道路與橋梁工程概論

1、第一篇路線第一章概論1運(yùn)輸體系鐵路道路航空水路管道2城市道路分類 快速路主干路次干路支路3公路設(shè)計(jì)包括線形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大類，具體為線形組成和結(jié)構(gòu)組成兩個(gè)部分。4線形設(shè)計(jì)基本要求：1保證行車穩(wěn)定性2保證行車暢通、安全和迅速3保證平、縱、橫合理布局4保證 行車舒適性5路線線性的基本依據(jù) 1地形條件2水文、地質(zhì)條件3設(shè)計(jì)車輛4設(shè)計(jì)行車速度5交通量6通行能力a設(shè)計(jì)車速：氣候正常，交通密度小，車輛行駛僅受公路幾何條件的影響，一般的駕駛員能夠安全順適的 行駛所能達(dá)到的最大車速。直接影響：曲線半徑、超高、視距等b交通量：單位時(shí)間內(nèi)通過道路某斷面最大車輛數(shù)。設(shè)計(jì)交通量：擬建道路到達(dá)預(yù)測設(shè)計(jì)年限時(shí)，所能達(dá)到

2、的年平均日交通量，是設(shè)計(jì)依據(jù)。c通行能力：單位時(shí)間內(nèi)，道路與交通正常條件下，保持一定速度安全行駛時(shí)，可能通過的車輛數(shù)。 交通量和通行能力的關(guān)系6路線設(shè)計(jì)希望達(dá)到的成果：有一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、滿足行車要求、工程費(fèi)用最省的路線。7線性設(shè)計(jì)的基本要求：保證行車穩(wěn)定性 保證行車暢通、安全和迅速保證平、縱、橫合理布局保證行 車舒適性第二章公路線性一、平面線性1平面線形三要素：曲率為零的線形：直線曲率為常數(shù)的線形：圓曲線曲率為變數(shù)的線形：緩和曲線 緩和曲線：同向曲線間最小長度：6V ；反向：2V；2行車視距的含義：為了行車安全，駕駛員應(yīng)能隨時(shí)看到汽車前面相當(dāng)遠(yuǎn)的一段路程，一旦發(fā)現(xiàn)前方路面有障礙物或迎面來車，能及

3、時(shí)采取措施，避免相撞，這一必須的最短距離a行車視距包括：停車視距 會(huì)車視距 超車視距b停車視距： ST = S1 + S2 + S3反應(yīng)距離剎車距離 安全距離c會(huì)車視距：同一車道上對向行駛的汽車能及時(shí)剎車所必須的最短安全距離。為2倍的停車視距。二、縱面線形1縱斷面圖由直線和豎曲線坡度i：坡度線的兩端高差與其水平長度 比值的百分?jǐn)?shù)。2合成坡度：指由路線縱坡與彎道超高橫坡(路拱橫坡)組合而成的坡度，其方向?yàn)榱魉€方向。22 i h超高橫坡或路拱橫坡(%)：1 合'"i hiz iZ路線設(shè)計(jì)縱坡坡度(%).3豎曲線的設(shè)計(jì)及計(jì)算a坡度差：3<0:為凹形豎曲線，3>0：為凸

4、形豎曲線L :豎曲線的長度(m) L R4爬坡車道：陡坡路段正線行車道外側(cè)增設(shè)的供載重汽車行駛的專用車道沿上坡方向載重汽車的行駛速度降到規(guī)范規(guī)定的允許最低速度下時(shí)，可設(shè)置爬坡車道；上坡路段的設(shè)計(jì)通行能力小于設(shè)計(jì)小時(shí)交通量時(shí)，應(yīng)設(shè)置爬坡車道。三、路線橫斷面路堤-護(hù)坡道1中間帶的作用：起誘導(dǎo)視線作用。高速公路必設(shè)中間帶。2超高 當(dāng)曲線半徑小于不設(shè)超高的半徑 ，要安全舒適的以設(shè)計(jì)行車速度行使 ，克服由離心力產(chǎn)生的滑 移危險(xiǎn)，把行車道設(shè)成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低的單坡面。2.設(shè)置的條件 R<R不設(shè)超高的最小半徑。超高緩和段的長 度：一般和緩和曲線長度相同。3加寬：汽車在彎道上行使，形成前軸外輪軌跡曲率半徑

