1TJ《道路工程》第一部分 道路线形 5.ppt
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1、第一章 概述,第一节 道路运输的特点及作用 1.1.1 交通运输体系 交通:人、车、物以及信息在两地之间的往来、传递、输运。 运输:完成交通服务的生产过程,即运输工人使用一定的工具使运输对象在特定的线路上发生位移。可分为5类:,第一节 道路运输的特点及作用,水上运输 铁路运输 道路运输 航空运输 管道运输,水上运输-运量大、成本低、资源消耗小,时间长 铁路运输-运量大、运程远、安全、节能、受线路影响大 道路运输-机动灵活、适应性强、范围广、 单位运量小、运输成本低 4航空运输-快速、安全、运输费用高、受航空港限制 5管道运输-运量大、占地少、安全可靠、成本低、对运输货物有特殊要求,第一节 道路
2、运输的特点及作用,1.1.2 道路运输的特点 1机动灵活、适应性强 2可实现“门到门”直达运输 3在中、短途运输中,运送速度较快 4原始投资少、资金周转快 5运量较小、运输成本较高 6运行持续性较差 7安全性较低、污染环境较大,第二节 我国道路现状与发展规划,1.2.1 发展史 公元前2000年 出现可供牛、马车的道路 公元前2世纪 通往中亚细亚和欧洲的丝绸之路 清代末民国初 出现“汽车路” 1906年 我国出现现代公路 新中国成立后,公路运输起到越来越重要作用,第二节 我国道路现状与发展规划,1.2.2 存在如下几方面的问题: 1通车里程少 (1)公路通车总里程: 2012年年底,目前通车里
3、程虽己达424万公里,但与发达国家相比,仍然相差较大。如美国为630万公里 (2002)。,(2)公路密度: 公路密度即每百平方公里国土面积拥有的公路里程数。从总体上讲,我国公路基础设施总量不足,密度偏低。美国公路密度每百平方公里为67公里,英国为160公里,法国为147公里,日本为303公里,印度为61公里,而我国只有17.5公里。 每万人拥有公路长度,美国为242公里,英国为63公里,法国为140公里,日本为91.5公里,印度为22公里,而我国只有11公里。,2公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。 在通车里程中,二级以上的公路,只占公路总里程的13.1%多,四级以上公路所占比重
4、为78.3%,还有达不到技术标准的等外公路36.4万公里,占22左右。 高级、次高级路面里程占公路总里程的38.9%。无路面里程15.4万公里,占9 。,3发展不平衡。 东西部差距较大,平原区与山区差别大。到2000年底全国仍有353个乡(0.8%),6.9万个村(9.2%)不通公路。公路密度各省市差距大。上海95.4km,天津85.1km,北京81.0km,海南61km,广东58km,江苏56.6km。10km以下的省有5个,西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃,黑龙江省13.8km,排位倒数六。 4通行能力低。 通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。 5服务水平低。 公路运输服务不满足要求。
5、,第二节 我国道路现状与发展规划,19902020年,总长3.5万公里国道主 干线公路全部建成高速公路。 (1) 2020年,完成“五纵七横”国道主干线 (2) 国家高速公路网规划,重点发展方向,1发展城市公共交通,适时发展地铁、轻轨等大量轨道交通 2加强交通管理 3. 发展快速干道,改善路网布局 4. 研制新型交通工具 5.城市道路发展的重点将逐步从提高道路面积率向综合交通管理发展。,第三节 道路的分类及分级,一、道路的分类 二、公路的分类及分级 三、城市道路的分类及分级,一、道路的分类,按其交通性质和使用特点 1、公路 是连接城市、乡村、工矿和林区的道路,主要供汽车行驶并具备一定技术条件的
6、交通设施。 2、城市道路 是城市范围内的道路,供各种车辆和行人通行并具备一定技术条件的交通设施,并有形成和促进城市结构布局、提供通风、采光空间,作为上下水道和煤气、电力、通信设施埋设通道的功能。 3、专用道路-厂矿道路、林区道路和乡村道路,按其在公路网中的作用与地位分为 国家干线公路 是指国家公路网中,具有全国性政治、经济、国防意义,并经确定为国家干线的公路,简称国道。 省干线公路 是指有省公路网中,具有全省性政治、经济、国防意义,并经确定为省级干线的公路,简称省道。 县公路 是指具有全县性政治、经济意义,并经确定为县级的公路,简称县道。 乡公路 是指主要为乡村生产、生活服务,并经确定为乡级的
