《市政道路工程》课程讲义

第一节城市道路概论第二节道路工程识图第三节道路路基施工第四节道路路面施工第五节附属设施施工城市道路的作用、组成城市道路的分类、分级城市道路网城市道路的要求第一节城市道路概论道路按其所处位置、交通性质及使用特点可分为公路、城市道路、乡村道路、林区道路、厂矿道路五种。一、作用交通运输、公共空间、城市规划二、组成1.车行道—机动、非机动2.人行道—人行地下通道，人行天桥3.平侧石—又称路缘石，便于排水、保护路缘4.附属设施—排水设施、交通设施、绿化景观等三、城市道路分级表1－11．快速路快速路应中央分隔、全部控制出入、控制出入口间距及形式，应实现交通连续通行，单向设置不应少于两条车道，并应设有配套的交通安全与管理设施。快速路两侧不应设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。2．主干路主干路应连接城市各主要分区，应以交通功能为主。主干路两侧不宜设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的出入口。3．次干路次干路应与主干路结合组成干路网，应以集散交通的功能为主，兼有服务功能。4．支路支路为次干路与街坊路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主，沿街以居住建筑为主。快速路快速路主干路主干路次干路支路支路总结：不同等级的城市道路有何区别？四、城市道路网1.方格网式便于建筑物布置，交通组织简单，易于识别方向；对角线两点绕行路程长。2.放射环形式中心区与郊区联系短捷，道路分工明确，易适应自然地形；易把车流导向市中心。3.自由式利用自然地形，节省投资，形式自然；影响建筑物布置，不易识别方向。4.混合式综合以上三种的优点。西安方格网式成都环形放射式重庆自由式北京混合式新疆特克斯八卦城问题：你家乡的城市路网是哪种类型？五、城市道路的基本要求1.保证汽车行驶稳定性：不翻车、不倒溜、不侧滑2.保证行车通畅：足够的通行宽度和高度，保证视距，减少交叉3.合理的路线平面、纵断面设计4.必要的绿化景观5.满足通行能力和交通量要求几个概念1.视距为了保证行车安全，应使驾驶员能看到前方一定距离的道路路面，以便及时发现路面上有障碍物或对向来车，使汽车在一定的车速下能及时制动或避让，从而避免事故。驾驶人从发现障碍物开始到决定采取某种措施的这段时间段内汽车沿路面所行驶的最短行车距离，称为视距。可分为：停车视距，会车视距，超车视距P33安全快速舒适经济问题：视距是直线距离吗？2.通行能力某路段一小时内能通过的最大车辆数目，称为其通行能力。计算一个车道的理论通行能力，是假定车辆保证一定的车速，车辆与车辆之间保证最小的安全距离，一辆随着一辆连续行驶的情况下，每小时能通过的最大车辆数目。3.交通量某道路断面单位时间内通过的车辆数目，称为交通量。承诺带宽——10M实际网速——0~5M平面图平面线形构成及其特点、线形要素平面图内容纵断面图纵坡要求、竖曲线类型及要素纵断面图内容横断面图横断面组成、形式，超高与加宽横断面图内容路拱详图路拱的形式、路拱横坡度路拱详图内容路面结构图路面结构层次、分类，接缝构造路面结构图内容道路工程图的基本组成道路路线:沿道路长度方向的车行道中心线。平面图：路线在水平面上的投影。纵断面图：沿道路中线的竖向剖面图，再行展开即是路线的纵断面。横断面图：道路中线上任意一点的法向切面是道路在该点横断面。构筑物详图：路面结构图、桥涵布置图等详图道路工程图的完整组成1路线平面图2路线纵断面图3直线、曲线及转角一览表4逐桩坐标表5纵坡、竖曲线表6路基设计表7路基标准横断面图8路基横断面设计图9路基土石方数量计算表10路基防护工程设计图11挡土墙布置图12路面结构图13路基、路面排水工程设计图14桥梁布置图15涵洞布置图一、平面图道路在水平面上的投影。表示城市道路的走向、平面线形以及沿线地形和地物情况。1.