土木工程專業(yè)英語二版(段兵延)Lesson11.doc

Lesson 11 HighwayEngineering第11課 高速公路工程Highwayengineeringincludeshighwayplanning,location,design,andmaintenance.Beforethedesignandconstructionofanewhighwayorhighwayimprovementcanbeundertaken,theremustbegeneralplanningandconsiderationoffinancing.Aspartofgeneralplanning,itisdecidedwhatthetrafficneedsoftheareawillbeforaconsiderableperiodgenerally20years,andwhatconstructionwillmeetthoseneeds.Toassesstrafficneedsthehighwayengineercollectsandanalyzesinformationaboutthephysicalfeaturesofexistingfacilities,thevolume,distribution,andcharacterofpresenttrafficandthechangestobeexpectedinthesefactors.Thehighwayengineermustdeterminethemostsuitablelocation,layout,andcapacityofthenewroutesandstructures.Frequently,apreliminaryline,orlocation,andseveralalternateroutesarestudied.Thedetaileddesignisnormallybegunonlywhenthepreferredlocationhasbeenchosen.高速公路工程包括高速公路計劃.選址.設(shè)計和高速公路保養(yǎng)。當(dāng)一項高速公路工程設(shè)計建設(shè)或是改造之前，必須大致地計劃考慮一下費用問題。作為概要計劃的一部分，該地區(qū)在可預(yù)見的時段內(nèi)（如20年）的交通流量，以及何種建設(shè)才能滿足這種需求將是決定因素。為了評估交通需求量，高速公路工程師通過采集分析現(xiàn)有設(shè)備提供的物理數(shù)據(jù)信息包括車流量，分布，現(xiàn)有交通工具的特征以及蘊涵在這些因素中的可以預(yù)知的變化。高速公路工程師必須決定新路線建筑最適合的位置.布局以及容量。通常情況下，一條初步的線路或選址和若干備選路線都會被拿來研究。細節(jié)方面設(shè)計通常在一個更佳的選址確定下來之后才開始。Inselectingthebestroute,carefulconsiderationisgiventothetrafficrequirements,terraintobetraversed,valueoflandneededfortheright-of-way,andestimatedcostofconstructionforthevariousplans.Thephotogrammetricmethod,whichmakesuseofaerialphotographs,isusedextensivelytoindicatethecharacteroftheterrainonlargeprojects,whereitismosteconomical.Onsmallprojects,ground-mappingmethodsarepreferred.為了選擇最佳路線，需要仔細考慮的問題包括：交通需求，（路線）橫貫的地帶，可通行道路的土地價值以及各種方案的結(jié)構(gòu)開銷的預(yù)算。在一些大型項目中，利用了航拍技術(shù)的攝影測量法被廣泛用于顯示該地帶的特征，這也是一種最經(jīng)濟的方法。在那些小型工程中，地面繪圖法已經(jīng)很完美了。Financingconsiderationsdeterminewhethertheprojectcanbecarriedoutatonetimeorwhetherconstructionmustbeinstages,witheachstageinitiatedasfundsbecomeavailable.Indecidingthebestmethodoffinancingthework,theengineermakesananalysisofwhomitwillbenefit.Importanthighwaysandstreetsbenefit,invaryingdegrees,threegroups:users,ownersofadjacentproperty,andthegeneralpublic.資金方面的考慮決定了一項工程是一次性實施還是是否必須分階段建設(shè)，每階段建設(shè)等資金到位后才開始。在決定最經(jīng)濟的實施方案時，工程師通過分析它的盈利性來定奪的。高速公路，街道（考慮）盈利性的三個優(yōu)先順序（依次）為：使用者，所有權(quán)上（最）鄰近的所有者，大眾。Usersofimprovedhighwaysbenefitfromdecreasedcostoftransportation,greatertravelcomfort,increasedsafety,andsavingoftime.Theyalsoobtainrecreationalandeducationalbenefits.Ownersofabuttingoradjacentpropertymaybenefitfrombetteraccess,increasedpropertyvalue,moreeffectivepoliceandfireprotection,improvedstreetparking,greaterpedestriantrafficsafety,andtheuseofthestreetright-of-wayforthelocationofpublicutilities,suchaswaterlinesandsewers.使用者通過降低運輸費用，提高旅行舒適度，增加安全性，節(jié)約時間來提高高速公路利潤。他們也獲得娛樂的和教育上的好處。