5、大，后軸內(nèi)輪軌跡曲率半徑小，汽車在彎道時(shí)行 使所需寬度大于在直線上行使所需寬度，將平曲線內(nèi)側(cè)加寬的型式。設(shè)置的條件Rv=250m4路基土石方數(shù)量計(jì)算F“+ F2V= 12 L平均斷面法（棱柱法）2第三章路線交叉一、平面交叉1道路與道路或道路與鐵路相交的部位稱為道路交叉口 ；2產(chǎn)生沖突點(diǎn)最多的是左拐彎車輛3沖突點(diǎn)的計(jì)算 分流點(diǎn)=合流點(diǎn)=n*（n-2）、沖突點(diǎn)=n*n*（n-1）*（n-2）/64消除沖突點(diǎn)的方法：a、實(shí)行交通管制；b、渠化交通（平面交叉）;c、設(shè)置立體交叉。5平面交叉口的基本要求：保證車輛與行人以最短的時(shí)間順利通過，通行能力適應(yīng)各條道路要求，保證轉(zhuǎn)彎車輛的行車穩(wěn)定，同時(shí)符合排水要

6、求。二、立體交叉1立體交叉口 1.按相交道路跨越方式劃分（1）上跨式（2）下穿式2.按交通功能劃分（分離式和互通式）第二篇路基路面工程第一章路基工程一、路基工程導(dǎo)論1路基設(shè)計(jì)基本要求：足夠的強(qiáng)度和剛度；足夠的水溫穩(wěn)定性；足夠的整體穩(wěn)定性2路基可分為：路堤、路塹、填挖結(jié)合路基三種。3路基的幾何尺寸由寬度、高度和邊坡組成橫斷面的尺寸4路基的干濕類型與（不利季節(jié)路槽下 80CM 土層的平均相對含水量 Wx）有關(guān)。類型：干燥，中濕，潮 濕，過濕。二、路基排水1路基排水：地面排水設(shè)施1邊溝和截水溝2跌水和急流槽3虹吸管（涵）。地下排水設(shè)施盲溝，滲溝和滲井，其特點(diǎn)是排水量不大，主要是以滲流方式匯集水流，并

7、就近排岀路基范 圍以外2明渠水力計(jì)算bh mh2過水?dāng)嗝婷娣e3：濕周x： x b khk:系數(shù)k2 1 m2水力半徑R:R 流速V流量QV c. RiV.容許的最小流速與最大流速驗(yàn)算公式5%VminVVmax三、路基穩(wěn)定性驗(yàn)算1分析方法：直線滑動(dòng)面法（適用于砂石土、砂土、砂性土）；圓弧滑裂面法（適用于粘性土路基）2邊坡坡面防護(hù)：主要是保護(hù)邊坡表面 從而保護(hù)整體穩(wěn)定性，兼顧路基美化和協(xié)調(diào)自然環(huán)境 。包括植物防 護(hù)和礦料防護(hù)路塹開挖縱挖法橫挖法 混合法四、路基建筑1影響壓實(shí) 的主要因素1含水量2 土質(zhì)3壓實(shí)功4溫度5壓實(shí)厚度最佳含水量和最大干密度2壓實(shí)度概念：現(xiàn)場壓實(shí)后土的干密度與室內(nèi)用重型擊實(shí)試

8、驗(yàn)測定的土的 最大干密度的比值的百分?jǐn)?shù)。m ax100 %r :現(xiàn)場壓實(shí)后土的干密度；（g/cm3）;rmax: 土的最大干密度（g/cm3）;第二章路面工程一、路面工程緒論分層作用1對路面的基本要求1.強(qiáng)度和剛度2.水溫穩(wěn)定性3.耐久性4.表面平整性5.抗滑性6.環(huán)保性 2路面結(jié)構(gòu)層包括：面層（包含磨耗層）、基層和墊層（副基層）面層 承受車輪垂直力和水平力作用和自然氣候影響應(yīng)平實(shí)堅(jiān)固、耐磨抗滑，并具有不透水性能?；鶎映惺苊鎸觽鱽淼淖饔?，并擴(kuò)散到墊層除了具有強(qiáng)度外，還應(yīng)該具有足夠的水穩(wěn)定性。由半剛性材料（石灰土，水泥砂礫等）和碎礫石材料做成。墊層為了改善土基的濕度和溫度狀況，用來隔離路基土中水