平面线形汽车的转向：①角度为零：②角度为常数：③角度为变数：汽车行驶轨迹线：①曲率为0——直线②曲率为常数——圆曲线③曲率为变数——缓和曲线（回旋线）道路平面线形由上述三种基本线形构成，称为平面线形三要素。2.直线行进方向明确、里程最短、视距良好、测设和施工最方便，行车迅速；但难以与地形协调，直线太长易导致注意力不集中，街景单调。3.圆曲线能适应地形变化、可循性好，可引起驾驶者的注意，容易测设，可正面看到街景。简单型直—圆—直主点代号JD—交点ZY—直圆点QZ—曲中点YZ—圆直点曲线要素α—转折角，区分左右R—圆曲线半径T—切线长E—外矢距L—曲线长度问题：简单型有何缺陷？4.缓和曲线作用：①通过曲率的逐渐变化，适应车辆行驶②使离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适③缓和超高横坡度逐渐变化，行车更加平稳④与圆曲线配合得当，增加线形美观主点代号JD—交点ZH—直缓点HY—缓圆点QZ—曲中点YH—圆缓点HZ—缓直点曲线要素α—转折角，区分左右R—圆曲线半径T—切线长E—外矢距L—曲线总长度L’—圆曲线长度Ls—缓和曲线长度基本型直—缓—圆—缓—直5.道路平面图内容地形部分：○比例：常为1：500或1：1000○方位：指北针或坐标网○地形：等高线○地物：房屋、桥梁、田地、管线等图例○水准点路线部分：○道路中心线○车道布置○里程桩号：路线上某一点的代号,亦表示道路起点至该点的距离。例K4+405○坐标定位○平曲线几何要素：T、L、R、α、E作业1.缓和曲线有哪些作用？2.什么是基本型曲线，它的曲线要素有哪些？思考：平面图是否表达道路的实际长度？二、纵断面图沿着道路中线剖切并展开的竖向剖面。表示道路沿纵向的坡度起伏变化情况。地面线：它是根据中线上各桩的高程而点绘的一条不规则的折线；设计线：路线上各点路基设计高程的连线。问题：设计线高于地面线说明什么？1.纵坡：以%表示，上坡为+，下坡为－。○i=H/L最大纵坡：见下表最小纵坡：0.3%（横向排水不畅时设置）问题：H是高差，那L是什么？思考：平面图上的里程与道路的实际长度相差多少？干啥呢，踩油门啊！哥，我真踩了……2.竖曲线在两个不同坡段的变坡点处，为保证行车视距、缓和纵坡折线而设置的一段曲线。形式：二次抛物线类型：凹型、凸型α1α2ωi1i2i3凹型竖曲线凸型竖曲线3.竖曲线要素变坡角ω=i1-i2曲线长L=Rω切线长T=L/2外矢距E=T2/2RL=Xb-XaE=｜HBPD-HQZ｜变坡点BPDi2AB讨论：为什么L不是竖曲线的实际长度？BPD4.纵断面图内容图样部分：比例：横向表征里程，比例常为1：1000；纵向表征高程，比例常为1：100。地面线设计线竖曲线沿线构筑物图表部分：地质情况坡度及坡长设计高程原地面高程填挖情况里程桩号直线与曲线作业1、道路纵断面图的图示内容有哪些？2、桩号K8+255和K8+400的设计高程分别是49.21和46.31，两点之间只有一个坡段，那么两点之间的纵坡度是多少？若K8+350的地面高程是47.88，则该桩的填挖高度是多少？三、横断面图沿道路宽度方向，垂直于道路中心线的剖面。1.横断面的组成⑴机动车道○一条车道的宽度一般为3.25m、3.5m、3.75m。⑵非机动车道○自行车1m，三轮车2m,一般为3.5~8.0m。⑶人行道○除满足步行交通需要外，还要满足植树、护栏、地下管线埋设等要求，一般为2.0~5.0m。⑷分车带○按位置分为中间带和两侧带，中间带由分隔带和路缘带组成。宽度一般为1.0~3.0m。2.横断面的形式单幅路、双幅路、三幅路、四幅路图2－15~18问题：如何选择横断面形式？单幅路双幅路三幅路四幅路3.横断面图内容比例：1：200道路中心线车行道、人行道等宽度横坡度大小和方向树木、路灯地下管线4.郊区道路横断面图无人行道、无非机动车道、不设路缘石采用明沟排水、设置路肩、偶有填挖边坡5.