道路勘测设计、课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,道 路 勘 测 设 计,总学时：,48,学时,+2(1),周设计（考试课）,1,.,本课程的主要内容：,一、路线设计的主要依据；,二、道路的平面设计；,三、道路的纵断面设计；,四、道路的横断面设计；,五、道路的选线与定线；,六、道路平面交叉口设计；,七、城市道路排水设计；,八、道路沿线设施等。,2,.,第一章 绪论,道路设计,结构设计：,研究投资量、用材量和养护力量等接近最优状态下，使结构物在自然因素和行车荷载作用下，在使用年限内保持良好的状态。,几何设计：,其指标决定了道路的安全、,舒适、快捷、美观和建设与运营的经济性，决定道路等级和规模，是道路勘测设计研究的对象。,3,.,本章主要内容：,1.道路运输概论,2.道路设计的基本依据,3.道路分级与技术标准,4.道路勘测设计的阶段和任务,5.本课程的内容和学习方法,4,.,本章学习要求：,1.掌握道路设计的基本依据；,2.正确选择道路等级和运用设计标准；,3.掌握道路勘测设计的程序。,5,.,第一节 交通运输概论,一、交通运输体系,1,交通：,广义指人、物、信息的流动，以某种确定的目标，按照一定的方式，通过一定的空间进行。,2,交通运输：,指由于社会生产与消费的需要，人们必须克服空间上的阻碍，实现人和物的移动；为具体实现这种移动提供服务所进行的活动成为交通运输。,6,.,铁路运输（火车）,：,适用于远程的大宗货物及人流运输。,道路运输（汽车）,：,适于人流及货物的各种运距的小批量运输。,水路运输（轮船）,：,通航地区最廉价的运输方式。,航空运输（飞机）,：,适于快速运送旅客及贵重紧急商品、货物。,管道运输（封闭管道）,：,运送液体、气体和粉状货物的单向、定点的专用运输方式。,3,交通运输体系的构成：,（现代交通组成）,7,.,运输量大；迅速；,但需转运；装卸费用较高；属线性运输。,高速铁路：轮轨 磁悬浮,机动、灵活，适应性强，服务面广；直达、迅速；可实现门,门的直达运输，减少中转费用；,单车运量小成本高；安全性较低；,环境污染较大。,高速公路：集装箱运输,耗能省、运输成本低；但受自然因素制约大。,方式：内河 海洋（近海、远洋）,速度最快；费用最高；舒适,专业性强（专用）；连续性强，,运输成本低、损耗少，安全性好。,二、交通运输的特点,铁路运输,道路运输,：,水路运输,：,航空运输,：,管道运输,：,8,.,三、道路的行政划分,道路,：,供各种车辆和行人等通行的工程设施的总称。,道路,林区道路,公 路,城市道路,厂矿道路,乡村道路,按其使用特点共分为：,专用道路,9,.,1.,公路,公路：,连接城市、乡村，主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路。,根据公路的作用及使用性质，从行政角度上将公路划分为：,公路,乡级公路（乡道）,国家干线公路（国道）,省级干线公路（省道）,县级公路（县道）,专用公路,干线,支线,10,.,1,）,国道：,是指具有全国性政治、经济意义的主要干线公路，包括重要的国际公路，国防公路、连接首都与各省、自治区、直辖市首府的公路，连接各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。国道中跨省的高速公路由交通部批准的专门机构负责修建、养护和管理。,2,）,省道：,是指具有全省（自治区、直辖市）政治、经济意义，并由省（自治区、直辖市）公路主管部门负责修建、养护和管理的的公路干线。,11,.,3,）,县道：,是指具有全县（县级市）政治、经济意义，连接县城和县内主要乡（镇）、主要商品生产和集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间公路。县道由县、市公路主管部门负责修建、养护和管理。,4,）,乡道：,是指主要为乡（镇）村经济、文化、行政服务的公路，以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及乡与外部联络的公路。