7、公路,简称乡道。 专用公路 是指专为企业或其它单位提供运输服务的道路。如:厂矿道路 ,林区道路 。,二、公路的分类及分级,1、公路的分级 根据交通部公路工程技术标准的规定,公路按其使用任务、功能和适应的交通量分为五个技术等级。高速公路、一、二、三、四级公路。, 高速公路 a.专供汽车分向、分道行驶; b.全部控制出入; c.具有4个或4个以上车道; d.设有中央分隔带; e.全部立体交叉; f.具有完善的交通安全设施、管理设施、服务设施; g.四车道能适应 Q=2500055000辆; h.六车道能适应 Q=4500080000辆; i.八车道能适应 Q=6000100000辆。 (Q为各种汽
8、车折合成小客车的远景设计年限(t)年平均日交通量(AADT)。),一级公路 a.供汽车分向、分道行驶; b.部分控制出入; c.设施与高速公路基本相同; d.四车道能适应 Q=1500030000辆 e.六车道能适应 Q=2500055000辆,二级公路 a.是连接中等以上城市的干线公路; b.能适应Q=30007500辆。 (Q为各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均日交通量),三级公路 a.沟通县、城镇之间的集散公路; b. 能适应Q=10004000辆。 四级公路 a.沟通乡、村等地的地方公路; b.能适应Q1500辆。,我国城市道路分类及主要技术指标表,公路等级的选用 1根据公
9、路功能、路网规划、交通量、并充分考虑地区的综合运输体系、社会经济等因素。 2一条公路可分段选用不同的公路等级,同一公路可分段选用不同的设计速度。 3拟建公路交通量介于一级公路与高速公路之间时,应从安全、远景发展考虑,如为干线公路,宜用高速公路;如为集散公路,宜用一级公路,4干线公路宜用二级及以上公路。 5干线公路采用二级公路标准,应采取增大平面交叉间距,采用主路线优先交通管理方式,采取渠化平面交叉等措施,以减小横向干扰。 6集散公路采用二级公路标准时,非汽车交通量大的路段,可采取设置慢车道,采用主路优先或信号等交通管理方式。 7支线公路或地方公路可选用三级公路、四级公路,允许各种车辆在车道内混
10、合行驶。,三、城市道路的分类及分级,快速路 a. 为城市大量距离、快速交通服务; b.有4个以上车道,中间设分车带; c.全部或部分控制出入。 主干路 a.连接城市各主要分区、车站、港口; b.以交通功能为主; c.机非分行。,三、城市道路的分类及分级,次干路 a.连接主干路的辅助性干道; b.兼有交通、服务功能。 支路 a.连接次干路与街区路; b.解决局部交通,以服务为主。,三、城市道路的分类及分级,除快速路外,每类路按所在城市规模、设计交通量、地形分为、级。 级大城市采用; 级中城市采用; 级小城市有用。,三、城市道路的分类及分级,各级城市道路主要技术指标汇总表,第四节 道路的基本组成,
11、一、公路的基本组成 公路是承受车辆荷载的结构物,它主要由路基、路面、桥涵、隧道、排水系统、防护工程和交通服务设施组成。 二、城市道路的组成 城市道路作为行车构造物也是由路基、路面、桥涵等组成。,一、公路的基本组成,1、路基 是由土、石材料按一定技术要求,填筑压实而成的结构物,它承受路面传递的行车荷载,是支承路面的基础部分。三要素:宽度、高度、边坡坡度。 2、路面 是用各种材料或混合料分层修筑在路基顶面供车辆行驶的层状结构物,能满足车辆安全、迅速、舒适地行驶。基本结构:面层、基层、垫层。,一、公路的基本组成,3、桥涵 桥梁 是为道路跨越河流、山谷、人工障碍物而建造的构造物。桥梁可分为四类:特大桥
12、、大桥、中桥、小桥。 a. 特大桥:L500m or LO100m b. 大桥:100 m L500m or 40 m LO100m c. 中桥:30 m L100m or 20 m LO40m d. 小桥:8 m L30m or 5m LO20m 涵洞 为渲泄面水流而设置的横穿路堤的小型排水构造物。它包括8m or LO5m的板涵及所有跨径的圆管涵。,一、公路的基本组成,4、隧道 是道路穿越山岭、地下或水底而修筑的构造物。 5、排水系统 对排除地面水和地下水设置的排水构造物。它包括桥梁、涵洞、边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、盲沟、渗井、渡槽。,一、公路的基本组成,6、防护工程 为加固路基