超高为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，而设置外侧高于内侧的单向横坡，称为超高。XY问题1：缓和曲线对于超高有什么作用？问题2：所有曲线上都需要超高吗？6.加宽为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面，称为加宽。问题：所有曲线上都需要加宽吗？1.路拱定义为了排除雨水，将车行道做成由中间向两边倾斜的形式，称为路拱。2.路拱形式抛物线形、屋顶形、折线形3.路拱坡度坡度大小主要考虑行车安全、排水、美观的要求，对于沥青混凝土和水泥混凝土路面常取1%~2%。四、路拱详图B1、郊区道路的横断面有何特点？2、什么是超高，什么情况下可以不超高？作业五、路面结构图1.路面结构①面层○作用：承受行车荷载、受自然因素直接影响○要求：强度和刚度、稳定性、耐磨、不透水、抗滑、平整、低噪、低尘②基层○作用：承受面层传递的行车荷载，并扩散和分布到垫层和土基，是主要的承重层。○要求：平整、强度、水稳定性③垫层○作用：改善土基湿度和温度状况、扩散应力○要求：水稳定性、隔热性、吸水性反映路面各结构层次的材料、厚度、标准等。问题：路面为什么要分层？2.路面分类按材料分○碎石类、沥青类、水泥砼类按结构分○柔性：在荷载作用下，路面变形较大，土基承受的单位压力较大。如沥青类、碎石类。○刚性：在荷载作用下，垂直变形小，传递到土基上的单位压力较小。特指水泥砼路面。○半刚性：以稳定类材料做基层（半刚性基层），以沥青类材料做面层。如水泥稳定土基层+沥青混凝土面层。3.水泥混凝土路面接缝构造作用：防止混凝土板因温度变化造成的断裂。位置分类：横缝、纵缝构造分类：平缝、假缝、企口缝接缝处理：各种形式的接缝都必须设置传荷与防水设施。（1）横缝按作用不同分为：胀缝、缩缝、施工缝横向胀缝混凝土板完全断开，也叫真缝。缝隙宽约为20mm，缝隙上部30~40mm深度内浇灌填缝料，下部则设置富有弹性的嵌缝板。胀缝应尽量少设或不设，在板厚中央处宜设置滑动传力杆。问题：为什么要设滑动传力杆？横向缩缝采用假缝形式，即只在板的上部设缝隙，当板收缩时将沿此最薄弱断面有规则地自行断开。缝隙宽3~8mm，深度一般5~6cm，间距4~6m。一般不设传力杆。问题：为什么不设传力杆？横向施工缝施工终了或浇筑混凝土中断时，设施工缝。宜设在缩缝或胀缝处。设在胀缝处的与胀缝相同；设在缩缝处的应采用平缝加传力杆。（2）纵缝按使用不同分为：施工缝和缩缝一般间距3~4.5m，通常是一个车道的宽度。纵向施工缝一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置纵向施工缝；纵向施工缝为了防止两侧混凝土板沿路拱横坡滑动，采用平缝加拉杆形式。纵向缩缝一次铺筑宽度大于4.5m时，需要设置纵向缩缝；纵向缩缝为了防止两侧混凝土板沿路拱横坡滑动，应采用假缝加拉杆形式。问题：拉杆和传力杆有什么区别？4.路面结构图内容主要内容：沥青混凝土路面结构图水泥混凝土路面结构图○路面板块划分示意图○路面配筋图作业1、简述路面的结构层次及其要求？2、试总结横缝与纵缝构造上的区别。六、道路交叉1.平面交叉十字形、X字形、T字形、Y字形、错位交叉和复合交叉等。2.立体交叉按结构形式分：上跨式、下穿式按能否转换分：分离式、互通式（部分、完全、定向）分离式、上跨式立交下穿式立交互通式立交苜蓿叶式立交菱形立交喇叭形立交部分互通立交定向式立交定向式立交定向式立交施工准备工作道路路基结构道路路基施工组织准备组建施工机构、组建施工队伍物资准备材料、机具、劳保生活用品技术准备图纸会审、技术交底、调查研究、收集资料、施工组织设计、控制测量等现场准备线路复测、材料机械进场、供水供电、施工便道等外部协作准备1.路基的断面形式路堤式（填方）路堑式（挖方）半填半挖不填不挖2.对路基结构的要求足够的稳定性○在不利的地质水文与气候条件影响下，能保持相对稳定。足够的强度和刚度○能够承受由路面传递的车轮荷载及其自重，并且不产生超过容许限度的变