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道路工程 第一章 总论 我国道路现状与发展规划 道路的分类、等级 道路的基本组成 道路的车辆 道路的交通特性 道路现状评价 存在如下几方面的问题： 1．数量少 （1）公路通车总里程： 目前通车里程虽己达175.8万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国为630万公里，日本140万公里，印度160万公里。 （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，等级以上公路所占比重为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。 发展规划 1990～2020年，总长3.5万公里国道主 干线公路全部建成高速公路。 2003年，完成“两纵两横”； 2020年，完成“五纵七横”。 第一节 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 按其交通性质和所在位置分为公路和城市道路 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。 二、公路的分类及分级 1、道路的分类 按其在公路网中的作用与地位分为国家干线公路、省干线公路、县公路、乡公路和专用公路。 2、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。 ①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。 ②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。 ③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。 ④乡公路 是指主要为乡村生产、生活服务，并经确定为乡级的公路，简称乡道。 ⑤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 。 ①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7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=25000～55000辆； h.六车道能适应 Q=45000～80000辆； i.八车道能适应 Q=6000～100000辆。 （Q为各种汽车折合成小客车的远景设计年限（t）年平均日交通量(AADT)。） ②一级公路 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=15000～30000辆； ③二级公路 a.是连接中等以上城市的干线公路； b.能适应Q′=3000～7500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) ④三级公路 a.沟通县、城镇之间的集散公路； b. 能适应Q′=1000～4000辆。 ⑤四级公路 a.沟通乡、村等地的地方公路； b.能适应Q′≤1500辆。 三、城市道路的分类及分级 ①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。 ②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 ③次干路 a.连接主干路的辅助性干道； b.兼有交通、服务功能。 ④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Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级。 ①Ⅰ级——大城市采用； ②Ⅱ级——中城市采用； ③Ⅳ级——小城市有用。 第二节 道路的基本组成 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 ①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、大桥、中桥、小桥。 a. 特大桥：L≥500m or LO≥100m b. 大桥：100 m ≤L＜500m or 40 m ≤LO＜100m c. 中桥：30 m ≤L＜100m or 20 m ≤LO＜40m d. 小桥：8 m ≤L＜30m or 540 m ≤LO＜20m ②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 LO＜5m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面设置的排水构造物。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。 第三节 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： ① 小客车 ② 载重汽车 ③ 鞍式汽车 2、《城市道路设计规范》将机动车分为三种： ① 小型汽车 ② 普通汽车 ③ 铰接车 3、《城市道路设计规范》将非机动车分为四种： ①自行车 ②三轮车 ③板车 ④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 第四节 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 交通量的种类 ①平均日交通量 ADT ② 年平均日交通量 AADT （用于确定道路等级 ） ③ 月平均交通量 MDAT （用于交通量统计分析 ） ④ 周平均交通量 MADT （用于交通量统计分析 ） ⑤ 设计小时交通量 DHV 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 ①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、交通管制和规划。 ②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。 ③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。 ④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 ⑤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。 ⑥设计车速 道路交通气候条件良好情况下仅受道路条件影响时，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。 ⑦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。 ⑧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 ①道路条件 指道路的等级、路面状况、线形、视距。 ②交通条件 指交通量、车辆组成、交通管理与控制。 ③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 ①最佳车流密度 路段通过车流量为最大时的车流密度。 ②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 ①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； ②当道路上车辆减少，车流速度由小变大时，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 ①极大流量Qm ②临界速度Vm ③最佳密度Km ④阻塞密度Kf ⑤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 ①道路条件 ②交通条件 —车流中的车辆组成 、车道分布 、方向分布 ③管制条件 —交通法规 、控制方式及管理措施 ④环境条件 —街道化程度 、商业化程度 、横向干扰 、非横向占道 ⑤气候条件 — 风、雨、雪 ⑥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、纵面线形条件 视距 计算行车速度 通行能力的分类 ①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 ②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 ③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 第一节 横断面设计 第二节 平面设计 第三节 纵断面设计 第四节 选线、定线 第五节 线形设计 第六节 平面交叉设计 第七节 立体交叉设计 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） ①单幅单车道——四级公路 ②单幅双车道——二、三、四级公路 ③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 １．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：抛物线、直线接抛物线、折线形。 8、超高 是指为抵消车辆在曲线上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡。 行车道 ① 一条行车道宽度 b=设计车辆宽＋富余宽度 设计车辆宽：小客车1.8m，载重汽车2.5m 富余宽度：是指汽车最外侧车轮外缘与路缘之间的横向安全距离、车身边缘之间的横向安全距离的组合。 城市道路平均最大车速为30～40km/h，故所需车道宽为3.42～3.80m 。平均采用3.50m。 ②车道数n ③行车道宽度B B =n×b 2．加宽 ①加宽的过渡方式 按比例加宽 按高次抛物线加宽 按回旋线加宽 按比例加宽 式中： bx——加宽缓和段内任意点加宽值（m） Lx——任意点距缓和曲线起点距离（m） L ——加宽缓和段长度（m） b ——圆曲线部分路面加宽值（m） 式中： N——车道数； A——普通汽车后轴至前保险杠距离（m） R——圆曲线的半径（m） （适用于二、三、四级公路） 按高次抛物线加宽 适用于处理路面内侧边缘圆滑、美观，用于高等级公路。 按回旋线加宽 加入一段回旋线，作为加宽过渡段，有利于行车和顺适美观。 ②加宽缓和段 a.对于设置缓和曲线的平曲线： Lw = Lh b.对于不设缓和曲线，但没超高缓和段： Lw=Lc c.既不设缓和曲线，又不设超高缓和段： Lw按渐变率P=1:15且Lw≥10m 路肩 ①路肩的类型 ②路肩的作用 ③路肩的宽度 ④路肩横坡度 路肩的类型、作用 类型：a.硬路肩 b.土路肩 作用：a.增加路幅的富余宽度 b.保护、支撑路面结构 c.临时停车使用 d.公共设施场地 e.汇集路面排水 路肩的宽度 a.硬路肩 四车道高速公路宜采用 3.50m 八、六车道高速公路宜采用 3.00m 高速一级公路为 ： 3.00m、2.75m （v=100 km/h） 2.75m、2.50m （v=80 km/h） 2.50m、1.50m （v=60 km/h） b.土路肩 路肩横坡度 a.硬路肩 ★直线段设外侧倾斜横坡，横坡值可古路面横坡值相同和稍大。 ★曲线段内侧与行车道路面横坡一致，外侧与行车道路面横坡相同或设向外倾斜横坡。 b.土路肩 其横坡宜较路面横坡增大1.0%～2.0% 分车带 ①中间带 是指高速公路、一级公路及城市两块或四块板道路中间设置的分隔上下行驶交通的设施。 ②中间带的类型 a.左侧路缘带 b.中央分隔带 ③中间带的作用 a.分隔上下行车流； b.