土木工程概论第5章道路与机场工程(2016)

道路概况
互通式交叉口
北京安慧立交桥
南宁市立交桥夜景
道路概况
道路结构物
道路的结构物（或构造物）是道路的实体或主体，它包括路基路面、桥涵 隧道和其他一些构筑物。
路基：支承路面的基础部分。 路基的三项技术要求： ①足够的承载力和刚度。即不应发生过大的沉陷。 ②足够的整体稳定性，即不致产生路基的整体滑坍。 ③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承载 力。
二级公路
硬路肩宽度 1.5～0.75m
行车道宽度 3.75～3.5m
无中间带
道路概况
三级公路
无中间带
行车道宽度 3.5～3.25m
土路肩宽度 0.75 ～0.5m
道路概况
行车道宽度 3.0双～3.5m单
土路肩宽度 0.25双～0.5m单
四级公路
道路概况
城市道路根据工程性质分为：快速路、主干路、次干路和支路。 ① 快速路：采用分向、分车道、全立交和全控制或部分控制进出口，为城 市大量的、长距离的快速交通服务。
辅道3.25 （3.0）m
防撞墙
城
市
快
行车wk.baidu.com宽度
速
3.75～3.5m
路
分隔带 2m
路缘带0.75 （0.5）m
道路概况
② 主干路：是城市道路网中的骨架，连接城市各主要分区、车站、港 口等，以交通功能为主，有全高架的趋势。
的城 典市 型主 断干 面路
道路概况
③ 次干路：是连接主干道的辅助性干道，与主干道结合组成城市道路网。
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
道路概况 环 行 交 叉 口
道路概况
立体交叉口：可分为分离式和互通式。
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。
秦朝时期，修建了以首都咸阳为中心、遍布全国的驰道网；隋朝建造了 规模巨大的御路。
清代出现高路堤的“叠道”；从清朝末年始，世界近代道路发展的重点 转向西方。
中外古代道路发展概况
国外古代道路发展概况
公元前20世纪，阿拉伯埃及共和国为建筑金字塔和狮身人面像建造了道 路，还出现了石质路面；
公元前15世纪前巴基斯坦信德省印度河右岸有排列整齐的街道； 公元前12世纪，亚述国王修筑了长距离道路；公元前6世纪，皇家大道 连接波斯古都苏沙和安娜托力亚，总长1600km； 公元前600-146年非洲古国迦太基人首先修筑了有路面的道路；古代罗 马时代，实现了以罗马为中心，四通八达的道路网； 公元1000年左右印加帝国修建了四通八达的贯穿各种地形的大道。
道路概况
高速的 缓和曲线和圆曲线
道路概况
纵断面线形：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。反映道路的起伏、 坡度及填挖情况。
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
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。养 护
改 建 大 修
中外古代道路发展概况
一、中外古代道路发展概况 中国古代道路发展概况
公元前20世纪的新石器晚期，中国就有记载使役牛、马为人类运输而形 成的驮运道；
周朝的道路规模和水平已有了相当的发展，出现了较为系统的路政管理， 人们已将道路分为城区和郊区；
城市次干路的典型断面
道路概况
④ 支路：是次干道与街区路的连接线，它解决局部地区交通，以服务功 能为主，沿街以居住建筑或商业性建筑为主，有时还把支路细分为主要支路 和一般支路。
道路概况
道路的组成内容
道路是三维带状工程结构物，其构成主要由路线、结构物（或构造物）以 及沿线附属设施三部分组成。
路线：其在平面上有转折，纵面上有起伏，它的中线是一条三维空间曲 线。主要描述道路的空间形态，包括位置，形状、尺寸等，主要包括平面、纵 断面和横断面。
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、边沟 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。
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边 沟 纵 向 排 水 系 统
塑 料软 盲式 沟透 排水 水管 网
道路概况
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。
道路概况
路 面：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。通常应满足一定的强度和刚度、平整抗滑、耐久性、稳定性和不透 水性等。
分类：①按路面的结构力学特性和设
柔
计方法的相似性，分为柔性路面、刚性路
性
面和半刚性路面。
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
道路与机场工程
第五章 道路与机场工程
主要内容
1 道路概况 2 中外古代道路发展概况 3 国内外著名古代道路 4 西方近代道路 5 现代道路的发展 6 民用机场的诞生与发展 7 道路与机场工程的技术进步
道路概况
基本概念
道路：指通行各种车辆和行人的工程设施。 道路的分类： ①根据其所处的位置、交通性质、使用特点可分为：公路、城市道路、厂 矿道路、林区道路和农村道路等。 公路：连接城镇、乡村和工矿基地之间主要供汽车行驶并具备一定技术标 准和设施的为客货运输服务的道路； 城市道路：由连接城市各分区道路与城市外道路连接的对外交通道路共同 组成； 厂矿道路：为厂矿服务用； 农村道路：野外乡村地区间交通用。
国内外著名古代道路
国内外著名古代道路
1、丝绸之路 公元前2世纪至十三、四世纪期间，横贯亚洲的陆路交通干线，是中国 与印度、古希腊、罗马以及埃及等国进行经济、文化交流的通道。 以长安为起点，经我国甘肃、新疆，到中亚、西亚，再到地中海各国的 陆上通道，包括南道、中道、北道三条路线，见课本图5.1、图5.2所示。
国内外著名古代道路
2、古代罗马帝国道路 以首都罗马为中心，用道路把意大利、英国、法国、西班牙、德国，以
及小亚细亚部分地区、阿拉伯和非洲北部地区连成整体，分为13个省，有 322条联络干道，总长度达78000km，形成以罗马为中心，辐射全国的道路 网，见图5.3、图5.4所示。
