市政工程基礎(chǔ)知識(shí)說(shuō)明

市政工程基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)城市道路基礎(chǔ)知識(shí)一、城市道路的組成和特點(diǎn)（一）城市道路的組成1、車行道：供各種車輛行駛的路面部分?？煞譃闄C(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道。供帶有動(dòng)力裝置的車輛（大小汽車、電車、摩托車等）行駛為機(jī)動(dòng)車道，供無(wú)動(dòng)力裝置的車輛（自行車、三輪車等）行駛的為非機(jī)動(dòng)車道。2、人行道：人群步行的道路。包括地下人行通道和人行天橋。3、分隔帶（隔離帶）：是安全防護(hù)的隔離設(shè)施。防止車輛越道逆行的分隔帶設(shè)置在道路中線位置，將左右或上下行車道分開，成為中央分隔帶。4、排水設(shè)施：包括用于收集路面雨水的平式或立式雨水口（進(jìn)水口）、支管、窨井等。5、交通輔助性設(shè)施：為組織指揮交通和保障維護(hù)交通安全而設(shè)置的輔助性設(shè)施。如：信號(hào)燈、標(biāo)志牌、安全島、道路花壇、護(hù)攔、人行橫道線（斑馬線）分車道線及臨時(shí)停車場(chǎng)和公共交通車輛停靠站等。6、街面設(shè)施：為城市公用事業(yè)服務(wù)的照明燈柱、架空電線桿、消防栓、郵政信箱、清潔箱等。7、地下設(shè)施：為城市公用事業(yè)服務(wù)的給水管、污水管、煤氣管、通訊電纜、電力電纜等。（二）城市道路的特點(diǎn)城市道路與與公路相比，有以下特點(diǎn)：1、功能多樣、組成復(fù)雜、藝術(shù)要求高；2、車輛多、類型復(fù)雜、車速差異大；3、道路交叉口多，易發(fā)生交通阻塞和交通事故；4、城市道路需要大量附屬設(shè)施和交通管理設(shè)施；5、城市道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工的影響因素多；6、行人交通量大，交通吸引點(diǎn)多，使得車輛和行人交通錯(cuò)綜復(fù)雜，機(jī)非相互干涉嚴(yán)重；7、城市道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)政策性強(qiáng)，必須貫徹有關(guān)的方針和政策。二、道路的人類與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）道路的分類道路的功能主要是為各種車輛和行人服務(wù)。道路因其所處位置、交通性質(zhì)及功能特點(diǎn)不同，主要可分為公路和城市道路兩大類。1、公路公路是聯(lián)系城、鎮(zhèn)和公礦基地、港口及集散地等，主要供汽車行駛，具備一定技術(shù)和設(shè)施的道路。我國(guó)公路根據(jù)其使用任務(wù)、性質(zhì)和適應(yīng)的交通量，按2003年交通部頒發(fā)的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）中規(guī)定，把公路分為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路和四級(jí)公路五個(gè)等級(jí)。高速公路為具有特別重要的政治、經(jīng)濟(jì)意義，專供汽車分向、分車道行駛并全部控制出入的干線公路。公路等級(jí)的選用，應(yīng)根據(jù)公路網(wǎng)的規(guī)劃。從全局出發(fā)，按照公路的使用任務(wù)、功能和遠(yuǎn)景交通量綜合確定。2、城市道路城市道路是指城市內(nèi)部，供車輛和行人通行的具備一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路。它是城市組織生產(chǎn)、安排生活、搞活經(jīng)濟(jì)、物質(zhì)流通所必須具備的條件，是連接城市各個(gè)功能分區(qū)和對(duì)外交通的紐帶。城市道路也為城市通風(fēng)、采光以及保持城市生活環(huán)境提供所需要的空間，并為城市防火、綠化提供通道和場(chǎng)地。