乡道由乡人民政府负责修建、养护和管理。,12,.,5,）,专用公路：,是指专供或主要供厂矿、林区、农场、油田、旅游区、军事要地等与外部联系的公路。专用公路由专用单位负责修建、养护和管理。也可委托当地公路部门修建、养护和管理。,2.,城市道路,城市道路：,在城市范围内，供车辆及行人通行的、具备一定技术条件和设施的道路。,13,.,4.,林区道路,3.,厂矿道路,厂矿道路：,主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路，分场内道路和场外道路等。,林区道路：,修建在林区，,主要供各种林业运输工具通行的道路。,5.,乡村道路,乡村道路：,修建在乡村、农场，,主要供行人及各种农业运输工具通行的道路。,14,.,古代：,道路的出现是在公元前,2000,年到公元,300,年,这一时期，最早道路被称为“琥珀道路”。,近代：,本世纪初（,1902,年）汽车输入我国。,从,1906,年在广西友谊关修建第一条公路,到,1949,年底，全国公路通车里程仅,8.1,万公里。,现代：,中华人民共和国成立以后,由,1978,年底公路通车里程达,88,万公里,到,1994,年底猛增至,110,万公里。,四、道路的发展简史,15,.,第二次全国公路普查结果表明，到,2000,年,12,月,31,日我国公路总里程达到,167.98,万公里。其中高速公路通车里程为,1.6,万公里。,98,的乡镇和,89,的行政村通了公路。（不通公路的乡镇,460,个，不通公路的村有,7.4,万个）,除港、澳、台地区外，到,2001,年底，我国公路总里程达到,169.8,万公里，居世界第四位。,到,2004,年底，我国公路总里程达到,187.07,万公里。,到,2006,年底，我国公路通车总里程达,384,万公里。其中，新改建公路里程,34,万公里。,1,994,年底,公路通车里程达到,110,万公里，并实现了县县通公路，,97,的乡及,78,的行政村通了汽车。,16,.,1990,年第一条高速公路（沈大高速公路）建成通车；,到,2000,年底，高速公路总里程达,1.6,万公里；,到,2001,年底，高速公路总里程达,1.9,万公里，超过加拿大、仅次于美国（,8.8,万公里），位居世界第二位；,2004,年底高速公路总里程达到,3.43,万公里,。,2006,年底高速公路总里程达,4.54,万公里，全年新建高速公路,4460km,。,高速公路建设情况：,17,.,五、我国道路的发展规划,1,国道主干线规划,国道主干线公路全部建成高等级公路。,高等级：,高速、一级、二级（,3.5,万公里）,90,年代，交通部规划：,1990,2020,年，总长,3.5,万公里国道主干线公路全部建成高等级公路。,2003,年，完成“两纵两横”；,2020,年，完成“五纵七横”。,18,.,“,两纵两横”国道主干线,“,两纵两横”国道主干线示意图,19,.,“,五纵七横”国道主干线,“,五纵七横”国道主干线示意图,20,.,2,国道与省道规划,国道规划：,以北京为中心，连接全国各省市重要大、中城市、港站枢纽和工农业基地等。按首都放射线，北南纵线、东西横线分别顺序编号。,国道网分类：,首都放射线：编号,1,和两位路线顺序号构成,北南纵线：编号,2,和两位路线顺序号构成,东西横线：编号,3,和两位路线顺序号构成,21,.,各省、市、自治区根据本地区的情况，规划修建省级干线网。,我国公路网管理层次：,国道：,G102,，,G222,，,G301,省道：,S105,县道：,X101,乡道,村道,22,.,第二节 道路几何设计的基本依据,在道路几何设计中，基本的设计依据是,：,设计车速、,设计车辆、设计交通量,和,道路服务水平,。,1.,设计车速,（,1,）,计算行车速度定义：,设计车速（计算行车速度）：,道路几何设计所采用的车速，即具有控制性路段上，具有中等驾驶水平的驾驶员，在天气良好，低交通密度时，能保证顺适、安全行车的行驶速度。,23,.,设计速度是公路几何设计的基本依据。,如曲线半径、超高、视距等技术指标都起着决定的作用，同时也影响着车道的尺寸和数目以及路肩宽度等指标的确定。