主要特征：一是路面高于地面，主要干道平均高出2m左右，以利瞭望 和行车安全；二是两点之间常不顾地形的艰险，恒以直线相连，工程浩大， 至今留有隧道、桥梁、挡土墙的遗迹。
隧道工程：详见第四章。 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
道路概况
排水系统：为确保路基稳定，道 路应修建排水设施。
分类：按排水方向的不同可分为 纵向和横向排水系统；
路规范的要求。
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。
道路概况
凸形竖曲线
凸形竖曲线
上坡直线
凹形竖曲线
凹形竖曲线
下坡直线
道路概况
横断面：公路中线上任意一点的法向切面，由机动车道、分隔带、 路肩、人行道、非机动车道，路侧边坡，绿化带等部分组成。
高速公路和一级公路的横断面
道路概况
公路根据功能和适应的交通量划分为： 高速公路、一级公路、二级公路、 三级公路和四级公路五个等级。
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。 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。 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。 四级公路：主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。
道路概况
平面：道路中心线在水平面上的投影。 纵断面：沿道路中线竖直剖切的曲面展成的竖向平面。 横断面：中线上任意一点的法向切面。
道路概况
平面线形： 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： ①直线段不宜过长。否则引起驾驶员麻 痹、疲劳。 ②圆曲线段半径 R 不宜过小否则引起汽 车向外滑移或倾覆。 ③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。
道路概况
公路按行政等级可分为：国家公路、省公路、县公路、乡公路和村公路以 及专用公路。
国道编号根据国道的地理走向分为三类： 一类是以北京为中心的放射线国道，编号为1××，共12条，编号101-112 号，全长213197km；（如北京到沈阳的干线公路，编号101） 一类是南北走向国道(纵线国道），编号为2××，共28条，编号201-228号， 全长39000km；（黑龙江省鹤岗到辽宁省的干线公路为201国道） 一类是东西走向国道(横线国道），编号为3××，共30条，编号301-230号， 全长53000km。（黑龙江省绥芬河到内蒙古满洲里的公路为301国道）
道路概况
高 速 公 路
一 级 公 路
二 级 公 路
三
四
级
级
公
公
路
路
道路概况
公路的主要技术指标
高速 一级 二级
设计速度 km/h
120～80 100～60 80～60
车道数
8～4 6～4
2
三级 40～30
2
路基宽度 m
45～23 44～23 12～10
8.5～7.5
四级
20
2～1 7.5～4.5(单)
道路概况
路基的三种形式：根据填挖情况路基横断 面的典型形式有路堤、路堑 和半挖半填路基三 种类型。
路堤：是指高于原地面的填方路基。
路
路堤
堤
道路概况
路堑：是指低于原地面 的挖方路基。
路堑与边坡
路路 堑堑 施修 工坡
道路概况
路堑 路堑
路 堤 路堤
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。
高级路面
道路概况
沿线工程和管理设施
桥涵工程：包括桥梁和涵洞，是道路
盖
跨越河流、沟谷、渠道和其它障碍物时使用
板
的构筑物。
涵
涵洞是横贯埋设在路堤中，是跨越小河、 溪流、渠道的小型横向穿越排水结构物。孔 径较小，形状有管形、箱形及拱形。
圆
注：多跨桥梁总长小于8m，单孔跨度 小于5m的也称涵洞。
管 涵
道路概况
面等。
刚性路面：如砼路面。
刚 性
半刚性路面：如石灰或水泥稳定土或
路
石灰炉渣等建成的路面。
面
道路概况
②按路面的质量级别：高级、次高级、 中级、低级。
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、沥青表面处治路面。适 用于二、三级公路；城市次干路、支路。
中间带 m
4.5～3.0 3.5～3.0
无
无
无
路肩 m
3.5～2.5 3.0～2.5 1.5～0.75
土路肩0.75～ 0.5
土路肩0.25～ 0.5
中外古代道路发展概况
硬路肩2.5～ 3.0m
防撞栏杆
一级公路
分隔带 2m
路缘带0.5～ 0.75m
行车道宽度 3.5～3.75m
中外古代道路发展概况
厦门华荣路跨线桥
安徽首座自动扶梯人行天桥
道路概况
道路工程的内容 勘
规划：各种交通综合功能协调，勘测并选定技术经 测
济优化线路。
设 计
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：开工前的准备工作，路基施工，路面施工和
施 工
管理。
养护：路面、路肩、路边、人行道、附属设施养护，
主干线六车道横断面
道路概况
横断面设计时主要考虑横断面类型，路幅组成与尺寸，路拱大小，道弯 的超高加宽值等。
公路横断面主要类型：单幅双车道公路、双幅多车道公路和单车道公路。 城市道路横断面主要类型：单幅路、双幅路、三幅路和四幅路。
道路概况
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。
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。
低级路面主要有砂石路面，适用于四 级公路。
高级路面--沥青砼路面
次高级路面 --沥青碎石路面
道路概况
低、中级路面
路面结构层次
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。
联结层：加强面层与基层的联结，提高面层的抗疲劳 能力。
基层：碎（砾）石、灰土或工业废渣修筑，基层主要 承受面层传递的车轮垂直力的作用，并把它扩散到垫层和 土基，要求强度较高，刚度较大，并有足够水稳性的材料。
底基层：重要道路和高速公路多采用。 垫层：主要起隔水、排水、隔温(防冻胀、翻浆)作用， 并传递和扩散由基层传来的荷载应力，保证路基在容许应 力范围内工作。