计可分为两阶段测设、一阶段测设和三阶段测设。1.两阶段测设 两阶段测设为公路勘测设计的主要程序，即通常一般公路所采用的测设程序。其步骤为：先进行初测、编制初步设计和工程概算，经上级批准初步设计后，在进行定测、编制施工图和工程预算；也可直接进行定测、编制初步设计，然后根据批准的初步设计，通过补充测量编制施工图和工程预算。,2.一阶段测设 适用于技术简单、方案明确的小型公路工程，即进行一次详细的定测，据以编制施工图设计和工程预算。3.三阶段测设 对于技术上复杂而又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，必要时应采用三阶段设计，即分初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。不论采用哪种方式，在勘测前都要进行实地调查（或称视察），它是勘测前不可缺少的一个步骤，也可与可行性研究结合在一起，但不作为一个阶段。,四、设计文件的编制 Fourthly design document authorized,设计文件是公路勘测设计的最后成果，经审查批准后是公路施工的依据，主要包括：1 初步设计文件 主要内容如下：（1）总说明；（2）路线；（3）路基路面；（4）桥涵；（5）隧道（6）路线交叉；（7）沿线设施及其它工程；,（8）环境保护；（9）筑路材料；（10）施工方案；（11）设计概算。其表达形式有：文字说明、设计图纸和表格三种。,2.施工图设计 其主要内容如下：（1）总说明；（2）路线；（3）路基路面；（4）桥涵；（5）隧道；（6）路线交叉；（7）沿线设施及其它工程；（8）环境保护；（9）筑路材料；（10）施工方案；（11）设计预算。,施工图设计是施工单位编制施工组织设计的重要依据，其成果要比初步设计更为详尽和具体，重点反映在施工图纸上，施工单位可依图施工。,五、城市道路网和红线规划 Fifthly citys road network and red line planning,城市道路网是由城市范围内所有道路组成的一个完整体系。城市道路网是编制城市发展规划时拟定的，它从总体和长远发展考虑，对每条道路都提出明确的目的和任务。1、城市道路网的结构形式和特点 城市道路网的结构形式随城市规模、城市中交通繁忙地点的分布以及自然条件的不同而不同。现在的城市道路网可归纳为四种基本类型：方格网式、环形放射式、自由式和混合式,（1）方格网式 呈方格棋盘形状，是最常见的一种形式，即每隔一定距离（约8001000m）设置近乎平行的主干路，在主干路之间再布置次干路，将用地分为大小合适的街坊。其优点是街坊形状最简单，便于建筑布置，所有交叉口都是由两条道路相交而成，对分散车流和人流有利，但对角线方向交通不便。为了便于方格网对角线方向的交通，可加设对角线方向的干道，形成方格对角线式道路网。,但由于在交汇处形成复杂的交叉口，对建筑物的布置和交通组织极为不利，因此采用方格网对角线式的城市并不多，我国长春、沈阳在局部区域有类似的布置。常用的还是简单的方格网式，我国建于平坦地区的古城，如北京、西安、太原、郑州、石家庄、开封等城市均属于方格网式。一些沿江（河）、沿海城市，由于顺应地形的特点，道路网形成了不规则的棋盘式，如洛阳、福州等城市。,（2）环形放射式 由市中心向外辐射路线，四周以环路沟通，多为旧城中心区逐渐向外发展而成。这种形式有利于市中心与各区之间的联系，多适用于大城市和特大城市。例如，我国成都市即由8条放射路和2条环道组成，如图12所示。国外一些大城市如莫斯科、巴黎、伦敦、柏林、东京的道路网都采用此种形式。,（3）自由式 以结合地形为主，路线自由弯曲无一定几何图形。我国许多山丘城市，地形起伏大，在道路选线时为减少纵坡，常沿山麓或河岸布线，形成自由式道路网，如重庆（见图13）、青岛、南宁、九江、芜湖、渡口等城市。其优点是能充分结合自然地形，节省道路工程造价；缺点是非直线系数大，不规则街坊多，建筑用地分散。,（4）混合式 为上述三种形式的组合，如规划得合理，能充分发挥上述各种方式的优点，又避免了它们的缺点，是一种比较合理的形式。目前我国许多特大城市和大城市，如北京、上海、南京、西安等城市，均保留原旧城的方格网式。同时，在城市不断向外扩充的过程中，增设了放射路和环路，从而在客观上形成方格网式与环形放射式相结合的混合式道路网。,2、城市道路红线规划 道路红线指城市道路用地分界控制线，红线之间的宽度即道路用地范围，亦可称为道路的总宽度或规划路幅。