其他如车道宽度、路肩宽度等虽与设计车速无直接关系，但他们影响行车速度。,（,2,）常见的几种车速,汽车行驶的最高车速,(,受设计水平、动力性能、机械性能和构造所限,),汽车的经济车速,（新出厂汽车所能达到,最经济,车速）,油耗少、轮耗少,平均技术速度,计算行车速度较低时，平均行车速度大约为计算行车速度的,80%,90%,；在计算行车速度较高时，其平均行车速度约为计算行车速度的,60%,70%,。,24,.,（,3,）设计车速的确定,计算行车速度的最大值：,120km/h,根据汽车性能，并参考国内外的实际经验，从节约能源以及人在感官上的感觉出发，计算行车速度的最大值采用,120km/h,是适宜的。,计算行车速度的最低值：,20km/h,。,25,.,各级公路的设计速度：,各级公路的设计车速按地形分为两类，见下表。高速公路由于设计车速高、技术标准高、工程造价大，因此分为平原微丘、重丘和山岭三种地形，其设计车速分为四级；一、二、三、四级公路，分为平原微丘和山岭重丘两种地形。,公路等级,高速公路,一级公路,二级公路,三级公路,四级公路,地形,平原微丘,重丘,山岭,平原微丘,山岭重丘,平原微丘,山岭重丘,平原微丘,山岭重丘,平原微丘,山岭重丘,设计车速（,km/h,）,120,100,80,80,60,100,80,60,80,60,60,40,30,40,20,各级公路的设计速度,26,.,高速公路的计算行车速度,高速公路在设计、施工、运营管理上与一般公路有所不同，本次修订按高速公路的运营要求和交通需要的变化把计算行车速度分为三档，即,120km/h,、,100km/h,和,80km/h,。,高速公路的计算行车速度不与地形直接挂钩，设计时设计人员应结合交通需求的变化，考虑技术经济的合理性，更好地与地形景观相配合，作出更合理的设计。,一般情况下应选用,120km/h,的计算行车速度，当受地形、地物、工程造价等条件限制时，交通量又相对的小一些，可选用,100km/h,的计算行车速度。对于条件特殊困难地段，经技术、经济论证可选用,80km/h,的计算行车速度。,27,.,各类各级城市道路设计车速,城市道路与公路相比，具有功能多样、组成复杂、行人交通量大、车辆多、类型杂、车速差异大、道路交叉点多等特点，平均行驶车速较之公路有较大的降低。,城规,规定的各类各级城市道路的设计车速见下表。,各类各级城市道路设计车速,道路类别,快速路,主干路,次干路,支路,道路级别,设计车速,(km/h),80,，,60,60,，,50,50,，,40,40,，,30,50,，,40,40,，,30,30,，,20,40,，,30,30,，,20,20,28,.,（,4,）设计车速选取要点,1),据公路的功能、等级和交通组成，结合沿线地形、地物、地质状况等，论证选用。,2,）高速公路设计车速的选取。,3,）一级公路设计车速的选取。,4,）二级公路设计车速的选取。,5,）三级公路设计车速的选取。,6,）四级公路设计车速的选取。,7,）设计速度相同的路段，应为同一个设计路段。,8,）多提供几个设计车速，选取最优的。,9,）地形条件。,29,.,2.,设计车辆,（,1,）定义,设计车辆：,道路线性设计依据的车型。,设计车辆是道路几何设计和各部结构设计的依据。,如：车道数、行车道宽度、最小半径、弯道加宽、行车视距、最大纵坡、道路等级等。,（,2,）设计车辆规定,按使用目的、结构或发动机的不同分成各种类型，而作为道路设计依据的汽车可分为三类，即：,小客车、载重汽车、鞍式列车,30,.,高速、一级、大型集装箱营运的公路 ：半挂车,其它公路 ：小客车、载重汽车,31,.,汽车外廓尺寸限界即对汽车的总高、总宽、总长的限制规定，这项规定适用于公路和城市道路运输用的汽车及汽车列车。,汽车最大外廓尺寸应不超过如下限制规定：,1.,总高：,4.0m,；,2.,总宽（不包括后视镜）：,2.5m,；,3.,总长：,16.0m,；,（,1,）载重汽车（包括越野载重汽车）,12.0m,；,（,2,）客车,12.0m,；铰接式客车,18.0m,；,（,3,）牵引车拖半挂车,16.5m,；,（,4,）汽车全挂汽车列车,20.0m,。