道路勘測設(shè)計-第一章-緒論課件

1、道路勘測設(shè)計主講:楊保倉武漢理工大學土木工程與建筑學院Survey and Design of Highway Route道路勘測設(shè)計主講:楊保倉武漢理工大學土木工程與建筑學院Sur第一章 緒論第一節(jié) 道路運輸?shù)奶攸c及其在國民經(jīng)濟中的地位第二節(jié) 我國公路的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃第三節(jié) 公路的分級與技術(shù)標準 第四節(jié) 公路勘測設(shè)計的階段和任務(wù)第五節(jié) 公路的組成部分第六節(jié) 本課程研究的內(nèi)容第一章 緒論第一節(jié) 道路運輸?shù)奶攸c及其在國民經(jīng)濟中的地位第一節(jié) 道路運輸?shù)奶攸c及其在國民經(jīng)濟中的地位 國家的富強興盛與經(jīng)濟的振興，必須實現(xiàn)國民經(jīng)濟的高度發(fā)展與現(xiàn)代化，就要求有一個完善的交通網(wǎng)。實踐證明：交通運輸是國民經(jīng)濟的

2、動脈，是聯(lián)系工農(nóng)業(yè)、城鄉(xiāng)、生產(chǎn)和消費的紐帶，是經(jīng)濟發(fā)展的“先行官”，常言道：“想要富，先修路”。交通運輸能把國民經(jīng)濟各部門和各個地區(qū)聯(lián)系起來，在社會物質(zhì)財富的生產(chǎn)和分配過程中，在廣大人民生活中起著極為重要的作用。第一節(jié) 道路運輸?shù)奶攸c及其在國民經(jīng)濟中的地位 （一）交通運輸?shù)慕M成及特點鐵路：主要承擔遠程大宗貨物及人流的運輸；水運（海運、河運）：在通航地區(qū)起著廉價的作用；航運：可發(fā)揮快速運輸旅客及貴重物品和緊急物品的優(yōu)勢；管道：多用于運輸液態(tài)及氣態(tài)（如石油、火汽）及散裝貨物；公路：由于靈活機動，特別適宜于客貨短途運輸。（一）交通運輸?shù)慕M成及特點五種運輸方式的特點、優(yōu)勢、適用范圍1.水路運輸（1）載

3、運量大 內(nèi)河：幾百噸到萬噸以上 海運：幾千噸到萬噸以上（2）耗能少，成本低（3）投資省，一般不占用農(nóng)田（4）勞動生產(chǎn)率高水運亦受到水道與航線的制約和氣象因素的影響，航行速度較慢，因此水運較適宜對時間要求不嚴的大批量貨物運輸。五種運輸方式的特點、優(yōu)勢、適用范圍2.鐵路運輸（1）貨運量大；（2）速度快；（3）一般不受氣候和季節(jié)的影響，連續(xù)性強；（4）成本低。3.航空運輸（1）運行速度快，飛機最高時速達1000km/h以上， 航程也可達1萬km；（2）載運量小，營運成本高。4.管道運輸（1）連續(xù)性強，運輸過程損耗少；（2）成本低，安全性好；（3）不占用土地；（4）運輸管理比較簡單。2.鐵路運輸5.公

4、路運輸（1）機動靈活，適應性強能滿足各種運輸?shù)男枰唬?）能深入各處直達運輸，受國家交通設(shè)施的限制較小，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，時間快，貨損少，鐵路只能在固定的線上運輸，鐵路在整個運輸網(wǎng)起“線”的作用，而公路運輸可深入偏遠山區(qū)，是“面”的運輸，是運輸網(wǎng)中的血脈；（3）公路運輸是發(fā)展生產(chǎn)，為國防及人民生活服務(wù)的重要環(huán)節(jié)；（4）公路運輸投資少，周轉(zhuǎn)快，社會效益顯著；（5）和鐵路、水運相比，單位運量小，運輸成本偏高是其缺點，但隨著汽車的改進，公路標準的提高，組織管理的改善，這些缺點會逐漸克服而更能顯示出公路的優(yōu)點。5.公路運輸各種運輸方式特點比較如表1-1： 特點運輸方式運輸能力最高速度通用性連續(xù)性機動性建設(shè)投

5、資運輸成本運輸能耗固定資產(chǎn)效率勞動生產(chǎn)率鐵路3222364444內(nèi)河2536422222海運1435531111公路5311115555民航6144246666管道453653333表1-1 運輸方式特點比較各種運輸方式特點比較如表1-1： 特點運輸?shù)诙?jié) 我國公路的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃一、發(fā)展歷史 我國道路建設(shè)有悠久的歷史，在公元前3世紀就有7000km的“絲綢之路”（silk road , seiden strassen），它起自長安（西安），西至大秦（即羅馬帝國，今地中海東部意大利等國），是當時歐亞大陸的通商交通動脈，是中西文化，宗教交流的主要路線。 秦始皇（公元前259210年）統(tǒng)一六國后，