杜绝车辆随意调头； c.减少夜间对向行车眩光； d.显示车道的位置，诱导视线； e.为其他设施提供场地。 ④中间带的宽度 ⑤中间带的长度 为养护方便或某些车辆在必要时驶向反方向，设开口，l=2km。 ⑥两侧带 如机动车与非机动车之间。 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。要高出行车道 0.08～0.20m。 ①人行道 ②种植带 ③设施带 超高 ①超高缓和段 一般取缓和段作为超高过渡段。 ②超高的过渡方式 a.无中央分隔带 ★内边轴旋转，即先逐渐地将外侧车道抬高，（绕行车道中心线），当抬高到与内侧车道相同横坡时，再一同绕内边轴旋转到超高横坡度为止，适用于新建道路。 ★中轴旋转，适宜于改建道路。 ★外边轴旋转，用于特殊设计，强调路容美观。（内侧不变） b.有中央分隔带 ★绕中央分隔带中心线，用于中间带宽≤4.5m。 ★绕中央分隔带两侧边缘，用于各种宽度中间带。 ★绕中央分隔带两侧路面中心线，用于车道数大于4条。 c.对于分离式路 按两条路单独考虑超高的设置。 四、横断面测量 1、任务： 在实地逐桩测量每个中桩在路线的横向的地表起伏变化情况，并画出横断面地面线。测量范围，应根据地形、地质、地物及设计需要确定，一般中线左右宽度不小于20m。 2、记录： 将实测数据记录在《道路横断面测设记录本》中。分为高差、分母为各测点间的距离。 3、工作内容： ①横断面方向的确定 a.直线路段 横断面方向与路线垂直，用方向架或经纬仪确定。 b.曲线路段 横断面方向与该点处曲线的切线相垂直，根据计算的弦偏角用经纬仪确定。 ②测量方法 a.抬杆法 用花杆测平距和高差。此方法简便易行，适用于横向变化较多较大地段，误差较大。 b.手水准法 量距用皮尺。此方法精度较高，用于横坡较缓地带。 c.交会法 用经纬仪测出2A、2B，用皮尺丈量L，图解交绘出C点，适用于陡岩地段。 d. 钓鱼法 适用于深沟路段。 横断面图绘制方法 1、在计算纸上绘制横断面的地面线。 地面线是在现场测绘的，若是纸上定线，可从大比例尺的地形图上内插获得。 横断面图的比例尺一般是1：200。 2、绘出设计线：“戴帽子” 3、绘出防护及加固设施的断面图。 4、根据综合排水设计，画出路基边沟、截水沟、排灌渠等的位置和断面形式。 第二节 平面设计 一、平面 （是指道路中心线在水平面上的投影） 二、平面线形要素 三、直线 四． 圆曲线 五、缓和曲线 六、平曲线测设 七、平曲线视距的保证 二、平面线形要素 1、直线 曲率为0的线形。 2、圆曲线 曲率为常数的线形。 3、缓和曲线 曲率为变数的线形。 三、直线 1、直线的特点 ①路线短捷，缩短里程，行车方向明显； ②线形简单，易测设； ③长直线、行车安全性差； ④直线只能满足两个控制点的要求，难以与地形及周围环境协调。 二、直线的运用 宜采用直线线形的路段： （1）不受地形、地物限制的平坦地区或山 间的开阔谷地； （2）市镇及其近郊，或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区； （3）长的桥梁、隧道等构造物路段； （4）路线交叉点及其前后； （5）双车道公路提供超车的路段。 采用长直线应注意的问题 （1）在直线上纵坡不宜过大，因长直线再加下陡坡更易导致高速度。 （2）长直线与大半径凹竖曲线组合为宜，这样可以使生硬呆板的直线得到一些缓和。 （3）道路两侧过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物、雕塑、广告牌等措施，以改善单调的景观。 （4）长直线或长下坡的尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定外，还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等安全措施。 最长直线限制 《标准》规定：直线的最大与最小长度应有所限制。一条公路的直线与曲线的长度设计应合理。 德国规定直线的最大长度（以米计）为20V（计算行车速度，km/h）（适于高速公路V≥100km/h）。 公路线形首先考虑的不是在平面线形上尽量多采用直线，或者是必须由连续的曲线所构成，而是必须采用与自然地形相协调的线形。 合理利用地形和避免采用长直线。 最短直线限制 同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以km／h计）的6倍为宜（6V） 反向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以km／h计）的2倍为宜（2V） 四． 圆曲线 1．圆曲线的特点 ① 测试简单； ②适应地形变化，适用范围广而灵活； ③较大半径圆曲线线形美观、顺适、行车舒适； ④汽车行驶在圆曲线上比在直线上多占用宽度； ⑤圆曲线半径较小时，视距条件差。 2．圆曲线的设计标准 《公路路线设计规范》中规定： ①各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应，并尽可能选用较大的圆曲线半径，以提高公路的使用质量。 ②各级公路圆曲线的最小半径： a.极限最小半径 是路线设计中的极限值，在特殊困难条件下不得以采用的，一般不轻易采用。 b.一般最小半径 是指能够满足旅客舒适感和工程量要求时所采取的半径。 c.不设超高最小半径 是指即使在双向横坡的弯道上行驶也能安全、经济、舒适的通过时所采用的半径。 圆曲线最小半径 最小半径指标的应用 （1）公路线形设计时应根据沿线地形等情况，尽量选用较大半径。在不得已情况下方可使用极限最小半径； （2）当地形条件许可时，应尽量采用大于一般最小半径的值； （3）有条件时，最好采用不设超高的最小半径。 （4）选用曲线半径时，应注意前后线形的协调，不应突然采用小半径曲线； （5）长直线或线形较好路段，不能采用极限最小半径。 （6）从地形条件好的区段进入地形条件较差区段时，线形技术指标应逐渐过渡，防止突变。 ③圆曲线最大半径 选用圆曲线半径时，在与地形等条件相适应的前提下应尽量采用大半径。 但半径大到一定程度时，其几何性质和行车条件与直线无太大区别，容易给驾驶人员造成判断上的错误反而带来不良后果，同时也无谓增加计算和测量上的麻烦。 《规范》规定圆曲线的最大半在不宜超过10000m。 3、圆曲线的设计 各级公路和城市道路不论转角大小均应设置平曲线，而圆曲线是平曲线中的主要组成部分。 路线平面线形中常用的单曲线、复曲线、双交点或多交点曲线、虚交点曲线、回头曲线等中一般均包含了圆曲线。 圆曲线具有易与地形相适应、可循性好、线形美观、易于测设等优点，使用十分普遍。 圆曲线几何要素的确定 4、曲线主点里程桩号计算 计算基点为交点里程桩号，记为JD， ZY=JD-T YZ=ZY+L QZ=ZY+L/2 JD=QZ+J/2 根据汽车行驶在曲线上力的平衡式计算曲线半径： 五、缓和曲线 指设置在直线与圆曲线之间或圆曲线与圆曲线之间的曲率连续变化的曲线。 1、缓和曲线的作用 ①线形缓和。使线形圆滑，增加线形美观，有良好视觉效果。 ②行车缓和。有利于驾驶员操作方向盘。 ③超高加宽缓和。 2、缓和曲线的方程 式中： r —— 回旋线上某点的曲率半径 L —— 回旋线上某点到原点的曲线长 A—— 回旋线参数 3、缓和曲线几何要素 缓和曲线起点位置： 圆曲线内移植： 回旋线终点处半径方向与Y轴的夹角 ： 切线长 曲线长 外距 超距 4、主点里程桩号计算方法 4、设计标准 《公路路线设计规范》中规定： 各级公路的缓和曲线长度应大于等表列值。 各级公路缓和曲线最小长度 六、平曲线测设 1、任务 根据选定的交点位置，测定转角，交点间距，选定曲线半径，确定缓和曲线参数，计算平曲线各要素，进行钉桩、量距、敷设曲线及桩号计算。用经纬仪测角，钢尽量距。 2、记录 将有关数据记入《中线测设记录》中。 3、曲线测设方法 切线支距法敷设曲线计算方法 ①用切线支距法敷设回旋线公式 l——回旋线上任意点m至缓和曲线终点的弧长（m） ②切线支距法敷设带有回旋线的圆曲线公式 x=q+Rsinm (m) y=p+R(1-cosm) (m) 式中： lm ——圆曲线上 任意点m至缓和 曲线终点的弧长 αm——lm所对 应的圆心角 七、平曲线视距的保证 1、平曲线视距检查方法： ①视距包络曲线法 ②最大横净距法 （1）视距包络曲线 （2）最大横净距及其计算 1、保证行车视距的工程措施： ①清除障碍物： （1）清除视距包络曲线与视点轨迹线间的全部障碍物。 适用：连续障碍物的清除，如路堑边坡等 （2）清除距离视点轨迹线小于最大横净距的障碍物。 适用：分散障碍物，如独立建筑物等 。 ②分道行驶： 二、三、四级公路，在工程特殊困难，或受其它条件限制路段，若保证2倍停车视距不可能，则必须满足停车视距，同时必须采用严格的分道行驶措施。如设分道线、分隔带、分隔桩；或设成两条分离的单车道。 第三节 纵断面设计 一、纵断面 沿着道路中线竖向剖面的展开图即为路线纵断面。 二、纵断面设计 在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。 纵断面包括内容 地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点绘 的一条不规则的折线。 设计线：路线上各点路基设计高程的连续。 地面高程：中线上地面点高程。 设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。 路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。 平曲线 ：平面设计结果 纵断面设计内容：坡度及坡长 二、纵坡设计 一、纵坡设计的一般要求 1、纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。 2、为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。 尽量避免采用极限纵坡值。 合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度的缓坡。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3．纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅 4．一般情况下山岭重丘区纵坡设计应考虑填挖平衡，尽量使挖方运作就近路段填方，以减少借方和废方，降低造价和节省用地。——即纵向填挖平衡设计。 5．平原微丘区地下水埋深较浅，或池塘、湖泊分布较广，纵坡除应满足最小纵坡要求外，还应满足最小填上高度要求，保证路基稳定。——即包线设计。 6．对连接段纵坡，如大、中桥引道及隧道两端接线等，纵坡应和缓、避免产生突变。交叉处前后的纵坡应平缓一些， 7．在实地调查基础上，充分考虑通道、农田水利等方面的要求。 二、最大纵坡 在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。 三、最小纵坡 各级路段路堑，低填方路段及其他排水不畅地段，应采用不小于0.3%的纵坡。当必须设计平坡或小于0.3%的纵坡时，边沟应做纵向排水设计。 四、坡长 最小坡长—为满足行车平顺、纵面视距。 最大坡长—为满足汽车的爬坡能力。 五、平均纵坡 平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差H与路线长度L之比（连续升坡或降坡路段）。 a .相对高差为200～300m，平均纵坡接近5.5% b.相对高差大于500 m，平均纵坡接近5%为宜 c.任一连续3000 m范围内平无纵坡不大于5.5% 六、合成坡度 是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横坡组合而成的坡度，其方向即流水方向。 式中：I —— 合成坡度（%） iy ——超高横坡或路拱横坡（%） i——路线设计纵坡度（%） 3、竖曲线设计 ①竖曲线要素 a.