13、边坡,确保路基稳定的结构物。它包括:填石边坡、砌石边坡、挡土墙、导流构造物等。 7、交通服务设施 为确保行车安全、顺畅、舒适,在道路沿线设置的交通安全、养护管理、服务和环境保护的设施。它包括:交通标志、标线;护栏、护墙、护柱;中央分隔带、隔音墙、隔离墙;照明设施;加油站、停车场;养护管理房屋、绿化美化设施。,二、城市道路的组成,1、机动车道、非机动车道、人行道; 2、人行地道,包括地下人行道、人行天桥; 3、交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站; 4、交通安全设施,包括照明设施、护栏、交通标志标线; 5、沿街设施,包括电线杆、给水栓、邮筒、电讯; 6、地下铁道、高架桥、立交桥; 7、绿化带。,
14、第五节 道路的车辆,一、汽车行驶特性 二、设计车辆 三、计算行车速度,汽车行驶特性,汽车的驱动力及行驶阻力 汽车行驶条件 汽车的爬坡能力,汽车的动力来源: 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 汽车的行驶阻力: 空气阻力 道路阻力 (包括:滚动阻力、坡度阻力、惯性阻力),汽车的行驶条件: 汽车在道路上行驶,当驱动力等于各种行驶阻力之和时,汽车就等速行驶;当驱动力大于各种行驶阻力之和时,汽车就加速行驶;当驱动力小于各种行驶阻力之和时,汽车就减速行驶,直至停车。所以,要使汽车行驶,必须具有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。,汽车的爬坡能力: 汽车的爬坡能力 是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行
15、驶阻力后所能爬上的纵坡度。 最大爬坡度 指汽车在坚硬路面上用最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。,设计车辆,规范对各种车辆进行归类,将其尺寸标准化,称为“设计车辆”,作为道路设计的依据。 1、公路工程技术标准将机动车分为三种: 小客车 载重汽车 鞍式汽车 2、城市道路设计规范将机动车分为三种: 小型汽车 普通汽车 铰接车 3、城市道路设计规范将非机动车分为四种: 自行车 三轮车 板车 兽力车,计算行车速度,当气候条件良好,交通密度小,车辆行驶只受道路条件的影响时,具有中等驾驶技术的驾驶人员能安全顺适地驾驶车辆的速度。 1、公路计算行车速度 2、城市道路计算行车速度,计算行车速度计算表,第六节
16、 道路的交通特性,一、交通量 二、行车速度 三、交通密度 四、交通流三参数的基本关系 五、通行能力,一、交通量,1、交通量的定义 是指在一定时间段内,通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数量。 2、交通量的意义 交通量与经济发展速度、气候、物产、文化生活水平等多方面因素有关,且随着时间、地点的不同随机变化。观察、研究交通量变化规律是十分重要的。它是道路规划与设计、交通规划与管理的重要依据。 3、交通量的种类,平均日交通量 ADT 年平均日交通量 AADT (用于确定道路等级 ) 月平均交通量 MDAT (用于交通量统计分析 ) 周平均交通量 MADT (用于交通量统计分析 ) 设计
17、小时交通量 DHV,交通量的种类,平均日交通量ADT,Qi 各规定时间段内的日交通量, 单位:辆/d or pcu/d n 各规定时间段的天数,单位:d,设计小时交通量DHV,取一年中的排序第30位最大小时交通量,作为设计小时交通量。 选取原则: 保证道路在规划期满足绝大多数小时车流顺利通过,不造成严重阻碍,同时也要避免道路建成后车流量很低,投资效益差的现象发生。,二、行车速度,1 行车速度的定义 是车辆在道路上行驶的距离L与所需时间t的比值,也称车速。 2车速的类型 3影响车速变化的因素,车速的类型,地点车速 车辆通过某一点或某一断面的瞬时速度。观测距离以20-50m为易。用于道路设计、交通
18、管制和规划。 行驶车速 车辆通过某一区间所需要的时间(不包括停车或损失时间)与该区间距离求得的车速。用于评价该路段的顺适性和通行能力,也可用于计算道路使用者的效益和费用。 行程车速 车辆通过某段路程与该段路程所需总时间(包括有效运行时间、停车时间、延误时间、但不含车辆在起、终点装卸和调头时间)之比。用于评价道路的通畅程度和估计行车延误时间。 运行车速 具有中等技术水平的驾驶人员在良好的气候条件、实际道路情况和交通条件下所能保持的安全车速。用于评价道路通行能力和车辆运行状况。,车速的类型,临界车速 道路理论通行能力达到最大时的速度。用于选择道路等级。 设计车速 道路交通气候条件良好情况下仅受道路