6、為了鞏固政權(quán)便利通商，統(tǒng)一車軌，大修馳道，形成了全國性的基本道路網(wǎng)，秦后的各個封建朝代在道路方面進行了必要的保養(yǎng)和有限的擴充，但道路運輸發(fā)展緩慢，直到1906年，中國才開始修建汽車公路（廣西友誼關(guān)修建第一條公路），到了1949年解放時，全國僅有公路13萬公里，其中通車里程為8.1萬公里，經(jīng)過六十多年的努力，到2019年全國公路通車里程已達398.4萬公里，增長過程如表1-2，初步形成全國的公路網(wǎng)。第二節(jié) 我國公路的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃一、發(fā)展歷史年份1949195019601965197019801983總長（萬公里）8.110.051.051.563.788.891.5年份198519871988

7、2019201920092019總長（萬公里）94.297.599.2121130382.8 398.4高速公路（公里）47001萬6.5萬 7.4萬表1-2 我國公路里程增長情況年份1949195019601965197019801983二、存在的問題1.數(shù)量少 目前全世界公路總里程達2200萬公路，其中美國637.9萬公里,日本為112萬公里，德國為48.6萬公里，英國34.2萬公里，法國80.4萬公里。若以（公里/公里2）計算，比利時4.2，日本2.99，荷蘭2.25，德國1.95，丹麥1.62，英國1.45，法國1.46，美國0.68，而中國只有 0.415公里/公里2。2.質(zhì)量差，標

8、準低 在通車里程中，二級以上的公路，只占總里程的11.7%，單車道的四級路占70%，還有24%左右的等外路，沒有路面的路占11%，屬于晴通雨阻的路。3.管理差 據(jù)統(tǒng)計我國干線公路有50%的路段其交通量為2000輛/晝夜以上，處于超負荷運行狀態(tài)。二、存在的問題三、如何解決問題 提高路面的質(zhì)量和道路等級，改善路況，提高車速和通行能力，同時修建一些必要的公路，其中包括在沿海、平原及經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，城鎮(zhèn)附近修建一級公路和高速公路，并以經(jīng)濟城市（區(qū)）向外輻射發(fā)展公路以加速 經(jīng)濟發(fā)展。四、公路發(fā)展的目標 我國公路交通的發(fā)展目標，將是促使我國干線公路成為一個三維快速通道公路系統(tǒng)，以及汽車運輸工具與管理服務(wù)系

9、統(tǒng)的現(xiàn)代化，公路交通達到安全、快捷、舒適，以基本適應國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。三、如何解決問題“三維通道”如圖1-1所示y軸：指接觸輪胎的路面能夠自由（即有足夠的平整度與抗滑性能），即路面質(zhì)量問題。x軸：指行進中側(cè)面能自由通暢，不受約束。指超車、混合交通、橫向行人車輛干擾等，涉及道路交叉、混合行駛、標志等問題。z軸：指汽車行進方向通暢自由，涉及道路路線設(shè)計（平、縱、橫，混合交通等）。圖1-1“三維通道”如圖1-1所示圖1-1第三節(jié) 公路的分級與技術(shù)標準一、公路的分級公路根據(jù)功能和適應的交通量分為以下五個等級:1.高速公路為專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的多車道公路。 四車道高速公路應能

10、適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000輛； 六車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量4500080000輛； 八車道高速公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量60000100000輛。第三節(jié) 公路的分級與技術(shù)標準一、公路的分級2.一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的多車道公路。 四車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量1500030000輛； 六車道一級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2500055000輛。3.二級公路為供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道二級公路應能適應將各種汽車折

11、合成小客車的年平均日交通量500015000輛。4.三級公路為主要供汽車行駛的雙車道公路。 雙車道三級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量20006000輛。5.四級公路為主要供汽車行駛的雙車道或單車道公路。 雙車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量2000輛以下； 單車道四級公路應能適應將各種汽車折合成小客車的年平均日交通量400輛以下。2.一級公路為供汽車分向、分車道行駛，并可根據(jù)需要控制出入的二、技術(shù)標準的分類及應用技術(shù)標準的概念：根據(jù)一定數(shù)量的車輛，在道路上以一定的計算行車速度行駛時，對路線和各項工程的設(shè)計要求，把這些要求列成指標，并用標準規(guī)定下來。如