直线 b.竖曲线（凹形、凸形） ②竖曲线方程 ③竖曲线半径选择 满足《规范》规定竖曲线最小半径和最小长度要求。 ④竖曲线几何要素 曲线长 L=Rω 切线长 外距 ⑤点绘竖曲线 a.计算竖曲线上任意点纵距y： x = 任意点桩号一起点桩号 =终点桩号－任意点桩号 b.设计高程 = 切线高程±y c.绘制竖曲线 竖曲线的最小半径 竖曲线设计限制因素 1．缓和冲击 汽车在竖曲线上行驶时，受离心加速度限制。 2．时间行程不过短 最短应满足3s行程。 3．满足视距的要求： 凸形竖曲线——坡顶视线受阻 凹形竖曲线——下穿立交 4. 凸形竖曲线主要控制因素：行车视距 凹形竖曲线主要控制因素：缓和冲击 力 逐桩设计高程计算 第四节 选 线 一、选线 是指根据公路的性质、任务、等级，结合自然条件，综合平、纵、横三方面因素，在实地或纸上选定公路中线平面位置的工作。 二、选线的步骤 三、选线的原则 四、地形的划分 五、各类地形选线要点 六、定线 二、选线的步骤 1、路线方案选择 是解决起、终点间路线基本走向的问题。路线基本走向应根据指定的路线总方向（起、终点和中间主要控制点），考虑路线等级在路网中的作用，结合各种运输方式布局，城镇、工矿企业、资源状况，及各种自然条件，通过实地踏勘、航空视察或用遥感或航摄资料，或在小比例尺地形图上，从大面积着手，从面到线，通过调查、分析、比选确定一条最优路线方案。 比较结果 ①Ⅲ、Ⅳ方案过于偏离总方向，虽能多联系几个县市，但对发展地区经济的作用不大，且Ⅳ方案线形标准低，将来难改建； ②Ⅱ方案虽路线短，但与铁路严惩干扰，且用较多； ③Ⅰ方案路线短，线形标准高，用地最省，造价较低，是推荐的优选方案。 2、路线带选择： 在路线基本方向选定的基础上，按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部控制点，连接这些控制点即构成路线带。 3、具体定线： 是根据技术标准和路线方案，结合有关条件在有利的定线带内进行平、纵、横综合设计，具体定出道路中线的工作。 三、选线的原则 1、在路线设计的各个阶段，应运用各种先进手段对路线方案做深入、细致的研究，在多方案论证、比选的基础上，选定最优路线方案。 2、路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下，使工程数量小，造价低，营运费用省，效益好，并有利于施工和养护。在工程量增加不大时，应尽量采用较高的技术指标，不应轻易采用最小指标或低限指标，也不应片面追求高指标。 3、选线应同农田基本建设相配合，做到少占田地，并应尽量不占高产田、经济作物田或经济林园等。 4、通过名胜、风景、古迹地区的公路，应与周围环境、景观相协调，并适当照顾美观。注意保护原有自然状态和重要历史文物遗址。 5、选线时应对工程地质和水文地质进行深入勘测，查清其对公路工程的影响。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区，应慎重对待。一般情况下路线应设法绕避。当必须穿过时，应选择合适的位置，缩小穿越范围，并采取必要的工程措施。 6、选线应重视环境保护，注意由于公路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题，具体应注意以下几个方面： ①路线对自然景观与资源可能产生的影响； ②上地、拆迁房屋所带来的影响； ③路线对城镇布避、行政区划、农业耕作区、水利排灌体系等现有设施造成分割而产生的影响； ④噪音对居民的影响； ⑤汽车尾气对大气、水源、农田所造成的污染及影响； ⑥对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对策实施的可能性。 四、地形的划分 1、平原区 ①地面高度变化微小，有时有轻微的波状起伏或倾斜。 ②有泥沼、盐渍土、淤泥、河谷漫滩、草原、戈壁、沙漠，耕地，居民点密集。 ③有湖泊、水塘。 2、山岭区 ①山高谷深，坡陡流急，地形复杂； ②温差大，暴雨多，河流水位变化大； 3、丘陵区 ①介于平原区和山岭区之间； ②微丘近似山岭地形。（平原微丘区） ③重丘近似山岭地形。（山岭重丘区） 五、各类地形选线要点 1、平原区选线要点 ①平面线形应采用较高的技术指标，尽量避免采用长直线或小偏角，但不应避免长直线而随意转弯。在避让局部障碍物时要注意线形的连续、舒顺。 ②纵面线形应结合桥涵、通道、交叉等构造物的布局，合理确定路基设计标高，纵坡不应频繁起伏，也不宜过于平缓。 布设路线需注意 要注意支援农业，少占农田，紧密与农田水利建设相结合。 路线穿过城镇居民区时，原则上不家穿过城镇内部，因为不仅降低车速，增多交通事故，而且干扰居民，但路线定在城镇外围不宜太远，要做到靠城不进城，昨民不挠民。用支线相连，要既方便运输，又保证安全。 路线跨截止水道时，无论在平面或纵断面上尽可能不破坏路线的平顺性。在中桥位应选在河床稳定，河道顺直、河面较窄、地质良好、两岸地开有利于桥头路线布设的河段。尽可能使桥位中线与洪水主流向正交。 小桥涵位置应服从路线走向，若遇到斜交过大或河沟过于弯曲，则可采取改河措施或改移路线予以适当调整。 2、山岭区选线要点 山岭区路线一般以顺山沿河布设为宜，必要时横越山岭。按路线通过三部位和地形特征可分为三种线形：沿溪线、越岭线和山脊线。 ①沿溪线 是指沿山谷溪流两岸布设的路线。选线要点是解决好河岸的选择、线位高低、跨河换岸地点。 a.河岸选择 地形、地质条件：路线应选在地形宽坦，有台地可利用，支沟较少、较小，水文及地质条件良好的一岸。 积雪和冰冻地区的选岸：在不影响路线整体布局的前提下，尽可能选择阳坡和迎风的一岸。 考虑城镇及居民点的分布：除国防公路外，一般路线应尽可能选择村镇较多、人口较密的一岸，其他如对革命史迹、历史文物、风景区等要创造便于联系的条件。 b.线位高低：（高线和低线） ★高线：是指路基高出设计水位很多，完全不受洪 水威胁。 优点：免除洪水威胁，节省防护工程，路基稳定，土石方工程少。 缺点：地形多不连续，除有较高台地，还有深沟相间，相邻台地高差较大，山坡缺口多使挡土墙工程量大，跨越支沟桥涵工程量大，若遇不良地质地段时跨河换岸困难。 条件：有大段高台地利用且临河低线不适宜。 ★低线：是指路基高出设计水位不多，路基一侧临水很近。 优点：平纵面线形较顺，易争取较高标准，土石方工程量小，路基边坡低较稳定，路线活动范围较大便于利用有利地形、地质，中专河换岸方便。 缺点：易受洪水威胁，防护工程多。 条件：有较低平整台地，水文地质条件好，且不受洪水影响。 在一段沿溪线中，为了利用有利地形和避让不利地形、地质条件，往往交替使用。 路线在河谷断面上的布设 山区河谷有三种形态：浅盆型、U型、V形 浅盆形河谷较开阔，布线有三种走法；傍山、傍河、中穿 傍山线沿较高台地，不占少占农田，不受洪水威胁，路基强度高； 傍河线坡度均匀平缓，缚形顺适，做防护工程； 中穿线线形标准高，占田多，路基稳定性差。 U型河谷横断面较窄。布线有两种：临溪线、山腰线。 临溪线土石方工程较小，平纵线形好，高治构造物多。 山腰线支挡工程多，废方处理困难，避免山洪冲刷。 桥位选择 按路线与河流关系：跨主流（跨河换岸） 跨支流 1、路线跨越主河的桥位选择： （1）在“S”形河段腰部跨河，以争取桥轴线与河流成较大交角。 （2）在河弯附近选择有利位置跨越。 （3）在与路线接近平行的顺直河段上跨河，桥头引道难以舒顺，应尽量避免。 2、路线跨支流的桥位选择： （1）从支河（沟）口直跨 （2）绕进支沟上游跨越 ②越岭线 是指当路线的两个主要控制点，位于山脊线的两侧山麓时，路线需从一侧山麓翻过山脊至另一侧山麓，这种路线称为越岭线。越岭路线选线时，应结合水文地质情况处理垭口选择、过岭标高、垭口两侧路线展线方案的问题。 a. 垭口选择 垭口是地质构造上的较弱层地带或断层破碎带。 垭口是越岭线方案重要控制点，在符合路线基本走向的情况下，应综合地质、气候、地形等条件，从可能通过的垭口中，选择标高较低和两侧利于展线的垭口，对垭口虽高，但山体薄窄的分水岭，采用过岭隧道方案有可能成为更合适的越岭位置时，亦应予以比较选择。 b. 过岭标高的确定 过岭标高直接关系到垭口自制切深问题。一般当山脊肥、地质条件差的不宜多切，采用浅挖低填；山脊瘦地质条件好的可多切，要保证路基稳定，最大切深可达20m，方案宜与隧道方案比较。 c. 垭口两侧山坡路线的布设 当确定了垭口和两侧山麓起点后，就进一步在山麓起点和垭口之间的山坡上进行路线的详细布局。 ★展线方式： 主要有自然展线、回头展线、螺旋展线三种： 1）自然展线 自然展线是以适当的坡度，顺着自然地形，绕山咀、侧沟来延展距离，克服高差。 2）回头展线 利用有利地形设置回头曲线进行展线。 （回头曲线：偏角等于或大于180°） 适合于设置回头曲线的地形 （1）直径较大、横坡较缓、相邻有较低鞍部的山包或平坦的山脊 。 适合于设置回头曲线的地形 （2）地质、水文地质良好的平缓山坡 。 适合于设置回头曲线的地形 （3）地形开阔，横坡较缓的山沟或山坳 。 目录 第一节 概述 第二节 一般路基设计 第三节 路基稳定性分析 第四节 路基防护与加固 第五节 公路排水 第六节 挡土墙 第七节 路基施工 第一节 概述 一﹑路基理论 是道路工程的基础，是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载。 二﹑路基工程的特点 1、结构简单； 2、受自然因素影响很大； 3、有大量土石方工程。 三、路基设计的内容 1、选择合理的路基断面形式； 2、选择路基填料与压实标准； 3、确定边坡形状和坡率； 4、路基排水系统设计和排水构造物设计； 5、防护加固工程设计。 四、路基的基本要求 1、要有足够的稳定性； 2、要有足够的强度； 3、要有足够的刚度； 4、要有足够的耐久生。 五、路基常见病害 1、路堤沉陷 2、路基边坡坍方 ⑴剥落 ⑵碎落 ⑶滑坡 ⑷崩塌 3、路基翻浆 4、路基沿山坡滑动 六、路基产生病害的原因 1、不良工程地质和水文地质条件； 2、不良水文、气候因素； 3、设计不合理； 4、施工不按操作规程和设计要求进行。 七、路基的断面形式 1、路基的基本断面形式： ⑴路堤 ⑵路堑 ⑶半填半挖 2、路基横断面 《公路路基设计规范》（JTJ013-95） ①一般路堤 护坡道：一般公路1～2m， 高速公路＞3m. ②河路堤 路基必须保持一定的高度。有防护工程。 ③ 半填半挖路基 当自然横坡陡于1:5时，路堤基地应挖成台阶，宽≥1m，且有2-40%向内倾斜的坡度。挖方边坡上方5m以外设截水沟。 ④矮墙路基 用于土质松散处。矮墙用浆砌或干砌片石，高度不宜超过2m，顶宽0.5m-0.8m，墙内坡竖直，外坡为1:0.2-1:0.5．填方矮 墙用浆砌片石，高不宜超过1.5m．软土地或冰冻严重地段不宜采用。 ⑤护肩路基 用于坚硬岩石陡坡地段。 填方不大，不宜填筑时。 ⑥砌石路基 用于坚硬岩石地段， 填方较大不宜 建筑时采用。 ⑦土墙路基 ⑧脚路基 当山坡上的填路基 有斜坡下滑的倾向 时采用。 ⑨挖方路基 八、路基的干湿类型 1、湿度来源 ①大气降水 ②地面水 ③地下水 2、干湿类型 ①干燥 ②中湿 ③潮湿 ④过湿 3、划分依据 ①根据实测不利季节路床表面以下80cm深度内土的平均稠度 Wc ： 九、公路自然区划 指为了区分不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，并在路基路面的设计，施工和养护中采取合适的设计参数和技术措施，以保证路基路面的强度和稳定性，对全国进行了公路自然区划，即将自然条件相近的地区划分为同一自然区。 十、路基土的强度指标 布西奈斯克公式： 式中：P—集中力（kN） U0—土的泊松比（0.35） E0—土的弹性模量（μpa） r—距集中力作用的距离（㎝） —距集中力为r的表面变化（㎝） 1、当路基建成后，用刚性承载板测定 、 式中：E0—土基回弹模量（μpa）； D—刚性承载板直径，D=30㎝； —土基泊松地， =0.35； —回弹变形小于1mm的各级荷载单位压力总和; —各级荷载单位压力作用下，回弹变形小于 1mm的回弹变形总和。 