城市道路红线规划非常重要，通常由城市规划部门来确定。红线规划设计主要内容如下：,（1）确定道路红线宽度 根据道路的功能与性质，和定出的机动车道、非机 动车道、人行道、绿化带等各组成部分的合理宽度，从而定出道路的总宽度，即红线宽度。红线宽度如果太窄不能满足城市日益发展的城市交通的需要，给以后改扩建带来相当大的困难；如果太宽，一方面要增加投资，另一方面，近期沿线建筑物要大量拆除，会给近期建设同样带来困难。所以，红线宽度的确定是相当重要的，应从整体利益出发，服从大局。,（2）确定道路红线位置 在城市总平面图上，先定出道路中心线的位置，再按道路红线宽度画出道路红线。在确定道路中心线位置时，对于旧区改扩建道路，根据少拆迁的原则，以一侧拓宽为宜。（3）确定交叉口形式 根据初步选定的交叉口类型和具体客观条件，定出交叉口用地范围、具体位置和尺寸，定出路缘石半径及安全视距等，并以红线方式绘于平面图上。（4）确定控制点的坐标和标高 道路的转折点和各条道路的交叉点就是控制点。控制点的坐标和标高可根据可靠的地形图来计算。,第五节 道路勘测设计的依据 Road survey and designs basic,一设计车辆 design vehicle1.设计车辆的选择 道路上行驶的车辆主要是汽车，对于混合交通的道路还有一部分非机动车。道路的设计要依据汽车的物理特性及行驶于道路上各种车辆的组成情况，因此选择有代表性的车辆作为设计的依据是十分必要的。,目前，汽车的种类很多，而作为道路设计依据的汽车可分为四类，即：小客车、载重汽车、半挂车和铰接车，其基本外廓尺寸见表13和图14。半挂车适用于大型集装箱运输，可作为高速公路、一级公路和有大型集装箱营运的公路的设计依据；其它公路则以小型汽车及载重汽车为设计依据；城市道路以铰接车为设计依据。,设计车辆外廓尺寸表(单位:m)表1-3 注 前悬 指车体前面到前轮轴中心的距离 轴距 指前轮车轴中心到后轮车轴中心的距离 后悬 指后轮车轴中心到车体后面的距离,2.汽车的一般构造汽车主要由四部分组成：(1)发动机，是汽车的动力装置；(2)底盘，是汽车的主体，包括传动系、行驶系、转向系和制动系；(3)车身；(4)电气设备。,3.汽车的主要技术参数（1）整车装备质量 是指汽车完全装备好的质量，包括汽车全部设备，并加足润滑油、燃料、冷却液，再加上备用车轮、随车工具及其它备用品的质量。通常又称为空车质量。（2）最大总质量 是汽车满载时的总质量。（3）最大装载质量 是指最大总质量与整车装备质量之差，简称载质量。客车以客座计，每人按65kg计算。,（4）车长L 指汽车在长度方向上两极端点间的距离，如见图22所示（同济大学）。（5）车宽B 指汽车在宽度方向上两极端点的距离。（6）车高H 指汽车最高点到车辆支承平面间的距离。（7）轴距 指汽车前轴中心至后轴中心的距离。如为三轴车，则为前轴中心至后轴与中轴中心间的距离。,（8）轮距 指同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离，如为双轮时，则为同一车桥一端轮胎中心至另一端轮胎中心间的距离（9）前悬 汽车最前端至前轴的水平距离。（10）后悬 汽车最后端至后轴的水平距离。（11）最小离地间隙 汽车满载时，汽车最低点至地面的距离。,（12）接近角 汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。（13）离去角 汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。（14）最小转弯半径 在方向盘转到极限位置时，汽车外转向轮在支承平面上的轨迹园半径。如小汽车为6m，载重汽车和半挂车为12m。（15）最高车速 汽车在平坦公路上行驶时能达到的最高车速。（16）最大爬坡度 汽车满载时的最大爬坡能力。,二、设计车速（计算行车速度）design speed 计算行车速度是确定公路几何形状的基本参数，是用以设计各级公路最小平曲线半径、最大纵坡等的主要依据。设计车速是指在气候正常、交通密度小的情况下，汽车运行只受道路本身条件的影响时，一般驾驶员能保持安全而舒适地行驶的最大行车速度。,汽车在道路上行驶时，驾驶员是按地形和沿线条件来选择合适的驾驶速度。