12、表1-2技術(shù)標準大體可以歸納為三類：線形標準、載重標準、凈空標準。二、技術(shù)標準的分類及應用應用和掌握標準應注意以下幾點：1.不考慮路線的作用和運發(fā)展的要求，采用低標準以壓縮工程費用，另一種情況是盲目輕率，貪大求全，采用高標準，既增加了投資，又多占用了土地。2.為保持公路技術(shù)標準的相對均衡連續(xù)，一條公路的等級或地形分段不應頻繁變更。同一標準路段的長度不能太短，高速公路不小于20km，二級公路不少于15km，三級公路不少于10km，四級公路不少于5km。3.技術(shù)標準的線形指標的規(guī)定值是在一定車速下的極限值（如最大縱坡 ，極限最小曲線半徑）。當?shù)匦纹教骨闆r下，定線不困難且不過分增加工程量時，應盡可能

13、采用較高指標，以提高公路的使用質(zhì)量，只有在地形困難或受限制情況下，才采用相應指標的極限值。4.等級或標準的變更處，原則上應選在交通量發(fā)生變化處，如交叉路口，互互通式立體交叉處，或在視野開闊，司機能明顯判斷情況，行車速度易變換處。如橋梁、村鎮(zhèn)、地形變化等處附近。技術(shù)標準的變化應勻順連續(xù)，不要突變，在高低標準分界點處，應設(shè)置過渡段。同一公路相鄰設(shè)計路段的公路等級的差不應超過一級。應用和掌握標準應注意以下幾點：三、行車速度1.計算行車速度是確定公路幾何形狀的主要依據(jù)。概念：在天氣良好，交通密度小的情況下，一般駕駛員能夠保持安全而舒適行駛的最大速度。各級公路計算行車速度的確定與下列兩種車速有關(guān)1）最高

14、時速：汽車設(shè)計時根據(jù)其機械性能和動力性能可達到的最高速度。如紅旗牌小轎車最高時速為160km。2）經(jīng)濟時速：指出廠的汽車在一般公路上行駛時測定的最經(jīng)濟（耗油少，磨耗?。┑臅r速。CA-10B型載重汽車經(jīng)濟時速為3545km。三、行車速度2.平均技術(shù)速度概念：指汽車在公路上實際行駛的平均速度。為了使汽車在平原及微丘區(qū)各級公路上充分發(fā)揮其技術(shù)性能，根據(jù)公路性質(zhì)的不同，二、三級公路平均技術(shù)速度采用經(jīng)濟時速的中間值。計算行車速度與平均技術(shù)速度之間的關(guān)系，在速度較高之時，平均技術(shù)速度約為計算行車速度的60%70%；速度較低時約為計算行車速度的80%90%。2.平均技術(shù)速度為了使汽車在平原及微丘區(qū)各級公路上

15、充分發(fā)揮其四、交通量概念：指在單位時間內(nèi)通過道路某一斷面處的實際汽車數(shù)。單位時間：一小時或一日，分別稱為小時交通量或日交通量。計算方法：按車道計算的，也有將各車道合計一起算的。既有只考慮單方向的，也有將兩個方向合計一起考慮的。四、交通量（一）常用到的交通量1.年平均晝夜（雙向）交通量N 一年365天交通量觀測的平均值，用于決定道路等級及擬定道路修建次序的依據(jù)。2.最大日（雙向）交通量N1 一年365天交通量中的最大值，用于研究公路交通的不均衡情況。3.最大高峰小時（雙向）交通量N2 以一小時為單位所觀測結(jié)果中最大的交通量，用以確定道路幾何現(xiàn)行標準。4.日平均小時（雙向）交通量N3 一晝夜小時觀

16、測交通量的平均值 上午5：00晚9：00，16小時占24小時總交通量的96%，所以用16個小時平均。（一）常用到的交通量（二）交通量的計算 應將行駛中的各種車輛折算為某種標準車輛，我國公路以小客車為準。具體換算系數(shù)： 汽車代表車型車輛折算系數(shù)說 明小客車1.019座的客車和載重量2T的貨車中型車1.519座的客車和載重量 2T7T的貨車大型車2.0載重量 7T14T的貨車拖掛車3.0載重量 14T的貨車（二）交通量的計算汽車代表車型車輛折算系數(shù)說 （三）設(shè)計小時交通量 指設(shè)計年限主要方向的標準高峰小時交通量（例如第30個高峰小時）是確定車道數(shù)的依據(jù)。 單向兩車道以上的道路，設(shè)計小時交通量取單向