2、当新路设计时，估算E0 第二节 一般路基设计 一、一般路基：是指在正常工程地质条件下修筑填挖高度不超过设计规范或技术手册所允许的范围，其设计可直接参照现行设计规范或标准图，不必个别论证和详细验算。 1、高路堤：填土高度超过18m，填石 高度超过20m。 2、深路堑：大于20 m的挖方。 二、路基的基本构造： 1、路基宽度B，根据“路基横断面设计” 确定 2、路基高度H，是指路堤的填筑高度加上路面结构厚度或路堑的开挖深度，是道路中桩原地面标高与路基设计标高的相差值。 3、边坡坡度： 1： = 1：m 式中：b—边坡宽度； H—边坡高度。 4、其它设施： ①取土坑； ②弃土堆； ③护坡道； ④碎落台。 三、路堤设计 1、路堤（路床）是指路面的基础，是路面 以下80㎝范围内的路基部分，承受由路面 传来的荷载。 ① 路床 a. 上路床： 0 ～ 30㎝ b. 下路床： 30 ～ 80㎝ ② 路堤 a. 上路堤： 80 ～ 150㎝ b. 下路堤： 再往下 2、地基的处理 ①原地面坡度陡于1：5时，应开挖台阶； ②原地面坡度陡于1：2.5时，应采用石砌护脚。 3、路基填料 最理想的材料应当是稳定性好、压缩性小，便于施工压实及运距短的土、石材料。 4、路堤边坡 side slope of subgrade ①形式 a.直线形 b.折线形 C.台阶形 ②坡度，按《规范》选用，参见P132 四、路堑设计 1、路堑，是从天然地面开挖出来的路 基构造物。 2、边坡，按《规范》选用，参见P13 3、排水 4、防护 第三节 路基稳定性分析 一、基本概念 1、假设条件 ①滑动土体现为无变形刚体，不考虑滑动土体本身内 应力的分布。 ②极限平衡只在滑动面上达到。 ③最危险滑动面通过试算确定。 2、分析系数 式中：K——稳定安全系数。 3、分析： K=1 滑动主体处于极限状态 K<1 坡体失稳 k>1 坡体稳定 为安全可靠及考虑到一些工程上无法院预见的因素，设计中采用K≥1.25 4、方法 ①直线滑动面法； ②圆弧滑动面法。 二、浸水路堤稳定性验算 把水的浮力、渗透水压力的作用考虑进去。 三、高路真正边坡稳定性 四、陡坡路堤稳定性验算 当横坡陡于1：2或者说：1:2.5时，滑动面不能出现在基底接触面或覆盖层下基岩上。 五、深路堑 第四节 路基防护与加固 一、一般规定 1、路基防护工程 是防治路基病害、保证路 基稳定，改善环境景观、保护生态平衡的 重要设施。 2、路基加固工程：是技挡路基土体，以保证 路基在重及各种自然因素作用下保持稳定 的设施。 3、分类 ①防护工程分类 a.坡面防护（边坡防护） b.冲刷防护 ②加固工程分类 a.石垛 b.土堤 二、坡面防护 选用防护类型应根据公路等级、当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况确定，并与周围景观协调。 1、植物防护。是一种施工简单、费用不高、效果较好的坡面防护措施。植物覆盖表土，防止冲刷，避免风化，保护环境、美化路容。 ①种草 ②铺草皮 ③植树 ④框格防护 2、坡面处治 用于坡面过陡或植物不易生长的坡面，选用勾缝、灌浆、抹面、喷浆、嵌补、锚固、喷射砼等处治措施。 ①勾缝：用于岩石坚硬不易风化路堑边坡防护，缝隙多而细， 用水泥砂浆勾缝。 ②灌浆，裂缝大而深，可用水尼砼。 ③抹面，用于易风化而表面较宽整，尚未剥落的软质岩石。用 水泥砂浆均匀紧贴坡面。 ④喷浆，将砂浆均匀喷射在易风化岩层的坡面上。 ⑤嵌补，补平坡面岩石中较深的凹坑，用砌石。 ⑥锚固，适用于岩石节理和构造面倾向路基有顺层滑动的可 能，是垂直岩面钻孔至不滑动的较完整成坚硬岩石上，将钢筋 穿入，灌注砼。 ⑦喷射砼，适用于易风化尚未严重风化且坡面干燥的岩石边坡。 方法同喷浆。 3、护坡 用于填方边坡，用砌石或铺砌砼预制块，煤渣空心砖。 4、护面墙 用于软质岩层或破碎岩石挖方边坡较陡地段。 三、冲刷防护 是沿河路基直接承受水流冲刷，为了保证路基稳定牢固，必须采取防止冲刷的措施。分为直接防护和间接防护两种。 1、直接防护 以加固岸坡为主 2、间接防护 以改变水流方向为主，降低流速，减少冲刷为主。 用导流构造物分为顺坝，丁坝。设计中根据河流特 性、河道地形、地质、水文条件选用防护措施。 路基边坡及河岸冲刷防护工程表 四、加固工程 常用的加固工程有：挡土墙、石垛及土堤。 1、石垛： 用于盛产石料地区。 2、土堤 用于石料缺乏时。 3、挡土墙 第五节 挡土墙 一、挡土墙 是一种保证路基边坡或山坡土体稳定的挡土结构物，本身具有足够的整体 稳定性，墙身截面具有足够的强度，以抵御墙后的土体应力。 二、挡墙构造 常用挡土墙由墙身基础、排水设施、伸缩缝等组成。 1、墙身 2、基础 ①基础形式 ②基础埋深 3、排水设施 ①地面排水 ②墙身排水 4、沉降缝和伸缩缝 ①缝距10～15m; ②缝宽2～3㎝； ③缝内材料： a.胶泥； ④填缝料在内、外、顶三方填塞； ⑤填深不宜小于15㎝。 三、挡土墙分类 1、位置分类 ①路堑墙； ②路堤墙； ③路肩墙； ④山坡墙。 2、材料分类 ①石挡土墙；②砖挡土墙； ③砼挡土墙；④钢筋砼挡土墙。 3、结构形式分： ①重力式 ②衡重式 ③加筋式 ④锚杆式 ⑤锚碇板式 ⑥扶壁式 ⑦薄壁式 4、墙身断面分 ①仰式 ②垂直 ③俯式 ④凸形折线式 ⑤衡重式 四、挡土墙的受力分析及计算 已在《土质学与土力学中》介绍了。 五、挡土墙的工作原理 1、普通重力式挡土墙 gravitg retaining wall ①材料 片石（或块石）砌筑、砼 ②特点断面形式简单，施工方便，可就地取材，适应性强。 ③工作原理依靠墙身自重支撑土压力。 2、衡重式挡土墙 balance weight retaining wall ①材料 同重力式挡土墙。 ②特点：可降低墙高，减少基础开挖量，基底面积小，要有足够地基承载力。 ③工作原理 3、加筋土式挡土墙 reinforced earth retaining wall ①材料 a.面板钢筋砼预制块，厚应小于8㎝； b.筋带扁钢带。钢筋砼带。聚丙烯土工带。钢筋砼带应分节预制，分节长不宜小于3m。 c.填料级配砂、砂类土、碎石土、中低液限粘性土、稳定土、满足质量要求的工业废渣。 ②特点实际上是一种重力式挡土墙。 ③工作原理 4、锚杆挡土墙 ①材料：锚丁用单钢筋或钢筋来，直径100～150mm，向下倾斜10～15°，间距不小于2m，锚孔内灌水泥砂浆。 ②特点用于较完整岩石地段的路堑边坡，墙身构造简单，墙体壁薄。 ③工作原理 5、锚碇板挡土墙 ①材料墙面板用钢筋砼板；锚碇钢筋砼板面积不小于0.5㎡方形、矩形；拉杆用螺纹钢筋，φ不宜小于32㎜；填料应采用砾石。 ②特点：结构轻、柔性大。 ③工作原理 6、钢筋砼悬臂挡土墙 ①材料钢筋砼 ②特点结构轻 ③工作原理 7、钢筋砼扶壁式挡土墙 ①材料钢筋砼 ②特点结构轻受力状况优于悬臂式挡土墙。 ③工作原理 第六节 公路排水 一、公路排水分类 1、路界地表水排水，是指公路用地范围内的地表水排水。 ①路面排水 ②中央分隔带排水； ③坡面排水； ④由相邻地带或交叉路流入路界内的表面水的排除。 2、路面内部排水 ①通过路面接缝、裂缝，面层空隙下渗； ②地下水或地面两侧滞水侵入。 3、地下排水 4、公路构造物及下穿道路排水 ①桥面排水； ②桥台及支挡构造物排水； ③下穿道路排水。 综合形成排水系统 二、公路排水的目的 为了防止地面水和地下水对公路的损害，确保 公路排水畅通，结构稳定，行车安全。 1、全面规划、合理布局、少占农田、重视环保； 2、综合考虑各方面因素，形成完善的排水系统； 3、积极采用新材料、新技术、新工艺； 4、应考虑便于施工、检查、养护维修； 5、穿越城镇时，应与其现有排水系统相协调； 6、特殊地段应做好处治措施。 四、路界地表排水 1、目的： 是把公路用地范围内的水迅速排除。 2、设计内容： ①选择沟管类型； ②布置位置； ③确定断面形状及尺寸； ④选用材料。 3、路界排水系统组成 五、路面内部排水 1、防止水分进入路面 ①隔水层； ②路拱； ③填封路表缝隙； ④采用透水性小的密级配面层材料； 2、迅速排除水分 ①排水层； ②排水管 3、路面结构本身拉水性 增加强度 六、地下排水 1、设置条件 ①路堑开挖截断了坡体内的含水层，或山坡路堤基底范围内有含水层出露； ②填挖交界处有含水层外露； ③地下水位高； ④土质边坡含水量较大； ⑤滑坡地段拦截含水层。 2、排水设施 ①暗沟； ②暗管； ③渗沟。 七、公路构造物及下穿道路排水 1、桥面排水 ①泄水口 a.最大间距不宜超过20m，圆形15～20㎝，矩形（30～40㎝）× （20～30㎝）； b.顶部用铸铁格栅盖板，顶部应地周围低5～10㎜； c.周围应设置补强钢筋； ②泄水管 铸铁，最小内径15㎝。 ③排水管 a.采用铸铁、塑料、钢； b.内径大于或等于泄水管内径； c.纵向排水管坡度不小于0.5%； d.寒令地区竖向排水管末端宜距地面以上50㎝。 2、桥台及支挡构造物，类似于挡土墙。 3、下穿道路 ①尽可能采用自流方式，下挖段采用泵站排水； ②在最低点设置集水井并设地下排水管。 八、路基排水 1、地表排水 ①边沟是设置在路基边缘用于汇集、排除路基范围内和流向路基的少量地面水，是挖方路段和低填方路段必须设置的排水设施。 a.断面形状 梯形内侧边坡坡度为1：1.0～1：1.5 外侧边坡坡度与挖方坡度相同。 矩形用于石方路段，内侧直立。 三角形用于少雨地区，内侧边坡1：2～1：3。 流线形用于沙漠地区，防止积雪、堆河。 b.断面尺寸 沟深与底宽不应小于0.6m（高速、一级）0.4m（其他等级） 边沟纵坡不应小于0.5%，容许采用0.3%； 边沟长度不宜超过500m，多雨地区300 m，少雨地区200 m。 ②截水沟（天沟）是汇集并排除路基边坡上侧的地表水径流，保护挖方边坡和填方坡脚不被流水冲刷的一种地面排水设施。 a.断面形式 梯形、边坡1：1.0～1:1.5 b.断面尺寸 底宽不小于0.5m； 沟深不小于0.5m； 沟底纵坡不小于0.5%；长度以200～500为宜。 ③排水沟 是将边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水引排至路基范围以外指定地点的地面排水设施。 a.断面形式 梯形、边坡1：1.0～1:1.5 b.断面尺寸 沟深与底宽不应小于0.5m； 沟底纵坡不小于0.5%，特殊情况用0.3%； 长度不宜超过500m。 ④跌水与急流槽 是在山岭重丘区道路由于地形险峻、排水沟渠纵坡较陡，使水流 湍急，冲刷力强，为减少流速，降低能量，防止地基危害的一种地 面排水设施。 材料用浆砌石（块石）或水泥预制块。 ⑤倒虹吸管 是指当路线跨越灌溉沟渠，而沟渠水位与路基标高相差不多时，设置明涵有困难时采用的一种地面排水设施。 ⑥渡槽 是当原灌溉渠道与路基设计标高相差较大，驾设水槽或管道以路基上方跨越，以沟通道路两侧水流的一种地面排水设施。 ⑦蒸发池 是气候干旱、排水困难地段用以排除地表水的一种地面排水设施。蒸发池边缘至路基边沟不小于5m，面积不小于20㎡。 2、地下排水 ①暗沟 是设置在地面以下，用于引导水流的地下排水设施。 ②渗沟 是用渗透方式将地下水汇集于沟内并通过沟底通道将汇集的地下水沿水平方向排至指定地点。 ③渗井 是竖向排除地下水的一种设施，是将路基上层地下水引向更深的地下汇水层中去，从而降低上层地下水位或全部排除上层地下水。 第七节 路基施工 一、路基施工方法 1、人工施工 2、简易机械化施工 3、水力机械化施工 4、爆破法施工 5、机械化施工 选择施工方法，应根据工程性质、工程数量、施工期限，可获得人力及机械设备的条件来考虑。 二、施工前的准备 1、施工测量和放样 2、路基横断面核查 3、施工前复查和试验（W，WP，WL、WOP） 4、试验路段 ①不同施工方案做试验路段，选择最佳方案； ②位置选择具有代表性地段，路段长度不小于100m； ③所用材料、机具与将来全线施工所用材料、机具相同； ④施工完成后，检测有关指标，发现缺陷及时变更设计。 