,国家标准,GB158989,对汽车的外廓尺寸限界的规定,32,.,（,3,）设计车辆的选取,我国,公路工程技术标准,规定，在公路等级划分、选定与服务水平评定时，以,小客车,作为设计车辆。在公路几何要素计算时，应考虑其他车辆的作用影响。,33,.,汽车拖挂车,的车身较长（,20m,），不列入设计车辆；,汽车的最小转弯半径：,小汽车定为,6m,，普通汽车（载重汽车和半挂车）为,12m,；,汽车的输出功率与其重量之比：,小汽车为,3.75KW/KN,，载重车为,0.75KW/KN,，半挂车为,0.525KW/KN,，在一般公路上确定纵坡度和坡段长度时应以输出功率与其重量之比为,0.75KW/KN,的汽车作为主要控制；,自行车：,宽,0.75,，长,2.00,，高,2.00,。,34,.,（,1,）各种交通量定义,交通量,是指单位时间内通过道路某断面的交通流量（即单位时间通过道路某断面的车辆数目）。其具体数值由交通调查和交通预测确定。,交通调查、分析和交通预测是公路建设项目可行性研究阶段进行现状评价、综合分析建设项目的必要性和可行性的基础，也是确定公路建设项目的建设规模、技术等级、工程设施、经济效益评价及公路几何线形设计的主要依据。,3,、设计交通量,35,.,年平均日交通量,一条公路交通量的普遍计量单位是年平均日交通量（简写为,ADT,），用全年总交通量除以,365,而得。,它为决定路线等级拟定道路修建时机的主要依据，数值粗糙，一般不作为路线几何设计之用。,36,.,最大日交通量,N1,即一年中,365,个交通量的最大值。,高峰小时交通量,一年中（一日内）最大小时交通量。,日平均小时交通量,一日内，从上午,5,点到下午,9,点，,16,个小时中车辆数每小时的平均值。,设计交通量,预期到设计年限末，用以作为道路设计依据而确定的交通量。有,设计年平均日交通量,和,设计小时交通量,。,37,.,设计交通量,是指欲建公路到达远景设计年限时能达到的年平均昼夜交通量（辆日）。,不宜直接作为具体设计的依据，应经分析确定。,（,2,）各级公路规划交通量预测,38,.,远景设计年平均日交通量依道路使用任务及性质，根据历年交通观测资料推算求得。目前一般按年平均增长率累计计算确定。,N,d,N,0,(1+),n+1,式中：,N,d,远景设计年平均日交通量（辆日）；,N,0,起始年平均日交通量（辆日），包括现有交通量和道路建成后从其它道路吸引过来的交通量：,年平均增长率（）；,n,远景设计年限。,远景设计年平均日交通量计算：,39,.,1,）国家及省级重要干线公路的规划交通量应按,20,年预测。,2,）国家及省干线的规划交通量应按,15,年预测。但对于国家及省干线的高速公路和一级公路的规划交通量应按,20,年预测。,3,）县级公路规划交通量宜按,10,年预测。,4,）规划交通量的预测起算年应为该项目可行性研究报告中的计划通车年。当提交可行性研究报告年到公路通车年超过,5,年时，编制初步设计前应对规划交通量予以核对。,40,.,设计,小时交通量,（辆小时）是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价服务水平时的依据。,将一年中,8760,个小时交通量按其与年平均日交通量的百分数的大小顺序排列起来并画成曲线。,（,3,）设计小时交通量,41,.,第,30,位小时交通量：最合适,设计小时交通量一般采用第,30,位小时交通量。,意味着在一年中有,29,个小时超过设计值，将发生拥挤，占全年小时数的,0.37,，也就是说能顺利通过的保证率达,99,67,。,42,.,N,h,N,d,KD,式中：,N,h,主要方向高峰小时设计交通量（辆小时）：,D,方向系数，即高峰小时期间主要方向与两个方向总交通量之比（,N,h,N,h,），可采用,0.6,；,N,h,高峰小时两个方向的总交通量（辆小时）,N,d,设计年限的年平均日交通量（辆日）；,K,设计小时交通量系数：即第,30,位小时交通量与年平均日交通量的比例。一般平原区,K,取,13%,，山区,K,取,15%,。,设计小时交通量计算公式：,43,.,