也就是说在设计车速低的路段，当道路本身几何组成要素超过安全行驶的需要，而外部条件（如交通密度、地形、气候等）又较好时，实际行车速度往往接近或超过设计车速。在道路设计时计算行车速度取得愈低，出现这种现象的机率就愈大。考虑上述特点，同一等级的公路按不同地形条件采用不同的车速是合适的。,各级公路的设计车速按地形分为两类，见表11。一至四级公路，分为平原微丘和山岭重丘两种地形；高速公路由于设计车速高、技术标准高、工程造价大，因此分为平原微丘、重丘和山岭三种地形，其设计车速分为四级，从120km/h到60km/h。城市道路与公路相比，具有功能多样、组成复杂、行人交通量大、车辆多、类型杂、车速差异大、道路交叉点多等特点，平均行驶车速较之公路有较大的降低。城规规定的各类各级城市道路的设计车速见表14。,各级公路的主要技术指标汇总表,各类各级城市道路设计车速 表1-4,三、交通量 traffic volume 交通量是指单位时间内通过道路某断面的交通量，即单位时间通过道路某断面的车辆数目。其具体数值由具体调查和交通预测来确定。,1.设计交通量 设计交通量是指欲建公路到达远景设计年限时所能达到的年平均日交通量（辆/日），它在确定道路等级、投资和道路结构设计时有重要作用，但直接用于几何设计却不适宜。因为在一年中的每月、每日、每小时交通量都会变化，在某段时期实际交通量可能会高出年平均日交通量数倍，所以不宜作为道路几何设计的依据。,设计交通量可根据历年交通观测资料来推算，即：式中：Nd-设计交通量（远景设计年平均 日交通量），辆/日；NO-起始年平均日交通量，辆/日；r-年平均增长率，；n-远景设计年限。,2.设计小时交通量 小时交通量（辆/小时）是以小时为计算时段的交通量。大量的实际调查表明，在一天以及全年期间，小时交通量的变化是相当大的。如果用一年中最高峰小时交通量作为设计依据，那肯定是浪费的；但如果采用年平均日交通量则不能满足实际需要，将造成交通拥挤，甚至堵塞。,为了使设计交通量的取值既保证交通安全畅通，又使工程造价经济合理，可采用下述方法确定小时交通量：将一年中所有小时交通量按其与年平均日交通量的百分数的大小顺序排列起来，并画成曲线，如图15所示。从该图可以看出，在3050位小时交通量附近，曲线急剧变化，从此向右曲线明显变缓，而在它的左侧，曲线坡度则急剧增大.,根据上述曲线变化规律，设计小时交通量的合理取值应在3050位小时的范围以内。如果以第30个小时的交通量作为设计依据，意味着在一年中有29个小时的交通量将超过设计值，将发生拥挤或堵塞。而29个小时只占全年小时数的0.33，也就是说，能顺利通过的保证率达99.67%。目前世界上许多国家，包括我国均采用第30个小时的交通量作为设计依据。,在确定设计小时交通量时，应首先绘制路线交通量变化图。有平时观测资料的公路，必须使用观测资料；没有观测资料的，可参考性质相似、交通情况相仿的其它道路的观测资料来进行推算。3.交通量折算 我国的城市道路和二、三、四级道路都是混合式交通，非机动车占较大比重。非机动车辆速度低，行驶规律性差，从而影响机动车辆的正常行驶。在机动车和非机动车混合行驶的公路上，其交通量是将公路上行驶的各种车辆折合成中型载重汽车或小客车的数量来表示。,各种车辆折合成中型载重汽车的折算系数如下：(1)载重汽车为1.0（包括大客车、重型载重汽车、三轮汽车、胶轮拖拉机带挂车）；(2)带挂车的载重汽车为1.5（包括大平板车）；(3)小汽车为0.5（包括吉普车，摩托车）；(4)兽力车为2.0；(5)架子车为0.50（包括人力车）；(6)自行车为0.1。各种车辆折合成小客车的折算系数如下：(1)小汽车为1.0；(2)载重汽车为2.0；(3)带拖挂载重汽车、铰接式公共汽车为3.0。,四、通行能力 pass through capability 道路通行能力是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段单位时间内通过的最大车辆数，单位时间通常以小时计，即辆/小时。多车道道路通常用一条车道的通过数表示，双车道公路用往返车道合计通过数表示。,基本通行能力C 基本通行能力是指在理想条件下，单位时间内一个车道或一条车道某一路段可以通过的小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。所谓理想条件包括道路本身和交通两个方面，即道路本身应车道宽、线形、视距和路面均良好；交通上只有小客车行驶，没有其它车型混入且不限