美国公路发展与现状

国防公路： 国防公路 • 1940年，联邦公路法 • 1941年，国防公路法 • 1942年，16400公里 • 1943年，13600公里，阿拉斯加公路2383公里
美国第一条高速公路
（1940年10月1日通车）
林肯高速公路
公路的再发展
• • • • • • • • • • 1945年，跨州公路和市区高速公路 1946年，次干线349500公里 1947年，次干线564800公里 1947年，立项，60700公里 1949年，现有公路调查，60860公里 1950年，公路货运达2070亿吨公里 1952年，州际高速公路法 1955年，2000公里收费公路完成，$15亿 1956年，联邦公路法，$250亿，16年 1958年，美国各州公路官员协会AASHO试验路
多建路建好路： 多建路建好路 • 1931年，出现柴油发动机拖车和平地机 • 1932年，25760公里初步和分步施工 • 1933年，2420公里改建项目，$2.2百万 • 1934年，333650公里的联邦援助公路96%改建 • 1935年，注重设计与安全的平衡 • 1936年，宾州收费公路，260公里，代替铁路 • 1937年，国家交通安全项目 • 1938年，2940万辆车注册
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路面结构
• wenku.baidu.com面结构与性能研究
– 足尺路面加速荷载试验 – SHRP 计划和LTPP 试验 – 新一代高性能沥青路面
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足尺路面加速荷载试验
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路面结构
• 美国公路超级路面（SUPERPAVE）质 量控制步骤
– 实验性混合料配合比的研制 – 检验实验性混合料配合比 – 热拌沥青现场检验 – 性能级配沥青粘结料的质量控制 – 混合料的生产、摊铺及控制图表的制作 – 连续质量控制
美国公路发展、 美国公路发展、现状与展望
孙 璐 Catholic University of America
科学筑路的开始
公路的蓬勃发展
近十年美国公路 的发展情况
公路的再发展
工业公路的新纪元
科学筑路的开始
• 1911年，第一届全美道路会议 • 1913年，林肯公路，5千4百公里 • 1914年，华亚演示路，1千2百公里 • 1914年，美国各州公路官员协会AASHO • 1915年，米歇尔隧道，120米 • 1916年，联邦公路援助法，五年，7千5百万 • 1918年，第一条联邦援助公路竣工
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2）对于柔性路面，采用较厚的底基层（直到 900mm）。典型柔性路面结构包括沥青表面层 40~50mm，沥青联结层50~75mm，沥青下面层 75~125mm，沥青处治排水基层100mm，粒料底基 层300mm，在路床上部一定深度（0~600mm）范 围内采用粒料改善。 3）路面结构中一般都有100mm厚的沥青或水泥处 治排水基层、连续的边缘排水系统，按大约75m间距 设置出水口。 4）认为底基层不透水，故水分通过透水基层排出， 而不透过底基层。刚性路面通常包括125mm的 SUPERPAVE沥青混合料基层，重要柔性路面则有结 构设计中不计入强度的20~30mm抗滑磨耗层OGFC 或PEM。
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路面结构
• 路面结构分类
– 柔性路面 – 刚性路面 – 复合式路面 – 桥面铺装 – 路面结构设计及发展趋势
• 路面设计目标
– 长寿命、低养护、行车平顺
路面结构举例
• 纽约州的典型路面结构
纽约州规定路面设计寿命为50 年，主要结构措施如下： 1）对于水泥混凝土路面，采用较厚的混凝土路面板，根 据设计交通量的大小，混凝土面板厚度可达325mm。主 要道路典型路面结构包括225~325mm 的水泥混凝土面 层,100mm水泥稳定排水基层和300mm的粒料底基层。 在路肩与外侧行车道以外0.6m设置纵缝，即外侧车道加 宽0.6m。