我國(guó)城市道路根據(jù)其在道路系統(tǒng)中的地位、交通功能以及對(duì)沿線建筑物的服務(wù)功能及車輛車輛、行人進(jìn)出頻度，國(guó)家建設(shè)部在1991年頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-90），把城市道路分為四十類十級(jí)。（1）快速路：在特大或大城市中設(shè)置，主要為城市中大量、長(zhǎng)距離的快速交通服務(wù)；是聯(lián)系城市各個(gè)主要功能分區(qū)及為過(guò)境交通服務(wù)?？焖俾酚捎谲囁俑摺⒘髁看?，故采用分向、分車道，全立交、快速路兩側(cè)不應(yīng)設(shè)置吸引大量車流、人流的公共建筑物的出入口，兩側(cè)一般建筑物的進(jìn)出口應(yīng)加以控制。（2）主干路是聯(lián)系城市中各功能分區(qū)（如工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、文化區(qū)等）的干路，以交通功能為主，負(fù)擔(dān)城市的主要客、貨運(yùn)交通，是城市內(nèi)部交通的大動(dòng)脈。（3）次干路是城市中數(shù)量較多的一般交通道路。它與主干路組合成道路網(wǎng)，起集散交通的作用，兼有服務(wù)功能。（4）支路是城市中數(shù)量較多的一般交通道路。支路應(yīng)為次干路與街坊路的連接線，解決局部地區(qū)交通，以服務(wù)功能為主。（二）城市道路分級(jí)上述分類，除快速路外，每類道路按照所在城市的規(guī)模、設(shè)計(jì)交通量、地形等分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)。大城市應(yīng)采用各類道路中的Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；中等城市應(yīng)采用Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；小城市應(yīng)采用Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。城市道路按照道路的橫向布置可分為四類。如下表：道路類別車輛行駛情況適用范圍單幅路機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車車混合行駛用于交通量不大的的次干路、支支路雙幅路分流向，機(jī)、非混混合行駛機(jī)動(dòng)車交通量較大大，非機(jī)動(dòng)車車交通量較小小的主干路、次次干路三幅路機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車車分道行駛機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車車交通量均較較大的主干路路、次干路四幅路機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車車分流向分道道行駛機(jī)動(dòng)車交通量大，車車速高；非機(jī)機(jī)動(dòng)車多的快快速路，主干干路城市道路的主要技術(shù)指標(biāo)總匯快速路主干路次干路支路ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ設(shè)計(jì)車速（km//h）8060605050404030504040303020403030202020最小半徑(m)25015015010010070401004020403020推薦半徑(m)400300300200150200858540不設(shè)超高半徑(mm)10006006004003004001507015070平曲線最小長(zhǎng)度((m)14010010085708550405040圓曲線最小長(zhǎng)度((m)70505040354025202520緩和曲線最小長(zhǎng)度度(m)70505045354525202520最大超高橫坡(%%)644422停車視距(m)1107070604060302030最大縱坡(%)6778979999合成縱坡(%)76.56.56.576.5787縱坡限制長(zhǎng