所有權(quán)毗鄰的所有者可以通過更好的路線，提升所有權(quán)價值，更加高效的警察機關(guān)和消防保護，改善停車環(huán)境，為步行者提供更安全的交通環(huán)境，當(dāng)?shù)乜赏ㄐ械缆罚ㄑ鼐€）的公共設(shè)施，（諸如）水管和下水道的使用情況。Evaluationofvariousbenefitsfromhighwayconstructionisoftendifficultbutisamostphaseofhighwayengineering.Somebenefitscanbemeasuredwithaccuracy,buttheevaluationofothersismorespeculative.Asaresultnumerousmethodsareusedto finance construction,andmuchengineeringworkmaybeinvolvedinselectingthebestprocedure對通過高速公路建設(shè)獲得的各種利益的評估通常是困難的，但對一個高速公路工程來講也是一個最重要的階段。有一些利益可以被精確計算出，另有一些就具有相當(dāng)?shù)耐稒C性。因此要使用許多種辦法來使（工程）建設(shè)（變的）更加經(jīng)濟，并且許多工程上的工作都會牽涉到最佳程序的選擇上。Environmentalevaluation.Theenvironmentalimpactofconstructinghighwayshasreceivedincreasedattentionandimportance.Manyprojectshavebeendelayedandnumerousotherscanceledbecauseofenvironmentalproblems.Theenvironmentalstudyorreportcoversfactors,includingnoisegeneration,airpollution,disturbanceofareastraversed,destructionofexistinghousing,a ndpossiblealternateroutes.環(huán)境價值環(huán)境因素在高速公路建設(shè)中正被越來越重視，也突現(xiàn)出越來越高的重要性。由于環(huán)境問題導(dǎo)致工程被擱置甚至取消的事例，不勝枚舉。環(huán)境方面的研究或調(diào)查涉及許多因素，包括噪聲的產(chǎn)生，空氣污染，對橫貫地區(qū)的擾亂，對現(xiàn)有房屋以及可能的預(yù)備路線的破壞。Right-of-wayacquisition Highwayengineersmustalsoassistintheacquisitionof right-of-wayneededfornewhighwayfacilities.Acquisitionofthelandrequiredforconstructionofexpresswaysleadingintothecentralbusinessareasofcitieshasprovedextremelydifficult;thepublicisdemandingthattrafficengineersworkcloselywithcityplanners,architects,sociologists,andallgroupsinterestedinbeautificationandimprovementofcitiestoassurethatexpresswaysextendingthroughmetropolitanareasbebuiltonlyaftercoordinatedevaluationofallmajorquestions,includingthefollowing:可通行道路的獲得高速公路工程師也必須協(xié)助得到用于新高速公路設(shè)備的可通行道路。通向市區(qū)商業(yè)中心的高速公路建設(shè)的土地的獲得已被證明是非常困難的。公眾需要交通工程師和城市規(guī)劃者，建筑師，社會學(xué)家，以及所有對美化城市環(huán)境，提升城市功能感興趣的團體緊密合作以確保在協(xié)調(diào)好所有主要問題（方面）的利益后再（開始）建貫通首要區(qū)域的高速公路。主要問題包括以下幾點：(1)Issufficientattentionbeingpaidtobeautificationoftheexpresswayitself?(2)Wouldachangeinlocationpreservemajornaturalbeautiesofthecity?(3)Couldadepresseddesignbelogicallysubstitutedforthosesectionswhereanelevatedexpresswayisproposed?(4)Canthegeneraldesignbeimprovedtoreducethenoisecreatedbylargevolumesoftraffic?(5)Aresomesectionsofthecitybeingisolatedbytheproposedlocation?（1）高速公路自身的美化問題是否給予了充分的注意？（2）是否為保護城市的自然風(fēng)光而改變選址？（3）在某些區(qū)段需要高架高速公路的有沒有一個邏輯上可以替換的降低設(shè)計被提出？（4）概略設(shè)計對降低由大流量的交通造成的噪音是否有幫助？（5）城市的一些部分是否因為這個提議選址而被獨立開來？Detaileddesign.Detaileddesignofahighwayprojectincludespreparationofdrawingsorblueprintstobeusedforconstruction.Theseplansshow,forexample,thelocation,thedimensionsofsuchelementsasroadwaywidth,thefinalprofilefortheroad,thelocationandtypeofdrainagefacilities,andthequantitiesofworkinvolved,includingearthworkandsurfacing.細節(jié)設(shè)計高速公路工程的細節(jié)設(shè)計部分包括用于建設(shè)的圖紙或者藍圖的準(zhǔn)備工作。這些計劃展示了諸如選址，道路寬度等此類要素的尺寸，道路的最終剖面圖，排水設(shè)備的位置和種類，涉及的工程量，包括地下地表的工作。