州际高速公路系统
南特科达州景观公路
夏威夷洲际高速公路
公路工业的新纪元
• 1990年，净空气法 • 1991年，综合表面运输效率法，$1510亿 • 1992年，培训，设备，营运$58亿，长期性能 研究，4年，$4千万 • 1992年，公路养护的自动化 • 1993年，国家公路私营化 • 1996年，国家高速公路系统，161,000公里
– 使用Live Search Maps查询
进入Live Search Maps后，输人地址或邮政编码，会显示附近 区域的地图。点ROAD和TRAFFIC提示栏后，会显示高速公路 拥挤程度罔。以不同的颜色标注交通拥挤状况
信息化
• 美国交通信息全民化
– 使用traffic．com查询
信息化
• 美国交通信息全民化
运营安全
• 美国2006年立法保障交通安全
– 加强安全带的使用 – 加强儿童乘客安全 – 严禁酒后驾车 – 其他———对自行车骑者头盔、摩托车人 头盔、分级驾驶员执照系统等进行了规定
运营安全
• “电子稳定性控制系统”(ESC)标准
– 2007年9月1日实施 – 被认为是“自安全带以来最大的救命改进” – 各种车通过自动计算机控制车轮制动,协助驾驶员保 持车辆的控制,使摆头力矩减弱,防止侧滑,限制过度 转向或不足转向,限制超速行驶,而成本只增加111美 元。
决定合理地选择出行方式、 决定合理地选择出行方式、时间和路线
出行信息系统
通过公用通信网和个人计算机
得到交通状况、 得到交通状况、天气条件等信息
利用导航设备与自动交通管理系统
用IC卡完成自动收费 电子收费系统
ETC
通过交费电子标签识别
车辆电子收费系统(ETC) 车辆电子收费系统
营运车辆 管理系统
车辆自动 控制系统
利用车载计算机、 利用车载计算机、传感识别器和通信设 备，由道路导行、监控、信号、指挥、 由道路导行、监控、信号、指挥、 避让、 避让、防撞等设施提供车辆自动驾驶信 息。
• 智能交通系统项目的目标
– 完成结构建设 – 推进智能汽车创新进程（IVI） ITS结构建设 结构建设 城市 地方/州 商用车 IVI的推进 的推进 轿车 公共汽车 货车 特殊车辆
运营安全
• “电子稳定性控制系统”(ESC)
运营安全
• 美国交通安全工作要点
– 打好基础，以法规保障安全 – 深入调查研究,建立数据、事故记录系统 – 突出重点,早期开始 – 建立专职机构,职责明确,工作严谨
信息化
• 美国公路的信息系统
– 建立数据库的资料来源
人工 采集车及其微机处理 摄像 航空摄影
统一调控大型载货车、 统一调控大型载货车、出租车和其他商 业营运车辆的合理使用，达到商业营运 业营运车辆的合理使用， 实现信誉、高效、安全的目的。 实现信誉、高效、安全的目的。
公共交通 管理系统
利用GPS车辆自动定位系统和交通通信系 利用GPS车辆自动定位系统和交通通信系 GPS 使驾驶员与管理部门直接联系， 统，使驾驶员与管理部门直接联系，进 行适时调度和路线调整。 行适时调度和路线调整。
九十年代公路发展重点
综合运输 公共交通
公路景观
电子信息
近十年美国公路发展情况
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公路规划 路面结构 智能交通 养护管理 运营安全 信息化
公路规划
美国现有道路（含城市道路）6407885km，其 中乡村4956395km，城市1451490km。 按路面类型分： 高级柔性路面 833706km 刚性路面 94098km 复合式路面 167163km 中级路面 251347km 低级路面 126058km 地方道路各级路面 2676023km（主要是沥青 路面） 未铺面道路 2257902km
运营安全
• 美国联邦机动车安全标准
– 现在的联邦机动车安全标准(FMVSS)已经由上世纪 70年代初的50项增加为80余项,其中66项涉及技术 要求,15项为监督管理规定。 – 据2002年的统计,安全标准的实施,减少了约1/3的事 故死亡。 – 近40年来,美国交通安全水平不断提升,相关规定日 益深化和细化,从2006年立法及远期规划均可见一斑 。
养护管理