9、的上冒或防止路面下的冰凍深度深入至土J基引起凍融翻漿。又稱隔離層或隔溫層。 常用材料有 砂石、爐渣、片石和二灰集料 等。3路面分為：剛性路面、柔性路面、半剛性路面三大類 a半剛性材料：無機(jī)結(jié)合料（水泥、石灰）（柔性I性路路面面的和對I剛比J I柔性路面的特點(diǎn)：A優(yōu)點(diǎn)：1有彈性、柔性較好，2路面無接縫，易于養(yǎng)護(hù)維修3平整度好，行車舒適性較 好，4投資少，易于施工，進(jìn)度快B缺點(diǎn)：1剛度較小抗拉強(qiáng)度較低，荷載作用下變形較低大，其下基層 需要承受荷載2 土基和基層強(qiáng)度對路面結(jié)構(gòu)的整體有較大的影響3，受溫度的影響較大。剛性路面的特點(diǎn)：A優(yōu)點(diǎn)：1.具有較高強(qiáng)度，穩(wěn)定性好，使用壽命長（2030年）；2.路面

10、粗糙，抗滑性好，抗 磨耗能力強(qiáng)；3.經(jīng)常性維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；B缺點(diǎn)：1.水泥用量大（每方砼需水泥 330kg）； 2.混凝土需要 濕治養(yǎng)生開放交通較遲；3.接縫是路面的薄弱部分，行車引起車輛振動(dòng)，易導(dǎo)致路面破壞；4.混凝土板 破壞后，修復(fù)困難、影響交通、瀝青路面1瀝青路面定義：使用瀝青作為粘結(jié)料修筑的面層并與各類基層和墊層所組成的路面。又成為黑色路面2瀝青路用性質(zhì)的三大主要指標(biāo)有 ：1、粘性針入度；2、塑性延度；3、溫度穩(wěn)定性軟化點(diǎn)； 按照強(qiáng)度構(gòu)成原理分為嵌擠式和密實(shí)式兩類。3瀝青灌入式路面 淺貫入:厚度4 5cm深貫入:厚度6 8cm4根據(jù)瀝青路面的技術(shù)特性分1瀝青表面處治指用瀝青和集料按照

11、層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面。作用：不承重，作為磨耗層保護(hù)路面 2瀝青貫入式路面指將瀝青貫入基本壓實(shí)成型的 碎石層后再撒鋪嵌縫料逐層壓實(shí)的路面。淺貫入:厚度4 5cm深貫入:厚度6 8cm上拌下貫：表面加鋪拌和層，此時(shí)拌和層的厚度宜為 3 4cm，總厚度為7 10cm。瀝青路面使用的瀝青材料有石油瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青、瀝青乳液等5瀝青路面的破壞形式（1 ）裂縫2）沉陷、車轍（3）推移4）坑槽、泛油破壞狀態(tài)1路面表面產(chǎn)生較大的彎沉變形；2路面結(jié)構(gòu)層被拉裂；3路面結(jié)構(gòu)層的剪切破壞三、柔性路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)彎沉值 Ld :路面在設(shè)計(jì)年限末期的不利季節(jié)，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下容

12、許岀現(xiàn)的最大回彈彎沉值。：Id 600Ne 02AcAsAb2p路表實(shí)測彎沉值Ls （0.01mm） l s 1000cFE1第三篇橋梁工程1跨徑的增長和承載的增大是反映橋梁技術(shù)水平的主要指標(biāo)中小跨徑橋梁構(gòu)件，以裝配式結(jié)構(gòu)為主。大跨徑橋梁多采用懸臂式施工技術(shù)2橋梁五大部件：上部結(jié)構(gòu)1橋跨結(jié)構(gòu)是路線遇到障礙中斷時(shí)，跨越這類障礙的結(jié)構(gòu)物 2支座系統(tǒng)支撐上 部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁敦臺(tái)上，保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化或其他因素作用所預(yù)計(jì)的位移功能 下部 結(jié)構(gòu)3橋臺(tái)橋臺(tái)位于橋的兩端，兼起擋墻作用。4墩臺(tái)在河中或岸上支撐兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物 。5 墩臺(tái)基礎(chǔ)將橋墩（臺(tái)）傳來的荷載分布到地基土壤基巖中去3