Soilstudies.Inplanningthegradingoperationsthedesignengineerconsidersthetypeofmaterialtobeencounteredinexcavatingorincuttingawaythehighpointsalongtheprojectandhowthematerialremovedcanbestbeutilizedforfillorforconstructingembankmentsacrosslowareaselsewhereontheproject.Forthistheengineermustanalyzethegradationandphysicalpropertiesofthesoil,determinehowtheembankmentscanbestbecompacted,andcalculatethevolumeofearthworktobedone.Electroniccalculatingproceduresarenowsometimesusedforthelaststep.Electronicequipmenthasalsospeededupmanyotherhighwayengineeringcalculations.Powerfulandhighlymobileearth-movingmachineshavebeendevelopedtopermitrapidandeconomicaloperations.土質(zhì)研究在做分層開挖的計劃時，設(shè)計工程師要考慮在開挖過程中遇到的土的種類或者削平工程沿線的高地后如何處理余土才能把它們最佳地填到需要填土的地方，或是用于該工程穿越的其他地勢較低地段的筑堤工程。為此，工程師必須分析土質(zhì)的等級和物理特性，決定如何才能把路堤盡可能的壓實，并且計算要完成的土方工程量。電算程序如今常常被用于最后一個階段的計算。電子設(shè)備也加快了許多其他高速公路工程的計算。大功率，（具有）高度靈活性的土方機械已被研發(fā)出來用于快速.經(jīng)濟的（工程）操作的實現(xiàn)。Surfacing.Selectionofthetypeandthicknessofroadwaysurfacingtobeconstructedisanimportantpartofdesign.Thetypechosendependsuponthemaximumloadstobe accommodated,thefrequencyoftheseloads,andotherfactors.Forsomeroutes,traffic volumemaybesolowthatnosurfacingiseconomicallyjustifiedandnaturalsoilservesas theroadway.Astrafficincreases,asurfacingofsandyclay,crushedslag,crushedstone,caliche,crushedoystershells,oracombinationofthesemaybeapplied.Ifgravelisused,itusuallycontainssufficientclayandfinematerialtohelpstabilizethesurfacing.Gravelsurfacesmaybefurtherstabilizedbyapplicationofcalciumchloride,whichalsoaidsin controllingdust.AnothersurfacingiscomposedofPortlandcementandwatermixedintothe upperfewinchesofthesubgradeandcompactedwithrollers.路面選擇要建設(shè)道路表面的類型和厚度是設(shè)計中的重要部分。類型的選擇取決于該類道路要承受的最大荷載，頻率以及其他因素。對一些路來講，交通量也許會如此之小以至于沒有哪類路面被證明是經(jīng)濟的，天然土壤就被用作道路。隨著交通量的增加，沙土，碎爐渣，碎石，鈉硝石，碎牡蠣殼，或是以上的混合物可以被用來做路面。如果使用砂礫，通常應(yīng)包含足夠的黏土和優(yōu)質(zhì)材料來協(xié)助提高路面穩(wěn)定性。氯化鈣的使用可以進一步加強砂礫路面的穩(wěn)定性，同時也有利于控制灰塵量。另一種路面由硅酸鹽水泥加水混入路基的上面幾英寸并由壓路機壓實。這一程序構(gòu)成了土-混凝土復(fù)合路基并由瀝青質(zhì)材料做路面。用于大交通量的重型交通工具的道路必須仔細設(shè)計并要（設(shè)計具有）相當(dāng)大的厚度。Drainagestructures.Muchofhighwayengineeringisdevotedtotheplanningandconstructionoffacilitiestodrainthehighwayorstreetandtocarrystreamsacrossthehighwayright-of-way.排水結(jié)構(gòu)高速公路工程的許多部分是計劃和建設(shè)用于高速公路或街道排水設(shè)備的，以及使得小溪穿過高速公路的可通行段。Removalofsurfacewaterfromtheroadorstreetisknownassurfacedrainage.Itis accomplishedbyconstructingtheroadsothatithasacrownandbyslopingtheshouldersandadjacentareassoastocontroltheflowofwatereithertowardexistingnaturaldrainage,suchasopenditches,orintoastormdrainagesystemofcatchbasinsandundergroundpipes.Ifastormdrainagesystemisused,asitwouldbewithcitystreets,thedesignengineermustgiveconsiderationtothetotalareadrainingontothestreet,themaximumrateofrunoffexpected,thedurationofthedesignstorm,theamountofpondingallowableateachcatchbasin,andtheproposedspacingofthecatchbasinsalongthestreet.Fromthis informationthedesiredcapacityoftheindividualcatchbasinandthesizeoftheunderground pipingnetworkarecalculated將道路或是街道表面的水移走就是表面排水。