三、路基的压实 1、压实度 式中： ——工地试样干密度； ——击实所得最大干密度； （标准查表P166） 2、压实土基的意义 ①提高土体密实度； ②降低土本透水性； ③减小毛细水上升高度； ④防止水分积聚和侵蚀。 3、土基压实原理 《土质学与土力学》中已讲。 4、影响压实度的因素 ①含水量 ②土质 ③压实功能 ④压实机具 夯击式作用最深； 振动式次之； 碾压式最线。 ⑤压实方法 a.压实机具重量较小，作用时间较长，密实度高； b.碾压速度越高，压实效果越差。 四、路基填方施工 1、基底处理及零填挖路床 ①基底处理 a.清除杂草，深度不小于15㎝，清理后压实，在大于30㎝，深 耕地段，应翻松、打碎、整平压实，特殊地基应做相应处理； b.地面横坡1：5～1：2.5时，挖成台阶，当陡于1：2.5时应做特 殊处理。 ②零填挖路床 a.0～30㎝若原天然土密实度达不到要求时，应将地面翻挖压实， 达到要求密实度； b.易翻浆土层应挖除换土。 2、填料选择 3、最佳含水量确定 ①太干，用土前一天浇水； ②太湿，晾晒。 4、填筑方法选择 ①水平分层法 ②竖向分层法 ③混合法 5、填方压实 ①压实机具先轻后重；②碾压速度先慢后快； ③碾压路线一般直线段先以路缘向路中心，再从中心向两侧顺次碾压；弯道没超高横坡度时，由低向高一侧碾压；碾压时相邻轮迹重叠左右（约15～20㎝）；振动压路机应重叠0.4～0.5㎝。 ④经常检查土的W及K，并采取相应措施。⑤压实机具的选择 a.砂性土优选振动式、夯击式次之，静压式较差； b.粘性土优选静压式和夯击式，振动式较差。 6、桥涵及构造物处填筑 ①填料的选择 砂性土及透水性材料。 ②填筑方法 ③排水 ④压实 五、路基挖方 1、开挖注意事项： ①不得乱挖、超挖；②处理排水； ③做好支挡工程； ④提高生产效率； ⑤移挖作填。 2、路堑开挖方案选择： ①纵挖法 a.分段纵挖；用于路堑较长，运距较远。 b.分层纵挖，用于深度不大。 c.通道纵挖，用于土石方工程量集中段。 ②横挖法，适用于较短路堑。 ③石方开挖 爆破法；松土法。 3）螺旋展线 在山脊利用山包盘旋，以旱桥、隧道跨线； 在峡谷内，路线就地迂回，利用高架桥跨沟跨线； ③山脊线 定义：大体上沿分水岭布设的路线，称为山脊线。 特点： 土石方工程量小； 水文和地质情况好，桥涵构造物较少； 山脊线线位较高，一般远离居民点，不便于为沿线 工农业生产服务； 有时筑路材料及水源缺乏、曾加施工困难； 地势较高，易积雪、结冰，对行车和养护不利。 山脊线控制垭口的选择 分水岭方向顺直，起伏不大时，每个垭口均可暂定为控制点；地形复杂、起伏较大频繁，各垭口高低悬殊时，以低垭口作为控制点，高垭口舍去； 在有支脉横隔时，对相距还远并排的几个垭口间，应选择其中一个与前后联系条件好的垭口作为控制点。 山脊线侧坡的选择 当分水岭宽起伏不大时，路线以设在分水岭顶部为宜；如需将路线设在两侧山坡时，应选择坡面较整齐，横坡较缓，水文地质条件良好，积雪冰冻和支脉分布较少一侧。 山脊线控制垭口间的平均坡度 两控制点间应力求距离短捷，坡度平缓。若平均坡度超过规定，则应视具体地形、地质条件，采取深挖、旱桥、隧道等工程措施，也可利用侧坡，山脊有利地形展线。 3、丘陵区选线要点 ①微丘区选线 平面线形应充分利用地形处理好平、纵线形组合。不应迁就缩小地形，造成线形曲折，也不宜采用长直线，造成纵面线形起伏。 ②重丘区选线 活动余地较大，应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当地掌握标准，提高线形质量，设计中应注意。 ②重丘区选线 a. 路线应随地形的变化布设，在确定路线平、纵面线位的同时，应注意横向填挖的平衡。应注意纵向土、石方平衡，以减少废方和借方。 b.平纵横三个面应综合设计，不应只顾纵坡平缓而使路线弯曲，平面标准过低；或呆顾平面直捷纵坡平缓而造成高填深挖，工程过大；或只顾工程经济，过分迁就地形而使平纵面过多地采用极限或接近极限的指标。 c. 冲沟较发育地带二级公路、一级高速路可采用高路堤和高架桥的直穿方式；三、四级公路可采用绕越。 丘岭区布线方式 a. 对于平坦地带，如无地质地物障碍影响时，可按平原区以直线方向为主层的原则布线； 如有障碍或应联系的地点，则加设中国的控制点，相邻控制点间仍以直线相连； 凡路线转弯处，设置与地形协调的长而缓的曲线。 丘岭区布线方式 b.有较陡横坡的地带，则加设中间控制点，如无地形、地物、地质上障碍，路线应沿匀坡线布设； 若两已定控制点有障碍，则在障碍处加设控制点，相邻控制点间仍沿匀坡线布设。 丘岭区布线方式 c. 有横坡较缓的起伏地带，走匀坡线与直线之间，选择平面顺适纵坡均衡的地段穿过； 起伏较小时，低级路离直线远保证工程量小，高级路离直线近。 起伏较大时，两侧高差常不相同，高差大的一侧常常是决定因素。 六、定线 定线是按照已定的技术标准，在选线布局阶段选定的“路线带”（或叫定线走廊）的范围内，结合细部地形、地质条件，综合考虑平、纵、横三面的合理安排，确定井通常实地定出道路中线的确切位置的过程。 定线方法 直接定线：适用于标准较低的路线。 纸上定线：适用于技术标准高的、地形、地物复杂的路线。 纸上定线 纸上定线： 在大比例尺（一般以1：1000为宜）地形图上确定道路中线的位置的过程。 越岭线纸上定线 的方法： （一）定导向线 1．确定路线方案 2．绘均坡线 等高线间平距：a = h/i平均 3．定导向线 4. 平面试线 穿直线：按照“照顾多数，保证重点”的原则综合考虑平面线形设计的要求，穿线交点，初定路线导线（初定出交点）。 敷设曲线： 按路中线计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线半径，缓和曲线长度等。 （二）修正导向线 1．点绘纵断面草图 2．纵断面修正导向线。根据纵断面设计的填挖情况，对纵断面地面高程进行修正（挖方过大，降低地面高程；填方大，升高地面高程），在平面试线是的对应路段进行平面线位调整，称为修正导向线。 3．横断面修正导向线（横断面校核）。 （三）定线 经过几次修正导向线后，最终确定出满足《标准》、平纵线形都比较合理的路线导线，最终定出交点位置（一般由交点坐标控制）。 第五节 线形设计 一、线形设计的一般规定 二、线形组合设计 是指确定路线的空间位置，几何形状及尺寸的工作，包括平纵面线形设计和线形组合设计。 三、平面线形设计 四、纵面线形设计 五、平纵面线形组合设计 六、线形与环境的协调 一、线形设计的一般规定 1、线形设计的基本要求 ①汽车行驶的力学要求； ②司机视觉和心理要求； ③地形、地物、环境相协调； ④沿线土地利用，资源开发、社会经济条件相适应。 2、线形几何设计 ①是指路线平面几何要素设计，即直线、圆曲线、缓和曲线三者的组合设计，绘出平面设计图。 ②纵面线形设计 是指在实地或纸上对确定的中桩进行纵断面测量，绘出纵断面图，在图上确定坡度线、竖曲线的位置，形状尺寸。 ③平纵线组合设计 是指在完成平纵面线形设计后，用透视图法，对空间线形进行视觉分析，修正平纵面线形。 三、平面线形设计 1、设计的一般原则 ①平面线应直捷连续均衡，并与地形地物相适应，与周围环境相协调； ②各级公路不论转角大小均应敷设曲线，并尽量选用较大的圆曲线半径； ③两周向曲线间应有足够的直线段，不得以短直线相连，否则应调整线形； ④两反向曲线间夹直线段时，以设置不小于最小直线段为宜，否则应进行调整； ⑤曲线线形应特别注意技术指标的均衡性与连续性； ⑥应避免连续急弯的线形，可在曲线间插入足够长的直线或回旋线。 2、直线的运用 ①下列路段宜采用直线 a.不受地形地物限制的平坦地区或山区的开阔谷地； b.市镇及其近郊或规划方正的农耕区等以直线为主体的地区； c.桥梁、隧道等构造路段； d.路线交叉点前后； e.双车道公路提供超车路段。 ②当采用直线时应注意 a.纵坡度不宜过大； b.与大半径凹形竖曲线结合为宜； c.两侧地形过于空旷时，宜采取植不同树种或设置一定建筑物等措施； d.长直线或长下坡尽头的平曲线，除曲线半径、超高、视距等必须符合规定要求外，还必须采取设置标志，增加路面抗滑能力等安全措施。 ③直线长度不宜过短 3、圆曲线的运用 ①在适应地形的情况下应选用较大的曲线半径 ②在确定R时应注意： a.极限最小R的4～8倍或超高为2～4%的R； b.地形条件受限时，应采用大于或接近一般最小半径R； c.地形条件特殊困难而不得已时，方可采用极限最小R； d.应同前后线形要素相协调，使之构成连续，均衡的曲线形； e.应同纵面线形相配合，必须避免小半径曲线与陡坡相重合。 4、回旋线的运用 ①在线形设计中应作为主要线形要素；（四级公路不采用） ②回旋线参数： 5、平面线形要素组合类型 ①基本型 “直线＋回旋线＋圆曲线＋回旋线＋直线” ②S型 “圆曲线＋回旋线＋圆曲线” ③卵型 “圆曲线＋回旋线＋圆曲线” a.A宜 （R2为小圆） b. c.两圆曲间距 ④凸型 “回旋线＋回旋线” a. A1A2应符合容许最小回旋线参数的规定； b. R应符合圆曲线一般最小半径的规定； c. 只有在路线严格受地形、地物限制处方可采用。 ⑤复合型 “两个以上回旋线在曲率相等处相连” ⑥C型 “回旋线＋回旋线” 四、纵面线形设计 1、一般原则 ①线形应与地形相适应，设计成视觉连续，平顺而圆滑的线形，避免在短距离内出现较频繁起伏； ②应避免能看见近处和远处而看不见中间凹处之线形； ③较长的连续上坡路段，宜将最陡纵坡放在底部，接近坡顶的纵坡宜适当放缓； ④相邻纵坡三代数差小时，应尽量采用大的竖曲线半径； ⑤交叉处前后的纵坡应平缓； ⑥在积雪、冰冻地区，应避免采用陡坡。 2、纵坡值的运用 ①各级公路的最大纵坡值与纵坡限制长度不应轻易采用。只有在起岭线中为争取高度、缩短路线长度或避开艰巨地段等不得已时，方可采用。 ②纵坡以平缓为宜，最小纵坡不应小于0.3%，干旱少雨地区可不受此限制。 3、各种地形纵坡设计 ①平原微丘区纵坡应均匀平缓。丘陵区地形的纵坡应避免过分迁应地形而起伏过大。 ②山岭重丘区，沿溪线应尽量采用平缓坡度，坡长不宜超过规定限值，纵坡不宜大于6%。 ③越岭线的纵坡应力求均匀，应尽量不采用极限或接近极限的坡度，更不宜连续采用极限长度的陡夹短距离缓坡的纵坡线形。越岭展线不应设置反坡。 ④山脊线和山腰线，除结合地形不得已时采用较大的纵坡外，在可能条件下应采用一递增的纵坡。 4、竖曲线设计的要求 ①竖曲线应选用较大的半径。当条件受限制时，可采用一般最小值，特殊困难不得已时方可采用极限最小值。 ②当有条件时，宜按下表规定进行设计 ③相邻同向竖曲线间，特别是同向凹形竖曲线之间，如直线坡段不长，应合并为单曲线或复曲线，避免出现断脊曲线。 ④相邻反向竖曲线间宜插入直线坡段，亦可直接连接。 五、平纵面线形组合设计 是指满足汽车运动学和力学要求的前提下，研究如何满足视觉和心理方面的连续舒适，与周围环境的协调和良好的排水条件。 1、原则 ①在视觉上能自然地引导司机的视线，并保持视觉的连续性； ②保持平纵线形的技术指标大小均衡，不要悬殊太大，使视线在视觉上、心理上保持协调。 ③选择合适得当的合成坡度，利于路面排水和行车安全； ④与道路周围环境相配合。 2、空间线形要素 是指平纵面线形组合在一起，构成的立体线形。平面有直线、圆曲线、缓和曲线。纵面有直线、凸形竖曲线、凹形竖曲线。组合以后有六种空间线形要素： ①平面直线＋纵面直线 2a ②平面直线＋凹形竖曲线 2b ③平面直线＋凸形竖曲线 2c ④平曲线＋纵面直线 2d ⑤平曲线＋凹形竖曲线索 2e ⑥平曲线＋凸形竖曲线 2f 3、线形组合要点 ①2a ： a.线形单调、枯燥； b.适用于交叉口； c.可用划线、标志、绿化等调节视觉。 ②2b： a.视距条件好; b.避免采用短凹竖曲线(L＞Rmin(3-4)); c. 两凹形竖曲线间不宜插入短直线; d.长直线末端不宜插入小半径凹形竖曲线间。 ③2c： a.视距条件差，线形单调，应尽量避免； b.应采用较大竖曲线半径。 ④2d： a.直线与圆曲线组合应适当，圆曲线半径大； b.平曲线半径与纵坡度协调 c.避免急弯与陡坡相重合。 ⑤2 e、2f 当平纵面几何要素大小适当，均衡协调，位置适宜，可以获得视觉舒顺、诱导良好的空间线形。 