)度(mm)400300300200300縱坡最小長(zhǎng)度(mm)29017017014011014085608560凸型豎曲線最小半半徑(m)300012001200900400900250100250100凹型豎曲線最小半半徑(m)180010001000700450700250100250100豎曲線最小長(zhǎng)度((m)70505040354025202520（三）道路的分類與分級(jí)道路面是供車輛直接行駛的部分，是整條道路的一個(gè)很重要的組成內(nèi)容，它直接影響車輛的行駛速度、運(yùn)輸成本、行車安全和舒適程度。路面工程在整個(gè)道路造價(jià)中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，因此，合理安排好路面建設(shè)，講究科學(xué)，對(duì)延長(zhǎng)道路的使用年限、降低運(yùn)輸成本、發(fā)揮投資效益具有十分重要的意義。1、路面分類（1）路面按力學(xué)特征可分為下列兩種類型1）柔性路面。主要包括用各種基層（水泥混凝土除外）和各類瀝青面層、碎（礫）石面層、塊料面層所組成的路面結(jié)構(gòu)。柔性路面在荷載作用下所產(chǎn)生的彎沉變形較大，路面結(jié)構(gòu)本身抗彎拉強(qiáng)度低，車輪荷載通過(guò)各結(jié)構(gòu)層向下傳遞到土基，使土基受到較大的單位壓力，因而土基的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性對(duì)路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度有較大影響。2）剛性路面。主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)。水泥混凝土的強(qiáng)度，比其他各種路面要高的多，它的彈性模量也較其他各種路面材料大，故呈現(xiàn)較大的剛性。水泥混凝土路面板在車輪荷載作用下的垂直變形極小，荷載通過(guò)混凝土板體的擴(kuò)散分布作用，傳遞到地基上的單位壓力要較柔性路面小的多。（2）路面按材料和施工方法可分為五大類1）碎（礫）石類。用碎（礫）石按嵌齊原理或最佳級(jí)配原理配料鋪壓而成的路面。一般做面層、基層。2）結(jié)合材料穩(wěn)定類。攙加各種結(jié)合料，使各種土、碎（礫）石混合料或工業(yè)廢渣的性質(zhì)改善，成為具有較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的材料，經(jīng)鋪壓而成的路面?？捎米骰鶎?、墊層。3）瀝青類。在礦質(zhì)材料中，以各種方式摻入瀝青材料修筑而成的路面?？捎米髅鎸踊蚧鶎?。4）水泥混凝土類。以水泥湖水合成水泥漿為結(jié)合料、碎（礫）石為骨料、砂為填充料，經(jīng)拌合、攤鋪、振搗和養(yǎng)護(hù)而成的路面，通常用作面層，也可作基層。5）塊料類。用整齊、半整齊塊石或預(yù)制水泥混凝土塊鋪砌，并用砂嵌縫后輾壓而成的路面，用作面層。2、路面分級(jí)。路面的技術(shù)等級(jí)主要是按面層的使用品質(zhì)來(lái)劃分的，并與道路的等級(jí)、交通量相適應(yīng)，目前我國(guó)的道路分為四個(gè)等級(jí)：（1）高級(jí)路面。它包括由瀝青混凝土、水泥混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊石或條石等材料所組成的路面。這類路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)的交通量大，平整無(wú)塵，能保證行車的平穩(wěn)和較高的車速；路面建成后，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較省，運(yùn)輸成本低。目前，我國(guó)城市道路和高等級(jí)道路一般都采用高級(jí)路面形式。（2）次高級(jí)路面。它包括由瀝青灌入式、路拌瀝青碎（礫）石、瀝青表面處理治和半整齊塊石等材料所組成的路面，與高級(jí)路面相比，其使用品質(zhì)稍差，使用壽命較短，造價(jià)較低。（3）中級(jí)路面。