13、橋梁的主要術(shù)語 1凈跨徑（L0） 2總跨徑（L0） 3計(jì)算跨徑（l） 4標(biāo)準(zhǔn)跨徑（lb ） 5橋梁全長（L） 6橋 梁高度（H1 ） 7橋下凈空高度（H） 8建筑高度（h或h '）9凈矢高（f0 ） 10計(jì)算矢高（f ） 11矢跨比（f / l ） 12涵洞（名詞解釋）洪峰季節(jié)河流中的最高水位稱為高水位。橋梁設(shè)計(jì)中按照規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算所得的高水位，稱為設(shè)計(jì)洪水位?？菟竟?jié)的最低水位稱為低水位；凈跨徑L0 :對于梁式橋是設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩（或橋臺(tái)）間的凈距；對于拱式橋是每孔拱跨兩個(gè)拱腳 截面最低點(diǎn)之間的水平距離 ?？偪鐝?L0 :多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，反映橋下宣泄洪水的

14、能力。計(jì)算跨徑I :指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個(gè)支座中心之間的距離；對于拱式橋是相鄰拱腳截面形心點(diǎn)之間的水平距離。橋跨結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算以此為基準(zhǔn)。（拱軸線）橋梁全長L:橋梁兩個(gè)橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)間的距離。橋梁高度H1 :指橋面與低水位之間的高差，或橋面與橋下線路路面之間的距離。橋下凈空高度H:是設(shè)計(jì)洪水位或計(jì)算通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。建筑高度h或h ':是橋上行車路面至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb :對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新建橋涵跨徑在60m以下時(shí)，一般均應(yīng)盡量采用。從0.75m60m ，共分22種。對于梁式橋指兩相鄰橋墩中線之間的距離，對于拱式橋，則是凈跨徑。凈矢高f0 :從拱

15、頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點(diǎn)之連線的垂直距離。計(jì)算矢高f :從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離。矢跨比f /I :是拱橋中拱圈（或拱肋）的計(jì)算矢高與計(jì)算跨徑之比，又稱為拱矢度，反映拱橋受力特性的指 標(biāo)。涵洞：用來宣泄路堤下水流的構(gòu)造物；多孔跨徑的全長不到 8m和單孔跨徑不到5m的泄水結(jié)構(gòu)物。4按橋梁結(jié)構(gòu)受力不同分為梁式、拱式、剛架橋、吊橋（懸索橋）、斜拉橋、組合體系橋橋梁的各種體系的受力特點(diǎn)梁式橋：在豎直荷載作用下，梁的截面只承受彎矩，支座只承受豎直方向的力的橋梁結(jié)構(gòu)型式。拱式橋：拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)拱圈或拱肋，在豎向荷載作用下，橋墩或橋臺(tái)不僅承受 豎向力而且將承受 水平

16、推力。剛架橋：受力介于梁橋和拱橋之間；建筑高度小，降低線路標(biāo)高，改善縱坡，減少路堤土方量；普通鋼筋 混凝土的鋼架橋施工較困難，梁柱鋼接處易發(fā)生裂縫。吊橋（懸索橋）：采用高強(qiáng)度的鋼纜，發(fā)揮其抗拉性能，可設(shè)置特大跨徑；鋼纜易于運(yùn)輸，結(jié)構(gòu)的構(gòu)件組成 輕，便于無支架懸吊拼裝；在山嶺地帶，多采用吊橋；自重輕，結(jié)構(gòu)剛度差。斜拉橋：主梁尺寸減小，自重降低，節(jié)省結(jié)構(gòu)材料，增加跨越能力；與吊橋相比，結(jié)構(gòu)剛度大，結(jié)構(gòu)變形 小，抵抗風(fēng)振的能力好。組合體系橋：其承重結(jié)構(gòu)由幾種結(jié)構(gòu)型式組合而成的橋梁型式。5橋梁的分類a按用途分1公路橋、2鐵路橋、3公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋，各種專用橋b按主要承重結(jié)構(gòu)材料分 1圬工橋2鋼筋混凝土橋3預(yù)應(yīng)力混凝