4、平纵面线形组合 六、线形与环境的协调 1、原则 ①尽量少破坏公路周围的地貌、地形、天然树林、建筑物等； ②当公路以挖方穿越山脊或通过宽阔林区时，路线应布设成曲线，以保持自然景观的连续； ③为减轻在长直线公路上驾驶的单调感，应使驾驶者能看到前方显著的景物； ④应根据技术和景观要求合理选定构造物的造型，使公路构造物成为自然景观中的一部分。 2、平纵面线形组合必须注意与路线所经地区的环境相配合； 3、应充分利用自然风景如弧山、湖泊、大树，或人工建筑物如水坝、桥梁、农舍，或在路旁设置一些设施，以消除景观单调感，使公路与大自然融为一体； 4、有条件时可适当放缓边坡或将边坡的变坡点修整圆滑，使边坡接近于自然地面的形式，增进路容美观； 5、公路两侧的绿化应避免形式和内容上的单一化，应将绿化作为诱导视线，点缀风景以及改造环境的一种措施而进行专门设计。 第六节 平面交叉设计 交叉口：道路与道路（或铁路）在同一平面上相交的地方称为平面交叉，又称为交叉口。 一、交叉口设计的主要内容： （1）正确选择交叉口的形式，确定各组成部分的几何尺寸 （2）进行交通组织，合理布置各种交通设施 （3）验算交叉口行车视距，保证安全通视条件 （4）交叉口立面设计，布置雨水口和排水管道 二、交叉口的交通分析 进出交叉口的车辆可能产生的交错点 ： 分流点——同一行驶方向的车辆向不同方向分离行驶的地点； 合流点——来自不同行驶方向的车辆以较小的角度，向同一方向汇合行驶的地点； 冲突点——来自不同行驶方向的车辆以较大的角度相互交叉的地点。 减少或消灭冲突点的方法 1．实行交通管制。在交叉口设置交通信号灯或由交通警指挥，使发生冲突的车流从通行时间上错开。 2．采用渠化交通。在交叉口内合理布置交通岛、交通标志和标线、或增设车道等，引导各方向车流沿一定路径行驶，减少车辆之间的相互干扰。如环形平面交叉可消灭冲突点。 3．修建立体交叉。将相互冲突的车流从通行空间上分开，使其互不干扰。这是解决交叉口交通问题最彻底的办法。 三、平面交叉口的基本类型 1、按形式划分 ①十字形交叉 ②T 形交叉 ③X形交叉 ④Y形交叉 ⑤错路交叉 ⑥多路交叉 2、按平面交叉口形式分 ①加辅转角式 特点：简单、占地少、造价低、 设计方便、车速低。 适用：三、四级公路及城市一般道路。 ②分道转弯式 特点：转弯车量大。 适用：三、四级公路及城市一般道路。 ③加宽路口式 特点：可减少转弯车辆对直行车辆的干 扰，车速高、事故低、占地少、投资大。 适用：二级公路及城市主干路。 ④渠化T形交叉 ⑤环形交叉 四、平面交叉设计要点 1．设计要求： ①保证相交道路上所有车辆和行人的交通畅通； ②保证交叉口范围内的地面水迅速排出。 2、设计内容： ①正确选择交叉口形式，确定各组成部分尺寸； ②合理布置各种交通设施； ③交叉口立面设计和雨水口、排水管道的布置。 3、设计资料 ①相交道路的条数和等级； ②车辆和行人估算交通量； ③车辆和设计行车速度； ④相交道路设计纵坡及横断面； ⑤交叉口地形； ⑥交叉口周围建筑物； ⑦排水管道。 4．设计要点 ①平纵面设计要点 a.平曲线 满足《规范》中最小半径要求。 b.纵坡 以设置平缓坡段为宜，且满足最小坡长的规定。 c.竖曲线 同路段竖曲线。 d.视距 在交叉口以前的一定距离应能识别交叉的存在的信号、标志；无信号和停车控制的交叉，在交通量小的情况下，识别距离可采用各相交公路的停车视距。（停车视距=司机反映事件+汽车制动距离+最小安全距离） ②转弯处平、纵设计要点 a.平面交叉处的圆曲线的半径，应根据平面交叉的类型、交通量，计算行车速度和交叉角确定。 b.转弯处的纵坡、横坡和标高，应与相交公路相适应，并保证平面交叉范围内的路面排水流畅。 c.交通量大转弯车辆多时，可增设减速车道和加速车道。 ③附加车道 有变速车道和转弯车道两种。 a.加速合流和减速分流处设加速、减速车道。 b =3.0－3.5m (应根据公路等级、使用性质、速度变化范围、车辆特性和纵坡等因素经计算确定。一般可参照规范)。 b.平面交叉符合下列情况，设右转车道 平面交叉角小于60°，右转交通量较大； 右转交通量较大，所需车速较高； 有特殊需要时。 c. 平面交叉除下列情况外，设左转车道 不允许左转弯时 设计通行能力有富裕时 V＜40Km/h 的双车道公路， PHT＜200辆 /h d. 右转车道是在进口右侧或同时在出口右侧拓宽。 e. 左转车道有三种方法： 中间车道宽D≥4.5m ， 将道口一段中间带压缩 D＜4.5m，将道口单向或双向车道向外侧偏转 无中间时，将进口道一侧或两侧拓宽或占用对向车道。 f.左转弯车道长度 L=Ld＋Le＋Ls 其中： L——左转弯车道长度（m） Ld——分流长度（m） Le——减速长度（m） Ls——等候转弯车辆排队长度（m） g.左右转弯车道宽3m 五．平面交叉口里面设计 1、原则 ①主要道路设计纵坡不变。 ②等级相同，交通量差别不大，有不同纵坡时，保持原纵坡不变，而改变横坡。 ③等级、交通量不同，主要道路不变，次要道路随主要道路而变。 ④至少一条道路纵坡离开交叉口。 ⑤有进水口处，不应使水流过行人横道。 2、基本形式（十字形交叉） ①全由交叉口中心向外； ②全向交叉口中心倾斜； ③三条向外，一条向内； ④三条向内，一条向外； ⑤相邻两条向内，另两条向外； ⑥相对两条向内，另两条向外。 第七节 立体交叉设计 一、立体交叉 是指两条路在不同高度上相互交叉的连接方式。 二、基本组成： 跨线桥（地道） 主线（正线） 匝道 出入口 变速车道 三、立体交叉分类 1、按相交路线跨越方式分 ①上跨式 ②下穿式 2．按交通功能分 ①分离式 ②互通式 3．按交通流线划分 ①完全互通式 ②交织式 ③平交式 4．按收费方式划分 ①不收费式 ②收费式 四、立体交叉的布置规划 1、立交位置的选择 应以现有道路网或已批准的规划为依据。在保证主线畅通的前提下，综合考虑立交对地区交通的分散和吸引作用，立交的设置条件、技术上的合理性，经济上的可行性及拟选立交的形式，一般选择在地势平坦开阔、地质良好、拆迁较少以及相交道路具有较高的瓶、纵先行指标处。 2、间距 确定互通式立交间距时，主要考虑能均匀地分散交通，能满足交织路段长度的要求，满足标志和信号布置得需要及司机操作顺适的要求。 五、交形式的选择 自然条件 环境条件 交通条件 道路条件 六、互通式立体交叉 1．基本形式 ①喇叭型（A） ②喇叭型（B） ③半定向T型 ④定向Y型 ⑤菱型 ⑥苜蓿叶型 ⑦半苜蓿叶型 ⑧环型 目录 第一节 概述 第二节 沥青路面设计与施工 第三节 水泥砼路面设计与施工 第四节 其他路面及基(垫)层 第五节 路面排水 第一节 概述 一．路面 是位于路基上方，直接承受荷载和自然因素的作用，由各种材料接受不同比例拌和，铺筑而成的一种带状构造物。 二．路面结构 1.面层 2.基层 3.垫层 三．路面类型 1.按面层使用材料分： ①沥青类 ②水泥砼 ③粒料 ④块料 2.按强度构成原理分： ①嵌锁法 ②级配法 ③稳定法 ④铺砌法 3．按荷载作用下的力学性质分： ①柔性路面 : 各种基层（除水泥砼外) 各类沥青面层，碎石面层，块料面层. ②刚性路面 ：水泥砼作面层或基层。 ③半刚性路面：以石灰水泥稳定土，石灰水泥处治碎石，含工业废渣基层。 4.常见路面结构层类型： ①碎砾石类: a.泥结碎石：以碎石为骨料，黏土作填充料粘结料 经压实而成的路面结构层。适用于基层和中级路面 基层。 b.泥灰结碎石：以碎石为骨料，用一定数量的石灰和 作粘结料，经压实而成的路面结构，适用于基层。 c.级配碎（砾）石：由各种集料和土，按最佳级配原理 配制并铺压而成的路面结构. 适用于基层和中层路面面 层。 d.水结碎石：用大小不同的扎制碎石从大到小分层铺， 洒水碾压，依靠碎石嵌锁和石粉胶结作用形成的路面结 构层，适用于基层。 ②结合料稳定类： a.石灰（稳定）土：将一定量的石灰同粉碎土拌和，摊 铺，在最佳含水量时压实，经养生成型的路面结构，适 用于基，垫层。 b.水泥稳定土：在粉碎的和原来松散的土中掺 入适量的水泥和水经拌和，压实，养生成型 的路面结构层。适用于基，垫层。 c.沥青稳定土用沥青做结合料，与粉碎的土或 土集料 混合经拌和，铺压而成的路面结构. 用于基，垫层。 d.工业废渣:用石灰或石灰下脚料做结合料，与活 性材料及土或其他集料按一定配合比，加适量 水拌和，铺压，养生成型的路面结构层.适用 于基层，垫层。 ③沥青类 a.沥青表面处治：用沥青和矿料按层或拌和方法，铺筑厚度不大于3cm的一种薄层路面面层，防水层，磨耗层，防滑层。 b.沥青贯人碎石：用大小不同的碎石或砾石分层铺筑，颗粒尺寸自下而上逐层减小，同时分层贯人沥青，经分层压实而成的路面结构层。适用于次高级路面面层，高级路面基层，联结层。 c.沥青碎石：以一定级配的矿料用沥青做不结合料，按一定比例配合，拌匀，铺压而成的路面结构层。适用于高级，次高级路面面层，高级路面基层，联结层。 d.沥青砼：由适当比例的各种不同大小颗粒的矿料和沥 青在一定温度下拌和成混合料，经铺压而成的路面结构 层。 ④ 水泥砼：以水泥与水合成水泥浆为结合料，碎（砾）石 为骨料，砂为填充料，按适当的配合比例，经加水拌和、摊 铺、振揭、整平、养生所筑成的路面结构层。适用于高级路 面面层、基层。 ⑤块料类 a.整齐块石 b.半整齐块石 c.水泥石砼联锁块 分别以加工的整齐块石、半整齐块石、预制的水泥砼联锁 铺砌而成的路面面层。分别适用于高级路面面层、次高等级 路面面层、高级路面面层。 四、路面等级 1、高级路面 ①公路等级：高速、一、二级公路用； ②面层类型：沥青砼、水泥砼； ③特点： a.强度、刚度高，稳定性好； b.使用寿命长，能适应较繁重的交通量； c.平整无尘，能保证高速行车； d.养护费用少，运输成本低； e.投资大。 2、次高级路面 ①公路等级：二、三级公路； ②面层类型：沥青贯入式，沥青碎石、沥青表面处治； ③特点： a.强度、刚度较高； b.使用寿命较长，适应交通量较多； c.行车速度较高； d.造价较低； e.费用和成本较高。 3、中级路面 ①公路等级：四级公路； ②面层类型：碎（砾）石、半整齐块石、粒料类。 ③特点： a.强度、刚度低，稳定性差； b.平整度差，易扬尘； c.仅适应较小交通量； d.行车速度低，造价低； e.养护费用高、运输成本高。 4、低级路面 ①公路等级：四级公路； ②面层类型：粒料、当地材料。 ③特点： a.强度、刚度最低； b.水稳性、平整度均差，易扬尘； c.仅适应较小交通量； d. 低速行车，适用较小交通量； e.造价低，养护运输成本高。 五.路面的基本要求 1.足够的强度刚度； 2.足够的稳定性； 3.足够的耐久性； 4.足够的表面平整度； 5.足够的表面挖滑性能； 6.足够的少尘性和低噪声。 第二节 沥青路面的设计与施工 一.沥青路面的设计 1.设计内容 ①材料的选择，混合料配合比设计、设计参数的测试 与确定； ②路面结构层组合与厚度计算； ③路面结构方案地选； ④路面加宽加固设计； ⑤路面排水系统设计。 2.设计原则 ①应根据使用要求及气候、水文、地质等自然条件， 密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计； ②在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循因地制宜 合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则。进行路 面设计方案的技术经济比较，选择技术先进、经济合理、安 全可靠，有利于机械化、工厂化施工的路面结构方案。 ③结合当地条件，积极推广成熟的科研成果，对行之有 效的新材料、新工艺、新技术，应在路面设计方案中积极、 慎重地加以应用。 ④应注意环保、施工人员健康和安全。 ⑤推广机械化施工； ⑥高速、一级公路不宜分期修建。 ⑦对有可能产生较大沉降路段，宜按“分期修建”或“一次 设计分期实施”原则。 3.路面结构组合设计 ①路面等级与路面类型的选择 半刚性基层上沥青层推荐厚度 ③基层选择： a.有足够强度，水稳定性，抗冻性； b.收缩变形小，抗冲刷能力强； c.就地取材； d.确定合理配全地； e.每侧比路面宽至少25㎝。 ④垫层选择： a.材料宜选用粗砂、砂砾、碎石、媒渣、矿渣等。 b.高速、一、二级公路排水垫层应铺至与路基同宽，三四级公路可比底基层每侧宽至少25㎝。 ⑤路面总厚度应满足最小总厚度的要求。 最小防冻厚度（㎝) 4.新建路面厚度设计 ①设计步骤 a.根据设计任务书的要求，确定路面等级、 面层类型、设计年限内一个车道的累计当量轴次 和设计弯沉值； b.按路基土类和干湿类型，将路基划分为若 干路段，确定各路段EO。 c.根据设计弯沉值计算路面厚度； d.进行技术经济比较，确定采用的路面结构方 案。 ②设计标准 标准轴载BZZ-100、BZZ-60 标准轴载计算参数 ③设计参数 a.累计当量轴次Ne 式中：Ne——设计年限内一个车道上的累计当量 轴次； t ——设计年限； N1——第一年双向平均日当量轴次； Nt——第t年双向平均日当量轴次； r ——设计年限内交通量年半长率（%） η——车道系数。 b.土基回弹模量EO； c.路面材料模量。 ④路面厚度计算 a.容许弯沉值（设计弯沉值） 式中： ——容许弯沉值（0.01mm） ——公路等级系数； ——面层类型系数； ——基层类型系数。 b.容许弯拉应力 式中： ——容许弯拉应力值； ——劈裂强度； ——抗弯拉强度结构系数； c.容许剪应力 式中： ——容许剪应力； ——抗剪裂强度； ——抗剪结构强度系数； d.us/R作为控制指标确定路面厚度 计算图式 式中： ——路面A点实测弯沉值； ——标准轴载接地压强； ——标准轴载当量圆半径； ——土基回弹模量； ——理论弯沉系数； ——弯沉综合修正系数。 以 ≤ 确定厚度 f. 以 ——作为控制指标确定路面厚度。计算图式 式中： ——剪应力； ——最大剪应力系数； ——面层材料内摩擦角。 要求； ≤ 当有多层体系时，换算为三层体系的方法 同以 作为控制指标时的换算。 例4-1 指出如图路面结构体系中路表弯沉值最大值点位及第3层底面弯拉应力的最大值点位。并绘出各自的计算图式。 解： ①当求路表弯沉值时：将多层体系换算为当量二层体系如下： =10＋14.2＋17.3＋19.9 =61.4㎝ 双轮轮隙中心A气为弯沉最大值。 ②当求第3层底面弯拉应力时 [例4-2] 确定如图结构层路表弯沉和剪应力的最大值点位，并绘出计算图式。 解：①当确定路表弯沉时： 二、沥青路面施工 1、沥青表面处治： ①层铺法，将沥青材料与矿质材料分层洒布与铺撒分层碾压成型。 ②拌和法； a.热拌热铺法；按热拌沥青混合料路面的规定执行。 b.冷拌冷铺法：按乳化沥青碎石混合料路面的规定执行。 2、沥青贯入式 ①撒料，撒铺应均匀，并不断检查松铺厚度和校验路拱。 ②碾压，先用6～8t 压路机以2km/h的初碾速度压3～4遍，使集料 稳定，无显著推移；碾压遍数一般为2～4遍。 ③浇洒第一遍沥青 ④撒布第一层嵌缝料 ⑤再碾压，立即用8～12t压路机碾压4～6遍，直到稳定； ⑥浇洒第二层沥青——撒布第二层嵌缝料——碾压—— 3、热拌沥青混合料 ①混合料类型选择；②拌制及运输；③摊铺；④压实及成型。 三、沥青路面防滑 1、提高沥青路面抗滑性能的措施 ①提高沥青混合料的抗滑性能； a.矿质骨料采用硬质粒料； b.矿料级配采用升级配； c.选用裹覆力大的较硬沥青； d.尽量减少沥青用量。 ②采用防滑封面结构 a.在沥青混合料碾压完成后，立即铺撒硬质矿料，并压入混 合料表面内； b.采用多孔沥青混合料铺成透水性面层，加速路面排水； ③使用树脂系高分子材料对路面进行防滑处理，将粘结力强的 人造树脂涂布在清规戒律路面上，然后铺撒硬质粒料，在树脂 完全完全硬结之后，将未粘着的粒料的扫掉。 2、抗滑性能指标 ①高速、一级公路宜在竣工后第一个夏季采用磨擦系数测定 车，以（50±1）km/h的车速测定横向力系数SFC。 ②路面宏观构造深度 TD，在峻工后第一个夏季用铺砂法或激光 构造深度仪测定。 ③摆值Fb 3、评价路面抗滑能力指标的测定方法 ①铺砂法测定 TD a.手工铺砂法，将细砂铺在路面上，计算嵌入凸凹不平的表面空隙中的砂的体积与覆盖面积之比。将全部砂都填入凸凹不平空隙中。 b.电动铺砂法，用50ml砂，在玻璃板上铺50㎜宽时，标定厚度与长度的关系。按同法在测试路面上铺砂，测定摊铺长度。TD为： ②激光构造深度仪测定 TD 高速脉冲半导体激光器产生红外线投射到路表面，从投射面散射光线由接受透镜聚焦到以线性分布的光敏二级管上，按收光线最多的二级管位置给出这一瞬间道路表面的距离，通过计算得出TD。 ③摆式仪测定 BPN 根据摆锤位能的损失等于摆锤擦过路面克服路面所做的功。 ④磨擦系数测定车测SFC 承受恒定竖向荷载的测试轮与地面紧密接触，并与车辆前进方向 成20°角，这样当车辆前进时在测试轮上产生一个横向摩阻力， 由压力传感器测得，则 第三节 水泥砼路面设计与施工 一、水泥砼路面的类型 1、普通砼（or 无筋砼or素砼） 是指除局部或接缝外均不配筋。 2、钢筋砼 是指板内配置纵、横钢筋或钢筋网。 3、碾压砼 是指水泥砼混合料经摊铺、碾压成型。 4、钢纤维砼 是指在砼中掺入钢纤维。 5、连续配筋砼 是指沿纵向配置连续钢筋。 二、水泥砼路面特点 1、强度高； 2、稳定性好； 3、耐久性好； 4、养护费用少，经济效益高； 5、利于夜间行车； 6、地水泥、水需要量大； 7、接缝产生不利影响； 8、开放交通迟； 9、修复困难。 三、水泥砼路面常见病害 四、水泥砼路面的构造 1、土基； 2、垫层； 3、基层； 4、砼面板 五、接缝设计 1、纵缝 ①纵向施工缝； ②纵向缩缝； 2、横缝 ①横向缩缝； ②胀缝； ③横向施工缝； 六、水泥砼路面设计参数 1、标准轴载：B22-100 2、交通分级： ①特重 NS＞1500 ②重 NS=200～1500 ③中等 NS=5～200 ④轻 NS＜5 NS——标准轴载作用次数。（次/d） 3、使用年限：t=20～40年 4、累计作用次数 是指设计使用年限内路面临界荷位上所受到的标准轴载累计作用次数Ne。 临界荷位： ①后轴一侧双轮组轮载作用于横缝边缘中部； ②后轴轴载作用于板中部。 5、设计强度；以28弯拉强度为标准。 6、弯拉弹性模量；以实测为宜。 7、基层顶面当量回弹模量Et 8、砼面板的最大温度梯度 可按自然区划P200表5.17取用。 七、板的平面尺寸及板厚的确定 B：L = 1：1.3 B≤4.5m L = 4～6 m hnim = 18m 1、初估厚度按P202表取用 表 混凝土面板的初估厚度 2、荷载应力计算 八、水泥砼路面的施工 1、选择材料 ①水泥； ②粗集料； ③水； ④外加剂。 2、砼配合比的检验与调整 ①工作性；②强度；③水、水灰比、砂率。 3、基层检验与整修 ①基层质量检验；②测量放样； 4、砼面板施工 ①安装模板，布设钢筋； ②接缝施工； ③砼面板浇筑。 第四节 其它路面及基（垫）层 一、水泥砼桥面铺装结构 1、粘结层； 2、防水层； 3、沥青面层。 二、级配碎砾石基层 1、路拌法施工工序： 准备下承层→施工放样→运输和摊铺未筛分碎石→洒水使碎石湿润→运输撒布石屑→拌和并补充洒水→整形→碾压。 2、厂拌法 运输厂拌混合料→摊铺→整形→碾压。 三、稳定类基层 1、路拌法施工工序 准备下承层→施工测量→备料→摊铺→拌和→整平与 碾压成型→初期养护。 2、厂拌法施工 调试拌和设备→摊铺→整形→碾压→养护。 第五节 路面排水 一、路面排水类型 1、路面表面排水 2、中央分隔带排水 3、路面内部排水 二、路表面排水 1、拦水带 2、路肩排水沟 3、急流槽 三、中央分隔带排水 1、纵向排水沟 2、雨水井 3、集水井 4、排水渗沟 5、表面封闭 四、路面内部排水 1、边缘排水 2、基层排水 3、垫层排水 第六章 桥涵 第一节概述 第二节 大中桥桥位选择 第三节小桥涵勘测设计 第一节概述 一. 桥涵设计的基本要求 桥涵是跨越各种障碍，提供通道的构造物，是公路的一个重要组成部分。设计时必须满足以下基本要求。 (1)行车的要求 桥涵首先要满足车辆行驶的安全、适用、舒适的求．即设计必须满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)等规定的桥涵净空、线形标准、设计荷载等的要求，并使桥涵结构在制造、运输、安装和使用过程中有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。 (2)排水的要求 桥涵的布置必须保证一定设计频率洪水流量的安全宣泄，同时应考虑农田排灌的需要。对于三、四级公路，在交通允许有限中断时，允许修建漫水桥和过水路面。 (3)经济的要求 桥涵设计除技术上应合理选择桥涵类型外，还应进行技术经济比较，使桥涵的总造价为最小。 (4)施工上的要求 桥涵结构应便于制造和架设，施工可行。 (5)与路线一致的要求 一般公路上的特大桥，大、中桥桥位，原则上应 服从路线走向．桥、路综合考虑，尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段。 (6)其他要求 对于有通航要求或立体交叉的跨线桥，桥下净空还应保证通航或通车的净空要求。 二. 跨径和桥长 (1)跨径 桥涵跨径是指结构或构件支承间的水平距离，又分为计算跨径、标准跨径、净跨径。对设有支座的桥涵而言(如梁板桥，盖板涵)，计算跨径为相邻支座中心线间 水平距离，净跨径为设计水位处相邻两墩或台身内缘之间的水平距离；标准跨径为相邻两墩中线或墩中线与台背前缘间水平距离。 对不设支座的桥涵而言(如拱桥、刚构桥、箱涵、拱涵)，计算跨径为上、下部结构相交面中心间的水平距离 ; 内缘间的净跨径为上、下部结构相交处水平距离，标准跨径为净跨径。 目前，我国公路桥涵及大小是以跨径来进行划分的，《公路工程技术标准》的有关规定见表6.1。 (2)桥长 桥长又称为桥梁全长，有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙(侧翼或八字墙)尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道长度．如图6．1所示。 三. 桥涵净空 桥涵净空分为桥面净空和桥下净空. 桥面净空为桥梁行车道，人行道上方应保持的空间界限。它与路线的等级有关，《公路工程技术标准》对各种等级的公路有具体的规定。桥梁桥面净空应与路线的建筑界限一致。 桥下净空为满足桥下通航(或行车、行人)的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限。根据不同结构类型的要求，《公路桥涵设计通用规范》规定非通航河流桥梁下净空和涵洞净空参照《公路桥位 勘测设计规范》 (JTJ062～91)规定 对有淤积的河床．应适当增加桥下净空的高度。 跨线桥桥下净空要符合路线建筑界限的规定。农村道路从公路下面穿过时，其净空高度可根据当地通行的车辆和交叉情况而定。一般净高≥2．5m，净宽≥3.5m。 四.桥涵设计流量和设计洪水频率 桥涵及其附属工程的基本尺寸，都取决于设计流量的大小．设计流量过大将造成经济上的浪费.过小则带来安全隐患。适当地确定设计流量，就需要有一个 五.桥下冲刷 桥下冲刷是确定墩台基础埋置深度的重要因素。由于桥梁墩台压缩水流，导致桥下流速增大而引起桥下河床断面冲刷，这种冲刷称为桥下一般冲刷。一般冲刷的深度达到最大。此时桥下的垂线水深，称为一般冲刷深度。 由于桥墩(台)的阻碍，水流在桥墩周围以强烈的涡流形式冲刷河床面泥沙。在墩 (台)前产生冲刷坑。这种冲刷称桥墩 (台)局部冲刷。随着冲刷坑的不断加深和扩大，坑底流速逐渐降低，水流夹沙能力减弱，进出坑中的泥沙趋向平衡，同时，冲刷坑底的泥沙逐渐 粗化，抗冲能力增加，使水流的冲刷作用与河床的抗冲作用也趋向平衡，冲刷趋于停止，局部冲刷坑达到最深。冲刷坑外缘与桥墩坑底的最大高差，为墩台局部冲刷深度。 第二节 大中桥桥位选择 一.桥位勘测的基本内容 桥位设计直接关系到路基、桥梁的稳定，工程造价，施工与养护等。在进行桥位设计以前。必须对桥位地区地形、地质、水文以及经济情况等进行详细调查与测量，这项工作总称为桥位勘测，它包括下列主要内容。 (1)桥位选择 主要是合理选定桥梁跨河的位置。 (2)桥位测量 测绘桥位处平面图，桥址地形图和桥址纵断面图。 (3)水文调查与勘测 通过水文站观测资料的搜集分析，形态调查，水文气象观测等，了解河流的水文和气象情况，为桥位设计提供必须的设计水位、设计流速、冲刷深度、风速、气温等水文和气象资料。 (4)工程地质勘察 查明桥位区域的地层岩性，地质构造，不良地质现象以及水文地质等工程地质条件，探明桥梁墩台地基覆盖层及基岩风化程度和风化层厚度及构造破碎程度，岩土的物理力学特性，地基承载力等。编写工程地质报告，阐明桥位区域的工程地质条件， 作出评价，提出建议。并绘制地质平面图。地质纵断面图，钻孔地质柱状图等。 (5)其他工作 除以上工作外，还应听取当地各部门对建桥的意见，并根据建桥目的和使用要求，同有关部门取得必要的协议。搜集有关编制施工方案及设计概 (预)算所需要的资料。 二.桥位选择 (1)一般要求 ①一般应服从路线的总方向，并满足桥头接线的要求。特殊情况时，经过论证。也可以因桥位的要求而改变。 ②应从政治、国防和国民经济发展的要求出发，并考虑铁路、水利、航运和市政等方面的规划，尽可能相互协调配合。 ③要照顾群众利益，少占良田，避免拆迁有价值的建筑物。 ④要考虑施工场地，材料运输，设置便桥等要求。 ⑤桥轴线一般应为直线，否则宜采用较大的平曲线半径和较小的纵坡。 (2)水文和地形方面要求 ①尽可能选在河道顺直、水流稳定、滩地较窄、河槽较宽较深且能通过大部分设计流量的河段上。 ②应避免在河汊、岛屿、沙洲、故河道、急湾、石梁、江河口以及容易形成流冰、流木阻塞的河段。 ③桥轴线应尽量与洪水主流流向正交，宜设在河滩与河槽流向一致的河段上。 ④与河岸斜交的桥位，应避免在引道上游形成水袋与回流区。 ⑤应考虑到河床在桥梁使用期限内可能发生的变形。 此外，还要结合多类河段的特点，分别考虑下列要求： ①峡谷性河段，一般宜采用单孔跨越。应尽量避免采用最小平曲线半径和最大纵坡。若不宜采用单孔跨越，可选在河谷 比较宽阔、水深较浅、流速较缓的河段，采甩多孔跨越，但应进行方案比较。 ②次稳定性河段，在弯曲河段上一般应选在主槽流向与河流总趋势一致的较长河段上。若河湾已发展到直逼河谷的基本岸边，则宜选在河湾顶部中间部位，不宜选在两湾之间的直线河段上。 ③变迁性河段，宜选在两岸与河槽稳定的束窄河段，若必须跨越扩散段时，也应选在河槽摆动范围较小的河段。 ④游荡性河段，应选在河岸有比较固定依托的较长束窄段上。桥轴线宜与河岸正交。 ⑤宽滩性河段，宜选在河滩地势较高，河槽居中、稳定和滩槽流量比较小的河段上。当滩、槽流量比大于2，河槽平均流速小于2m／s，滩内汊流距主槽较远时，宜选在河滩地形变化有利于分流的河段，并采用一河多桥方案。 ⑥冲积漫流性河段，宜选在冲击扇顶部或沉积区的下游。当必须跨越冲积扇时，桥轴线宜与洪水总趋势正交。若采用一河多桥方案，宜顺应等高线布设。 (3)地质方面的要求 ①应尽可能选在河床有岩层或土质坚实，覆盖层较浅的地段，避免选在岩层有断层，滑坡，溶洞，石 膏，侵蚀性盐类以及其他地质不良地段。 ②地震区的桥位选择应按交通部颁发的《公路工程抗震设计规范》有关规定执行。 (4)航运方面的要求 ①应选在远离浅滩急湾的顺直河段上，其顺直长度，在桥轴线的上游不宜小于最长拖船队或木排长度的3倍，顶推船队长度的4倍；在桥轴线的下游，则不宜小于最长拖船队或木排长度的1.5倍，顶推船队长度的2倍。 ②一般应选在航道稳定。具有足够水深的河段上；如不稳定，航道孔布置应留有余地。 ③桥轴线应与航迹线垂直。如斜交时，桥轴的法线 与航迹线的交角不宜大于5。否则应增大通航孔跨径。 ④在流放木排的河段上，宣选在码头，贮木场或木材编排场的上游。 (5)其他方面的要求 ①在城镇附近的桥位，既要考虑城镇规划的要求，又要尽量避免通过市区；并应与治河、防洪、环境保护等规划相配合。 ②在旧桥附近的桥位，一般宜选在旧桥的下游。 在实际工作中，往往不能选择一个桥位同时都满足上述各方面的要求；一般是选择几个桥位，通过分析比较后，选出一个较好的桥位，作为推荐方案。 三桥孔布置 一般跨河桥，总跨径可参照水文计算来确定。当总跨径确定后，就要进行桥孔布置。各孔的跨径应当多大，这不仅影响到使用效果、施工难易等，并且在很大程度上关系到桥梁的总造价。跨径加大，上部结构的造价升高，下部结构的造价下降；反之，上部结构造价下降，下部结构造价升高。最经济的分孔是使上、下部结构造价相等并使总造价趋于最低。 桥孔布置应与天然河流断面流量分配相适应。在滩槽稳定河段上，其左右河滩桥孔长度之比应近似等于左右河滩流量之比；在滩槽不稳定河段或桥址位于河弯段时，桥孔布置应考虑河床变形和流量不均匀分布的影响。 在山区的深谷上，或在水深流急的江河中，修建桥墩不利或困难，通常宜单孔跨越。 有时为了避开不利的地质段，需要改变桥基位置，常将跨径加大或缩小。 对于某些体系的多跨桥梁，为了使结构受力合理，各跨径之间应有适当的比例。如三跨连续梁，边跨与中跨之比约为0.8 : 1.0。 桥孔布置还与施工能力有关，有时选用较大跨径经济上合理，但由于施工能力的限制只能采用较小跨径。 总之，大中桥梁的桥孔布置是最基本、最复杂的问题，必须根据使用任务，桥位处的地形、地质、水文等具体情况，结合施工技术，经过技术经济等方面的比较，才能定出比较完美的方案。 四. 桥孔长度 桥孔长度是指设计水位处两桥台前缘之间(埋入式桥台则为两桥台护坡面之间)的水面宽度。扣除全部桥墩宽度后，称为桥梁孔径或桥孔净长。 桥孔长度的确定，首先要确定桥孔净长，影响桥孔净长的因素较多，目前这些影响因素，还不能用一个比较完善的计算公式来表达。对峡谷性河段．可按地形布孔，不作桥孔长度计算，对其他河段，《公路桥位勘测设计规范》制定出各种桥孔净长计算经验公式，根据经验公式计算结果．再结合桥位地形、断面形态、河床地质、桥前壅水、冲刷深度、桥头引道、填土高度综合考虑分析确定桥孔长度。 第三节小桥涵勘测设计 一、小桥涵勘测设计内容 小桥涵在道路工程中占有重要地位．它具有跨越沟渠、道路排水、农田排灌、居民通行的功能，分布在公路的全线，工程量大，平原区每公里1～3道，山区3～5道，所占总造价约达20％，小桥涵勘测设计是公路勘测设计的重要组成部分。小桥涵勘测设计主要内容为： (1)小桥涵位置选择。 (2)小桥涵类型选择。 (3)桥涵测量与调查：包括水文勘测及调查．桥涵位置的地形及断面等测量，地质及其他调查等。为小 桥涵内业设计搜集资料。 (4)设计流量计算，即水文计算。 (5)孔径确定：根据设计流量，通过水力计算，结 合小桥涵所在河沟的具体条件，确定涵洞及小桥的孔 径尺寸。 (6)小桥涵布置：绘出反映小桥涵及进出口附属工 程细部构造布置图。 (7)工程数量计算。 二、小桥涵位置选择和测量 小桥涵位置选择主要包括两方面的内容，一是确定在路线的哪些位置需设小桥涵。二是当位置确定后，具体定出小桥涵的中心桩号、轴线方向以及在路线上的轴线位置。 (1)位置选定 一般情况下，应在下列位置考虑设置小桥涵。 ①一沟一桥(涵) 凡路线与一条有明显沟形的干沟、小溪、河流相交，当上游汇水面积大于0．1km2时，原则上应设一座小桥涵。 ②农田灌溉涵洞路线经过农作物区，当跨越稻田、水渠，为了不致因修路阻水而影响自流灌溉或淹没庄稼时，必须设置满足排水的涵洞。 ③路基边沟排水涵 洞 山区公路的傍山线，为排出路基内侧边沟的流水，通常每隔200～400m应设置一道涵洞。 ④路线交叉时设涵 当路线与铁路、公路或大车道、机耕道平面交叉时，为了不使边沟排水受阻，同时不致冲坏相交路线的路基，一般应设排水涵洞。 ⑤其他设涵情况在平原区，路线通过较长的低洼地带，为保证路基稳定，避免排水不畅及长期积水情．在地面具有天然纵坡的地方应设置多道涵洞。 (2)小桥定位 主要根据地形、水文、地质等综合选定。应考虑以下条件： ①桥梁纵轴线应尽可能与洪水主流方向垂直。如不能正交时，应使墩台轴线与水流方向平行，如图6.2。 ②桥位最好选在河流顺直、水流平稳地段。当路线选在河湾时，最好把桥位选择在河湾的上游。 ③桥位应选择在河床地质良好的地段。 ④桥位应在有利与路线平顺衔接的地段。 ⑤跨越溪沟时．桥位应在大河倒灌水位线范围以外，如图6.3。 三.小桥涵类型选择 小桥和涵洞的使用，主要根据设计流量、路堤高度、沟谷的深浅及河床纵坡、地基情况以及建筑材料等确定.一般在宣泄能力容许范围内，设计流量较小时，跨越常年水流或季节性水流漂浮物少，不受路堤高度限制时采用涵洞比采用小桥经济。当设计流量较大，河道漂浮物多或有泥石流或冲积堆，两岸为陡峭的深沟并填土过高时宜考虑采用小桥。 (1)石拱桥(涵) (2)石盖板涵 (3)钢筋混凝土盖析涵和钢筋混凝土箱涵 (4)钢筋混凝土圆管涵 (5)钢筋混凝土板桥 (6)钢筋混凝土拱桥 (7)各类桥涵单孔与双孔的选择 一般情况下，宜采用单孔。因为在相同的宣泄条件下。单孔比双孔要经济。双孔小桥涵通常是在建筑高度受限无法采用单孔，或因修建单孔跨径过大而不经济且河床中有良好的修建涵墩的地基条件时才采用。 四小桥涵布置 (1)一般要求 小桥应按每座桥绘出正式的设计图。包括立面(或 纵剖面)、平面、横断面以及其他有关剖面及细部大样图a标注各部分尺寸、所用材料、标高及桥起讫点的里程。除此之外，图中还应绘出河床地面线、地质剖面线以及各种水位的标高，并附上文字说明及工程数量表。文字说明主要说明设计依据、设计技术要点、对地基的要求、施工事项及注意问题等。涵洞结构虽小，但数量多，设计工作量较大．所以在公路设计中一般只要求对每个涵洞绘一纵立面图；对于斜涵还要求绘出平面图。涵洞图中应示出设涵处原地面线、路基及边坡线以及涵洞纵向布置并注明各部分尺寸和标高以及地质土壤情况。每张图上可绘多个涵洞，按桩号排列，并附文字说明及工程. 五、小桥涵孔径确定 孔径计算的任务是：在足以宣泄设计洪水流量并保证桥涵前壅水不致过高，桥涵下流速不致冲刷河床或结构物的条件下，通过水力计算确定合理经济的桥涵孔径尺寸。在孔径计算中，小桥涵与大中桥有着不同的特点。大中桥允许河床发生一定的冲刷，一般采用天然河槽平均流速作为设计流速。小桥涵一般不允许桥下和涵内的河底发生冲刷，但允许有较大的雍水高度，通常都采用人工加固河床的方法，来提高河床的容许(不冲刷)流速，以达到适当缩减孔径的目的。 六、小桥涵构造 (1)小桥 小桥构造基本上与大中桥相同，主要由上部结构，下部结构，附属结构组成，见图6.1。 ①上部结构，包括承重结构和桥面系。它的作用是承受车辆荷载，并通过支座传给墩台。 ②下部结构，包括桥墩、台和基础，是支承上部结构的建筑物。墩台的作用是支承上部结构，并将结构重量和车辆荷载传给基础；桥台还与路堤衔接，并抵御路堤的土压力。 ③附属结构，包括桥头路堤锥形护坡，护岸等。它的作用是防止路填土不致向河中坍塌，并抵御水流的冲刷。 洞身一般由承重结构物(拱圈、盖板等)、涵台、基础、伸缩缝、防水层等构成。洞身的作用一是保证水流通过，二是直接承受荷载和填土压力，并传给地基。涵洞洞底应有适当的纵坡，以利排水，最小坡度为O.4％。 洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物，洞口的作用一是使涵洞与河道顺接，水流进出顺畅，二是保 证路基边坡稳定，不受水流冲刷。上游洞口称进水口，另一侧贝4称出水口. ②洞身构造 a．圆管涵由管身、基础、接缝组成。 加钢筋称钢筋混凝土圆管涵，不加钢筋称素混疑土圆管涵。 b.盖板涵由盖板、涵台、基础、洞身铺砌、沉降缝组成。 盖板：石料或标号40号以上的钢筋混凝土。盖板是涵洞的承重结构部分。 沉降缝：分段设置沉降缝，间距3～6m，以防止不均匀沉降，沉降缝用填充料填筑。沉降缝应贯穿整个断面，缝宽2～3cm。置于均匀岩石地基上的涵洞，可不设沉降缝。 c.拱涵由拱圈、护拱、拱上侧墙、涵台、基础；铺底、沉降缝、排水设施组成。 拱圈：为承重结构部分，一般采用石料、混凝土、砖等材料。矢跨比一般为1／2、1／3、1／4。 护拱：主要作用是保护拱圈，防止活载冲击。护拱一般为矢高的一半。 排水设施及沉降缝：设于拱背或台背，作用是排除路基渗水，使拱圈免受浸水的侵蚀。沉降缝设置方法同盖板涵。
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