它包括泥結(jié)或級(jí)配碎（礫）石、不整齊塊石和其他粒料等材料所組成的路面，它的強(qiáng)度低，使用期限短，平整度差，易揚(yáng)塵，行車速度不高，適應(yīng)的交通量較小，且維修工作量大，運(yùn)輸成本也較高。（4）低級(jí)路面。它包括由各種粒料或當(dāng)?shù)夭牧蠈⑼辽约痈纳坪笏纬傻穆访?，如煤渣土、礫石土、沙礫土等。它的強(qiáng)度低，水穩(wěn)定性和平整度均較差，易揚(yáng)塵，交通量小，車速低，行車條件差，養(yǎng)護(hù)工作量大，運(yùn)輸成本很高。三、城市道路網(wǎng)的基本知識(shí)城市道路網(wǎng)在平面上的表現(xiàn)形式為平面幾何圖形，是城市總平面的骨架，各條道路彼此相互配合，把城市的各部分有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。我過(guò)現(xiàn)有城市道路網(wǎng)的形式是在一定的歷史條件下，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，適應(yīng)當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展與交通運(yùn)輸需要逐步演變過(guò)來(lái)的。目前現(xiàn)有的道路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式主要有四種類型：方格網(wǎng)式、環(huán)行放射式、自由式和混合式。（一）方格網(wǎng)式道路網(wǎng)又稱棋盤式道路系統(tǒng)。是道路網(wǎng)中最常見的一種。其干道相互平行，間距約為800-1000m，平行于干道之間布置次要道路，將用地分為大小合適的街坊。多適用于地勢(shì)平坦的中小城市或大城市的局部地區(qū)。我國(guó)一些古城的道路系統(tǒng)，多采用這種軸線對(duì)稱的方格形。如北京舊城、西安、洛陽(yáng)、太原、開封、福州、蘇州等均屬于方格網(wǎng)式道路。方格網(wǎng)式道路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是布置整齊，有利于建筑布置和方向識(shí)別；道路定線方便；交通組織方便、靈活，不易造成市中心交通壓力過(guò)重。其缺點(diǎn)是對(duì)角線交通不方便，非直線系數(shù)（即度系數(shù)）較大（1.27-1.4），使市內(nèi)兩點(diǎn)間的行程增加，交通工具的使用效能降低。（二）環(huán)行放射式道路網(wǎng)環(huán)行放射式是由市中心向外輻射路線，四周以環(huán)路溝通。多為舊城市向外發(fā)展而成，有利于市中心對(duì)外交通聯(lián)系。多適用于大城市和特大城市。環(huán)形放射式道路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是中心區(qū)與各區(qū)以及市區(qū)與郊區(qū)都有短捷的交通聯(lián)系，非直線系數(shù)?。?.1～1.2）。缺點(diǎn)是交通組織不如方格網(wǎng)靈活，街道劃分不靈活規(guī)則，很容易造成市中心交通壓力過(guò)重、交通集中。為消除這些缺點(diǎn)，分散市中心交通，可以布置兩個(gè)或兩個(gè)以上的市中心，也可以根據(jù)交通情況，將某些放射干道置于二環(huán)路或三環(huán)路，以減輕對(duì)市中心的負(fù)擔(dān)。（三）自由式道路網(wǎng)自由式道路系統(tǒng)多以結(jié)合地形為主，路線布置依據(jù)城市地形起伏而無(wú)一定的幾何圖形。我國(guó)很多山丘城市地形起伏大，道路選線時(shí)為減小坡度，常沿山麓或河岸布設(shè)。自由式道路系統(tǒng)的布設(shè)優(yōu)點(diǎn)是能充任結(jié)合自然地形，適當(dāng)節(jié)約工程造價(jià)，先行流暢，自然活潑；缺點(diǎn)是城市中不規(guī)則街坊多，建筑用地分散、非直線系數(shù)大。適用于自然地形條件復(fù)雜的區(qū)域和小城市。（四）混合式道路系統(tǒng)混合式道路系統(tǒng)也稱為綜合式道路系統(tǒng)，是以上三種形式的組合。