道路工程

中國道路

道路工程(2張)

按服務範圍及其在國家道路網中所處的地位和作用分為：①國道（全國性公路），包括高速公路和主要幹線；②省道（區域性公路）；③縣、鄉道（地方性公路）；④城市道路。前三種統稱公路，按年平均晝夜汽車交通量及使用任務、性質，又可劃分為五個技術等級。不同等級的公路用不同的技術指標體現。這些指標主要有計算車速、行車道數及寬度、路基寬度、最小平曲線半徑、最大縱坡、視距、路面等級、橋涵設計荷載等。

道路伴同人類活動而產生，又促進社會的進步 和發展，是歷史文明的象徵、科學進步的標誌。原始的道路是由人踐踏而形成的小徑。以後要求有更好的道路，取土填坑，架木過溪，以利通行。當人類由原始農業到馴養牲畜後，逐漸利用牛、馬、駱駝等乘騎或馱運，因而出現馱運道。車輪的發明使陸地運輸從此進入馬車交通時代。巴比倫、埃及、中國、印度、希臘、羅馬等文明古國，為了軍事和商旅的需要，道路工程都有輝煌的成就。古波斯大道、歐洲琥珀大道、中國秦代棧道和馳道， 已有數千年曆史。橫貫亞洲的絲綢之路，對東西方文化交流起到巨大影響，中國古代發明也從此傳播世界。中國曆來重視道路的規劃、修建和養護。古代道路工程有卓越創造，秦築馳道，漢唐通西域，各國商旅興盛。18世紀中葉，現代道路工程開始在歐洲興起。1747年第一所橋路學校在巴黎建立。法國P.-M.-J.特雷薩蓋、英國T.特爾福德和J.L.馬克當等工程師提出新的路面結構理論和實踐，奠定了現代道路工程的基礎。1883～1885年德國G.W.戴姆勒、C.F.本茨發明了汽車，開創了以汽車交通為主的現代道路工程的新時代。1931～1942年德國建成高速公路網，為汽車交通提供了安全、迅速、經濟、舒適的行車條件。

預測表明，汽車客貨運輸在世界大部分地區仍將繼續存在，多數地區還在持續穩步增長。在人口繁密的市區，交通量不斷增加，堵塞現象日益嚴重。未來市區快速幹道的發展，由於用地緊張，為將有限的地面留給行人和少數當地服務車輛，被迫修建高架線路或隧道。山區 公路在交通量日增的條件下，為避免急彎陡坡、縮短里程、減少事故，為節約運行時間和燃料，隧道和高架構築物工程也將有較大發展。

道路安全繼續受到重視。許多交通事故也要從道路工程本身找原因，必須接受經驗教訓，預防補救。為適應運量激增的需要，應增加車道並提高路面等級。為防護車輛撞向固定剛性目標，多采用易碎標誌和輕型標柱。防護工程也要採用減震設施，使嚴重事故大為減少。各種電子自動控制系統在交通管理上的運用，將使交通安全得到更可靠的保證。

當前以石油為燃料的內燃機所造成的空氣污染、噪聲、振動等汽車公害 日益嚴重。汽車技術發展的動向是：採用重量輕、工藝性能好或耐高温、隔熱的新材料，如有機複合材料和陶瓷複合材料等代替鋼材；改進新動力如絕熱發動機、燃氣輪機、斯特林發動機等取代原有的內燃機；發展電能和氫燃料取代石油能源。以減輕公害、提高熱效率和燃料經濟性，從而降低運輸成本。汽車的革命勢必促進道路工程各方面相應的變革。

電控自動化公路正在考慮發展，在汽車駛入時即被同步引入導向系統，控制其車速及行程並保證絕對可靠的駕駛質量。當高頻電磁電動機得到發展並應用到公路上，則將出現車速超過200公里/時的自動控制的超高速公路。

道路網規劃應考慮各種交通運輸綜合功能的協調發展，路網布局的完善。路線勘測設計則應根據國家制定的分級管理和技術指標， 選定技術經濟最優化的路線，對平、縱、橫三個面進行綜合設計，力爭平面短捷舒順、縱坡平緩均勻、橫斷面穩定經濟，以求保證設計車速、縮短行車時間、提高汽車週轉率。對路基、路面、橋樑、隧道、排水等構造物進行精心設計，在保證質量的條件下降低施工、養護、運營和交通管理等費用。

路基既是路線的主體，又是路面的基礎並與路面共同承受車輛荷載。路基按其斷面的填挖情況分為路堤式、路塹式、半填半挖式三類。路肩是路面兩側路基邊緣以內地帶，用以支護路面、供臨時停靠車輛或行人步行之用。路基土石方工程按開挖的難易分為土方工程（鬆土、普通土、硬土三級）與石方工程（軟石、次堅石、堅石三級）。