它是通過建成一條路，中間有頂以及使路肩及其附屬區(qū)域傾斜，從而將水導(dǎo)向已有的天然溝渠，像敞開的壕溝，或是導(dǎo)向集水箱和地下管道的暴雨排水系統(tǒng)，（來實現(xiàn)表面排水）。如果使用了暴雨排水系統(tǒng)，由于它要和（城市）街道銜接，設(shè)計工程師必須考慮街道總的排水面積，期望的最大排水率，暴雨持續(xù)時間設(shè)計值，每一個集水箱的允許傾注量，以及計劃的集水箱沿街間距。通過這些信息，每一個集水箱的期望容量以及地下管網(wǎng)的尺寸才被計算出來。Indesigningfacilitiestocarrystreamsunderthehighwaytheengineermustdeterminetheareatobedrained,themaximumprobableprecipitationoverthedrainagebasin,thehighestexpectedrunoffrate,andthen,usingthisinformation,mustcalculatetherequiredcapacityofthedrainagestructure.Generallydesignsaremadeadequatetoaccommodatenotonlythelargestfloweverrecordedforthatlocationbutthegreatestdischargethatmightbeexpectedunderthemostadverseconditionsforagivennumberofyears.設(shè)計公路下的排水設(shè)施時，工程師必須確定需要排水的范圍.排水區(qū)域最大可能的降雨量.最大可能的流速，然后利用這些資料，推算所需排水結(jié)構(gòu)的負荷量。概略設(shè)計中要考慮充分，不僅要適合該地區(qū)已有記錄的最大流量，而且要考慮在給定年限內(nèi)在最不利條件下可能發(fā)生的最大流量。開放式管道在計算預(yù)期流量是要考慮的因素包括尺寸.長度.開口形狀，管壁粗糙程度，入口和下游溝渠末端的形狀，入口處允許的最大水位高度以及出口處水位。Restfacilities.Muchengineeringandconstructionworkhasbeendonetoprovidereststopsalongmajorexpresswayroutes,especiallythenationalsystemofinterstatehighways.Thesefacilitiesmustbecarefullylocatedinforestedareastopermittedeasyand safeexitandreturnaccesstothehighway.Manyunitshavebeenbuiltassceniclocationsinforestedareastopermitpicnicgroundsandwalkwaysthroughtheforest.Theserestareasareespeciallybeneficialtothosedriverstravelinglongdistanceswithfewstops.休息設(shè)施許多工程和建設(shè)工作是完成提供主要高速公路沿線休息場所的，特別是（屬于）國家系統(tǒng)的州際高速公路。這些設(shè)施必須仔細布置以便能方便安全的出入高速公路。許多設(shè)施做成景觀模樣坐落于森林覆蓋區(qū)以便（行人）可以在地上野餐或是在森林中散步。這種休息區(qū)特別受到那些跑長途而又很少停車休息的司機的歡迎。Noisebarriers.Thecontrolandreductionofnoisealongbusyroutes,especiallyexpressways,hasbecomeanimportantpartofhighwayengineering.Inmanycommunitieshighwallshavebeenbuiltalongeithersideoftheexpressway.Suchwallscanbecostlytoconstruct,butcanproveverybeneficial.Barrierscanreduceoverallnoiselevelsbyover50%.噪聲屏障控制.減少繁忙道路，特別是高速公路，沿線噪聲已經(jīng)變成高速公路工程中非常重要的一部分。在一些社區(qū)，人們沿高速公路兩側(cè)筑起了高墻。建造這些高墻會很花錢，但是提供了許多便利。隔音柵欄能減少全部噪聲量的超過50%。Constructionoperations.Althoughmuchengineeringandplanningmustbedonepreliminarytoit,theactualconstructionisnormallythecostliestpartofmakinghighwayandstreetimprovements.建設(shè)工作盡管前期要做大量的工程和計劃，但實際工程通常是建造高速公路以及街道改造中耗資最大的部分。Stakingout.Withtheawardofaconstructioncontractfollowingthepreparationofthedetailedplansandspecifications,engineersgoontothesiteandlayouttheproject.Aspartofthisstakingout,limitsofearthworkareshown,locationofdrainagestructuresindicated,andprofilesestablished.立桿定線根據(jù)一份基于細節(jié)計劃準(zhǔn)備和規(guī)范的授權(quán)建設(shè)合同，工程師來到工地現(xiàn)場布置工程。作為立桿定線的一部分，（工程師）要指出土方工程量，排水溝結(jié)構(gòu)的位置，并建立剖面圖。Compaction.Heavyrollersareusedtocompactthesoilorsubgradebelowt