所以，要合理規(guī)劃，充分吸引其各式的優(yōu)點(diǎn)，組合成一種較合理的形式。目前我國(guó)大多數(shù)大城市采用方格網(wǎng)式和環(huán)行放射式的混合式。如北京、上海、南京、合肥等城市在保留原有舊城方格網(wǎng)式的基礎(chǔ)上，為減少市中心的交通壓力而設(shè)置了環(huán)路或輻射路。四、行車對(duì)道路的影響行車對(duì)路面的作用可分為：車輛荷載作用于路面的垂直力；由于車輛的制動(dòng)、加速、轉(zhuǎn)向等形成的水平力f；由于路面高低不平、汽車的振動(dòng)而形成的沖擊力和振動(dòng)力。車輛通過(guò)車輪傳遞給路面的垂直力是根據(jù)車輛的總重和車輪輪軸所分擔(dān)的重量而確定的，汽車前軸為被動(dòng)輪，后軸為驅(qū)動(dòng)輪。在荷載分布上，前輪一般為車重的1/4～1/3，后軸為2/3～3/4。車輪傳遞給路面的單位垂直壓力大致與汽車輪胎內(nèi)壓相等，一般為0.4～0.7MPa。垂直力的大小由汽車類型和荷載決定，它的主要作用是使路面產(chǎn)生垂直變形使路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生彎曲變形。在路面強(qiáng)度不足時(shí)，則會(huì)使底部拉裂而破壞。汽車對(duì)路面的作用力可分為靜力和動(dòng)力兩種，停駛狀態(tài)作用力可視為靜力，其余狀態(tài)皆可視為動(dòng)力。動(dòng)力作用具有瞬時(shí)性，即在瞬時(shí)內(nèi)，作用力還來(lái)不及傳遞到更深的位置就消失了，與靜力作用相比其值很小，而路面由于不平整而導(dǎo)致汽車顛簸所產(chǎn)生的沖擊力與動(dòng)力作用產(chǎn)生的影響力正好抵消，故在瀝青路面設(shè)計(jì)中，沖擊力與瞬時(shí)動(dòng)力兩個(gè)因素均不考慮。第二節(jié)城市道路線形組合城市道路的線形設(shè)計(jì)是指路線立體形狀及其相關(guān)諸因素的綜合設(shè)計(jì)。它通過(guò)道路的橫斷面設(shè)計(jì)、道路的平面設(shè)計(jì)、道路的縱斷面設(shè)計(jì)三個(gè)方面把設(shè)計(jì)成果反映出來(lái)，即通常成為道路平、縱、橫設(shè)計(jì)，三者既相互制約又相輔相成。在道路的線形設(shè)計(jì)中，橫斷面是矛盾的主要方面。所以，一般都是先做橫斷面設(shè)計(jì)，然后再做平面和縱斷面設(shè)計(jì)。一、道路橫端面基本知識(shí)道路橫斷面，在直線段上是垂直于道路中心線方向的斷面，而在平曲線段上則是通過(guò)切點(diǎn)并垂直于其切線方向的斷面。城市道路的橫斷面設(shè)計(jì)必須在城市總體規(guī)劃中確定的規(guī)劃紅線范圍內(nèi)進(jìn)行。紅線之間的寬度即道路用地范圍，也稱為道路的總寬度或稱規(guī)劃路幅。道路紅線是一個(gè)法定邊界線，它是道路工程的設(shè)計(jì)依據(jù)，和是城市公用設(shè)施各項(xiàng)管線工程的用地依據(jù)。城市道路的橫斷面由人行道、車行道、綠化帶、分割帶等部分組成。公路的橫斷面由車行道、路肩、邊溝、邊坡、分割帶等部分組成。根據(jù)道路功能和紅線寬度的不同，它們之間可有各種不同形式的組合。橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、道路性質(zhì)和紅線寬度以及有關(guān)交通資料，確定道路各組成部分的寬度，并給予合理布置。首先要保證車輛和行人的交通安全和暢通；其次必須滿足路面排水和綠化、地面桿線、地線管線等公用設(shè)施布置的工程技術(shù)要求；第三，橫斷面的布置應(yīng)與道路功能、沿街建筑物性質(zhì)、沿線地形相協(xié)調(diào)；第四，應(yīng)做到節(jié)約用地、降低造價(jià)，多方案比較，并考慮近遠(yuǎn)期規(guī)劃與建設(shè)的結(jié)合、過(guò)渡。橫斷面設(shè)計(jì)要根據(jù)路線在平面、里面上的特點(diǎn)，從實(shí)際出發(fā)，綜合考慮。在設(shè)計(jì)中，規(guī)劃紅線寬度、道路功能、交通組織