19、条件影响时,具有中等技术人员能安全顺适地驾驶车辆的最大车速。用于道路线形几何设计。 时间平均车速 在单位时间内测得道路某断面各车辆的地点车速的算术平均值为该断面的时间平均车速。 区间平均车速 在某一特定瞬间,行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值。,影响车速变化的因素,道路条件 指道路的等级、路面状况、线形、视距。 交通条件 指交通量、车辆组成、交通管理与控制。 驾驶员、环境 指驾驶员的技术水平、驾龄长短、年龄、性别、个性、婚姻状况。与气候、季节、地理位置有关。,三、交通密度,1交通密度的定义 是指在单位长度的道路上,一个车道或一个方向上某瞬间的车辆数,又称车辆密度。 2交通密度
20、的种类 3交通密度的作用 衡量道路车流畅通状况,判别交通拥挤情况,从而决定采取何种管理措施。 4车头间距 在同一车道同向连续行驶的相距两辆车的车头距离。 5车头间距 同一车道同向连续行驶的相邻两辆车的车头时间间隔。,交通密度的种类,最佳车流密度 路段通过车流量为最大时的车流密度。 阻塞密度 当密度过大时,车辆几乎无法行驶时的车流密度。,四、交通流三参数的基本关系,Q=v k 式中:Q平均流量(辆/h); v区间平均车速(km/h); k平均车流密度(辆/km)。,基本关系的含义,当道路上车辆增多,车流密度由小变大时,车辆就会被迫降低车速行驶,此时交通量会减少; 当道路上车辆减少,车流速度由小变
21、大时,车辆就会增大车速行驶,此时交通量会增大。,反映交通流特性的特征量,极大流量Qm 临界速度Vm 最佳密度Km 阻塞密度Kf 畅行速度Vf,五、通行能力,1、通行能力的定义 是指在一定的道路、交通、管制的条件下,单位时间内,一条车道或道路的某一断面所能通过的最大车辆数。 2、影响因素 3、通行能力的分类,影响因素,道路条件 交通条件 车流中的车辆组成 、车道分布 、方向分布 管制条件 交通法规 、控制方式及管理措施 环境条件 街道化程度 、商业化程度 、横向干扰 、非横向占道 气候条件 风、雨、雪 规定运行条件 即限制条件,道路条件,交通设施类型 车道宽度 车道数 侧向净空 路肩宽数 平、纵
22、面线形条件 视距 计算行车速度,通行能力的分类,根据道路设施和交通实体的不同分: 机动车道通行能力 非机动车道通行能力 人行道通行能力 根据车辆运行状态的特征的不同分: 路段通行能力 交叉口通行能力 匝道和匝道接点通行能力 交织路段通行能力 据通行能力的性质和使用要求的不同分: 基本通行能力 可能通行能力 设计通行能力,第二章 路线设计,第二章 道路线形,第一节 横断面设计 第二节 平面设计 第三节 纵断面设计,第一节 横断面设计,一、横断面 二、道路横断面的组成 三横断面的设计 四、横断面测量,一、横断面,是指道路中线任一点作的法向剖切面图。 1、公路路基横断面设计图 2、城市道路横断面设计
23、图,二、道路横断面的组成,1、公路横断面的组成 中央分隔带 路缘带 车行道 路肩 路面 2城市道路横断面组成,公路路幅的布置类型 (路幅:是公路两路肩外侧边缘间部分) 单幅单车道四级公路 单幅双车道二、三、四级公路 双幅多车道高速、一级公路,2城市道路横断面组成,行车道 分隔带 人行道 汽车停靠站,城市道路路幅的布置类型,单幅路“一块板” 适用于机动车交通量不大且非机动车较少的次干道、支路及用地不足拆迁困难的旧城改建的情况。 双幅路“两块板” 主要用于各向需要两条以上机动车道、非机动车较少的情况,还常用于有平行道路可供非机动车道行驶的快速路、郊区道路以及横向高差大或地形特殊的路段。 三幅路“三
24、块板” 适用于机动车交通量大,非机动车多的情况。 四幅路“四块板” 适用于机动车车速较高,各向两条机动车道以上,非机动车多的快速路与主干路。,三横断面的设计,行车道 指道路上供各种车辆行驶的路面部分。 2加宽 是指汽车在曲线上行驶时,后轮轨迹偏向曲线内侧,为了保证正常行车,曲线内侧相应增加的路基和路面的宽度。 3路肩 是指行车道外缘到路基外缘具有一定宽度的带状部分。 4、分车带,5、路侧带 是位于城市道路行车道两侧的人行道、绿化带、公用设施带。 6、路缘石 是设置在路面与其他构造物之间的标石。形状有立式、斜式、曲线式。 7、路拱 是指为了利于横向排水,把路面做成中间高两侧低的双向坡面。形式有:
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