路基工程在道路建設中，工程量大、佔地廣，常為控制施工進度的關鍵，故要求：①儘可能與沿線農田水利建設相結合併力爭節約用地；②按照標準設計，嚴格控制施工質量，保證路基具有足夠的強度和穩定性；③搞好排水和防護加固工程，沿河路基應注意不被洪水淹沒沖毀；④填方工程應慎選土質並分層夯實，對其密實度和含水量進行現場控制；⑤冰凍地區還應設置防凍層或設置隔水層和隔温層，切斷毛細水，減少負温差的不利影響；⑥當路線通過懸巖峭壁需修建懸出路台或半山橋，陡峻山坡則需修築擋牆、石砌護坡或護腳等工程以保證路基和山體的穩定；⑦當路線不能避讓必須通 過特殊或不良地質、水文的地區或路段時，路基工程應針對其具體情況和特徵，採取防治措施。

為保證路基、路面和其他構築物的穩固及交通安全。沿路基可修築：①路基坡面防護。鋪種草皮、植樹、抹面、灌漿溝縫、砌石護坡和護面牆等。②沖刷防護。有直接防護的構築物，如拋石防護、石籠防護、梢料防護、駁岸、浸水擋牆等；有間接防護的調治構築物，如丁壩、順水壩、格壩等（見橋渡設計）。③支擋構築物。主要是擋土牆等構築物（見路基擋土結構）。

為適應行車作用和自然因素的影響，在路基上行車道範圍內，用各種築路材料修築多層次的堅固、穩定、平整和一定粗糙度的路面。其構造一般由面層、基層（承重層）、墊層組成，表面應做成路拱以利排水。路面按其使用特性分為四級：①高級路面；②次高級路面；③中級路面；④低級路面。按其在荷載作用下的力學特性，路面可分為剛性路面（見水泥混凝土路面）和柔性路面（見瀝青路面、碎石路面、級配路面）。

道路排水工程

水的作用是 造成路基、路面和沿線構築物的病害和沖毀的主因。根據來源不同分為地表水和地下水。地表水若沿道路表面流向或滲入路基土內時，可能將沖毀路基的路肩和邊坡以及路面；地下水能使路基濕軟，降低土基強度和路面承載力，嚴重時可引起翻漿或邊坡滑坍，導致交通中斷。

排水工程要與水利灌溉相配合，地面排水和地下排水兼顧，路基路面排水與橋涵工程相結合。總的要求是：查明情況，全面考慮，因地制宜，就地取材，防重於治，經濟適用，多種措施，綜合治理，構成一個統一的排水系統。

地面排水設施一般有：邊溝、截水溝、排水溝、跌水、急流槽、倒虹吸管和渡槽等。地下水排除一般以導流為主，不宜堵塞，主要設施有暗溝、滲井、滲溝（見道路排水）。

道路跨越河流溝谷時，需建涵洞、橋樑或渡口等構築物；與鐵路或其它道路交叉，也常建橋跨越。過水構築物有漫水橋、過水路面、滲水路堤等。當交通量不大而又受到經費 等條件限制時,可暫緩建橋,先修渡口工程（見輪渡）；待交通量增長條件具備時，再改渡建橋。

橋涵要根據當地的地形、地質、水文等條件，行車及外力等荷載，建橋涵目的要求等，因地制宜，就地取材，合理選用橋涵形式，做到堅固、適用、安全、經濟、美觀（見橋樑工程）。

在地面以下開挖供汽車通行的構築物稱道路隧道。按所經地區情況分為：①避免地面干擾建在城市地下的城市隧道；②有利於航運和國防在河流或海峽底下的水底隧道；③降低越嶺高程，或避繞山嘴，取消急彎陡坡，改善線形以縮短行程節約行車時間和油耗的；或避讓表面不穩定山坡和水文地質不良地段，改由穩定岩石較深部位通過的山嶺隧道。修建隧道要根據工程造價、施工條件及竣工後運營和養護條件，與其他路線方案進行詳細的技術經濟比較，決定取捨。

隧道內部必須設置通風和照明設備。隧道周邊一般均需修築襯砌加以支撐，在堅石又不易風化的整體岩層中也可不做襯砌。為防止表面岩石風化，可噴水泥砂漿。近年來，採用噴錨支護，施工簡便造價低，正日益推廣。

①安全防護設施。如保證夜間車輛和行人交通安全的照明設施，指導 行車的交通標誌號誌、路面標線，防護用的護欄、護牆、護柱，沙漠地區的防沙柵欄，多雪地區的防雪走廊。②改善環境設施。重點是綠化，可穩定路基、防治污染、美化路容，其他如減小噪聲干擾的隔音牆等。③養護管理設施。如養路道班房、巡邏管理站等。④路旁服務設施。如休息區、停車場、電話亭及旅遊服務設施等。

維護道路完好狀況，預防和及時修復各　種缺陷損壞，提供並保證安全、快速、經濟、舒適的行車條件，有計劃地改善道路技術狀況，以適應交通發展需要。

各國多采用有訓練和裝備的養路道班和工程隊組織，完成養護工程任務。養護工程按其工作性質和任務分為：①小修保養。對道路及其一切設施進行預防事故和維修較小損壞部分。重點是排水和路面，冬季防冰雪，雨天防滑溜。②大中修工程。對道路及其設備進行較大的修復，或在原有技術等級內的添建和局部改建。③改善工程。分期分段改善道路的技術條件或進行局部改建能顯著提高通行能力，如改進線形視距，拓寬路基、提高路面等級、改建橋涵等（見道路養護）。