• 路面养护方案的最终确定
– 使用期成本分析 – 成本比较 – 最优路面养护方案
养护管理
• 佐治亚州路面使用质量是全美国最好的
佐治亚州的经验是，在路面出现损坏的早 期，甚至出现损坏之前，提前对路面进行预防 性的养护，既保证了良好的路面使用性能，又 能有效地延长路面的使用寿命，从长期使用效 果看来，这在经济上也是合理的。 另一项保持路面良好使用性能的有效措施是 道路超载运输管理。美国主要道路上都设有货 车称重站。
美国各州公路官员协会AASHO（AASHTO）
第一条联邦援助公路
（加州，4.1公里，5万4千美元）
公路的蓬勃发展
准备阶段： 准备阶段： • 1921年，国家公路研究项目 • 1922年，分阶段筑路 • 1923年，持续公路项目 • 1925年，采纳统一标准路标 • 1926年，公路统一编号 • 1928年，私营收费桥梁
– 使用Live Search Maps查询
交通信息采集
交通信息分类
动态交通信息
交通信息基本内容
阻塞、行程时间、突发事故、车辆位置及 行驶路线、交通控制信号、交通诱导信息 等 交通站点分布、停车场、收费价格、售票 站、交通限制 宾馆、旅游、购物、娱乐、气象信息等
国家公路系统
• 州际高速公路：州际公路系统 • 其他主要干路：在农村公路和地区之间提供一个动脉 和主要港口，机场，公共交通设施，或其他联运设施 的使用。 • 战策略性公路网络：重要的美国国防政策和战略提供 连续性和应急能力。 • 重大的战略公路网连接：公路上提供网络接入主要军 事设施之间的公路和高速公路的一部分战略。 • 联运连接器：这些公路主要提供系统之间访问多式联 运设施和其他四个子系统组成的国家公路。
智能交通
自动 监控系统 营运车辆 管理系统 智能 运输系统 公共交通 管理系统 电子 收费系统 车辆自动 控制系统 出行 信息系统
自动监控系统
对路网中行驶的 车辆实施全天候 全方位、 、全方位、立体 监控， 监控，预报交通 流量情况
适时进行交通疏 导、车辆事故预 事故定位、 测、事故定位、 现场记录和安全 行车指导等
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1961年，联邦公路援助法，10年$370亿 1964年，环保与安全 1970年，公路功能分级研究 1974年，限重与限速 1977年，89.9%竣工，61510公里 1979年，公路总里程达610万公里 1984年，州际系统，68420公里 1987年，施工造价达$875亿 1987年，联邦公路法，SHRP计划，5年
– 建立定位参照系统
第四代的摄影数据采集车将能够配备一定的卫星接 收平台及天线，可在行驶中直接、客观、快速地接 收卫星信号，记录下所经过每一个具体点的三维地 理坐标，自动编号并绘制成图。
信息化
• 美国交通信息全民化
– 美国普通用车人使用交通信息的途径
– 使用traffic．com查询
填入所在城市名或邮政编码，就可显示该地区网页。有高速 公路交通拥挤状况图、交通状况摘要、畅通路段等信息
养护管理
路面修缮
类似于小修保养， 类似于小修保养，包括坑槽 挖补、灌缝、 挖补、灌缝、输导排水等工 作
表层翻修
相当于我们的中修工程， 相当于我们的中修工程， 包括罩面、 包括罩面、更新面层等工 作
路面重建
相当于我们的大修工程
养护管理
• 路面养护方案的初步确定
– 设计资料、施工资料、交通量资料、环境资 料、路面目前状况 – 路面状况的评估 1）路面结构状况和功能状况 2）材料情况 3）排水情况 4）交通流分布
运营安全
• 美国公路税收
– 成本补偿资金 ——“使用者付费”原则 – 成本补偿资金的结构变化 开始偏离“使用者付费”原则 – 原因分析 燃油税税基减少 燃油税税率过低 公路建设成本和养护成本增加 公路运营的私人介入
运营安全
• 美国公路税收发展
– 建立以机动车重量里程税为导向，包括燃油税、其 它道路使用税及通行费在内的公路成本补偿体系 – 出于引进私人竞争与解决资金缺口的需要，收费公 路逐渐增多。美国交通部依据法律提出了“谁出资 多，谁获益多”的融资原则，投资商可以根据协议 对项目进行投资，从而在相当长的时期内享有该项 目竣工后的主管经营权，投资成本从车辆通行费中 收取