17、交通量。Vh=VdkD式中Vh主要方向的設(shè)計小時交通量（輛/小時） Vd設(shè)計年限的年平均日交通量（輛/日） k 標準高峰小時（通常指第30個高峰小時）交通量與年平均日交通量的比值。平原區(qū)公路用13%，山區(qū)用15%。 D主要方向交通量與斷面雙向交通量的比值，一般取0.6。 若為雙車道公路，設(shè)計小時交通量取雙向交通量即：Vh=Vdk（三）設(shè)計小時交通量式中Vh主要方向的設(shè)計小時交通量（輛標準高峰小時取第30個高峰小時的原因 目前，中、日、美都以第30個高峰小時作為設(shè)計依據(jù)，香港特區(qū)、游覽區(qū)以第80個高峰小時交通量作為設(shè)計依據(jù)。標準高峰小時取第30個高峰小時的原因設(shè)計年限平均日交通量的推求Q遠景=Q

18、(1+k)n-1Q遠景遠景設(shè)計年平均日交通量（輛/日）相當于VdQ起始年平均日交通量k 年平均增長率設(shè)計年限平均日交通量的推求五、通行能力與行車密度1.通行能力：通行能力亦稱道路的交通容量，是指以正?？梢越邮艿倪\行速度，并保證行車舒適，車流無阻礙的條件下在單位時間內(nèi)通過道路上某一斷面處的最大車輛數(shù)，以輛/小時或輛/晝夜計。2.交通量與通行能力的關(guān)系 當交通量大于通行能力時，出現(xiàn)交通擁擠； 當交通量小于通行能力時，就為司機駕駛創(chuàng)造一定自由權(quán)，就會有超車的可能，因此道路的通行能力是正常條件下道路交通量的極限數(shù)值。五、通行能力與行車密度3.影響因素：道路條件，交通條件，汽車性能，氣候環(huán)境。4.交通密

19、度：某一單位時間在單位路段上的車輛數(shù)。5.交通量與交通密度的關(guān)系 前者是固定地點，在一定時間內(nèi)通過的車輛數(shù)，而后者是固定時間，在一定長度路段上的車輛數(shù)，它反映了道路上車輛的密集程度。若交通量Q（輛/小時），交通密度為k（輛/km）路段平均車速為V（km/h），則它們之間有如下關(guān)系Q=kV。3.影響因素：道路條件，交通條件，汽車性能，氣候環(huán)境。第四節(jié) 公路勘測設(shè)計的階段和任務(wù)一、計劃任務(wù)書 公路施工前的勘測設(shè)計工作是根據(jù)批準的計劃任務(wù)和有關(guān)標準、規(guī)范進行的。 計劃任務(wù)書是由提出計劃的主管部門下達或由下級單位編制后按規(guī)定上報審批。 計劃任務(wù)書包括以下基本內(nèi)容：第四節(jié) 公路勘測設(shè)計的階段和任務(wù)一、計

20、劃任務(wù)書1.建設(shè)依據(jù)和意義2.路線的建設(shè)規(guī)模和修建性質(zhì)3.路線的基本走向和主要控制點4.工程技術(shù)等級和主要技術(shù)指標5.按幾階段進行勘測設(shè)計，個階段完成的時間6.建設(shè)期限和投資估算。分期修建的，應提出每期的建設(shè)規(guī)模和投資估算7.施工量的原則安排8.下級單位報上級審批時應附路線示意圖，工程數(shù)量、鋼材、木材、水泥用量和投資估算表。計劃任務(wù)書經(jīng)上級主管部門批準后，如對建設(shè)規(guī)模、期限、技術(shù)等級和標準以及路線基本走向等重大問題有變更時，應報原批準機關(guān)審批同意。1.建設(shè)依據(jù)和意義二、勘測設(shè)計階段的劃分 公路勘測設(shè)計根據(jù)路線的性質(zhì)和要求可分為：二階段、一階段、三階段測設(shè)1.二階段測設(shè) 為公路測設(shè)的主要程序，即通常一般公路所采用的測設(shè)程序。其步驟為：先進行初測，編制初步設(shè)計和工程概算；經(jīng)上級批準初步設(shè)計后，再進行定測，編制施工圖和工程預算。初測初步設(shè)計定測施工圖設(shè)計預算概算批準后二、勘測設(shè)計階段的劃分初測初步設(shè)計定測施工圖設(shè)計預算概算批準 也可進行定測，編制初步設(shè)計；然后根據(jù)批準的初步設(shè)計通過補充測量編制施工圖。定測初步設(shè)計施工圖設(shè)計補充測量批準后 也可進行定測，編制初步設(shè)計；然后根據(jù)批準的初步設(shè)計通過補充2.一階段測設(shè) 適用于技術(shù)簡單，方案明確的小型公路工程。即進行一次詳細的定測編制施工設(shè)計和工程預算。定測