| 专业基本介绍 | 参考文献 | 土木知识点 |

道路桥梁与渡河工程(Road, Bridge and River-crossing Engineering)是一门综合了道路工程、桥梁工程与渡河工程的工学土木类专业,专业前身为“交通土建工程”,主要分道路工程和桥梁工程两个方向。

道路工程,从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的一门应用科学和技术,是土木工程的一个分支。道路[1][8][9]通常是指为陆地交通运输服务,从词义上讲就是供各种无轨车辆和行人通行的基础设施;按其使用特点分为公路[2]、城市道路[3]、农村公路[4]、厂矿道路[5]、林区道路[6]等,古代中国还有驿道[7]

按服务范围及其在国家道路网中所处的地位和作用分为:①国道(全国性公路),包括高速公路和主要干线;②省道(区域性公路);③县、乡道(地方性公路);④城市道路。公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路及四级公路等五个技术等级。城市道路应按道路在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等,分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级。不同等级的道路用不同的技术指标体现,这些指标主要有设计速度、车道宽度及车道数、路基宽度(红线宽度)、最小平曲线半径、视距、最大纵坡、最小坡长、设计使用年限、汽车荷载等级、路基设计洪水频率等。

公路建设要全面体现“综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”的发展要求,坚持“先进理念、系统管理、经济可靠、有效实施”的工作原则。公路建设项目,应根据设计使用年限综合考虑建设、养护、管理等成本效益和安全、环保、运营等社会效益,选用综合效益最佳方案。公路建设应按地区特点、交通特性、路网结构综合分析确定公路的功能,根据功能结合交通量、地形条件等选用技术等级和主要技术指标。[10]公路功能应根据公路的区域特点、交通特性、路网结构综合分析确定。公路的区域特点考虑要素:土地利用、气象条件、地形地貌、历史文化、灾害、公共交通、通信、城市建设的现状和规划等;交通特性考虑要素:汽车、行人、自行车等各自的交通量以及车辆类型、出行距离、交通量变化特征、速度分布等;路网结构考虑要素:该公路在全国或者区域交通网中的地位和作用。

城市道路工程设计应根据城市总体规划、城市综合交通规划、专项规划,考虑社会效益、环境效益与经济效益的协调统一,合理采用技术标准。遵循和体现以人为本、资源节约、环境友好的设计原则。[11]

公路和城市道路分别有一套标准规范规程,公路标准体系更完善;勘察设计等工作中应注意规范的有效版本,并注意发展变化。公路工程标准体系由总体、通用、公路建设、公路管理、公路养护、公路运营六个板块构成。总体板块由《公路工程标准体系》[13] 、《公路工程标准制修订管理导则》、《公路工程标准编写导则》等标准构成。通用板块由基础、安全、绿色、智慧等模块构成。公路建设板块由项目管理、勘测、设计、试验、检测、施工、监理、造价等模块构成。公路管理板块由站所、装备、信息系统、执法、路域环境、造价等模块构成。公路养护板块由综合、检测评价、养护决策、养护设计、养护施工、造价等模块构成。公路运营板块由运行监测、出行服务、收费服务、应急处置、车路协同、造价等模块构成。

| 学科内容 | 道路网规划和路线勘测设计 |

公路确定路线走廊带应考虑走廊带内各种运输体系及不同层次路网间的分工与配合,据以统筹规划、近远期结合、合理布局;选线必须由面到带、由带到线,在对地形地貌、地质水文、气候气象、自然保护区等调查与勘察的基础上论证、确定路线方案。依据路网规划和公路功能确定公路技术标准和等级;根据公路的功能和地形条件确定设计速度;根据公路功能、交通量和地形条件确定车道数和横断面形式。公路应按设计速度进行路线设计,采用运行速度进行检验,保持线形连续性;应综合协调公路平面、纵断面和横断面三者间的关系,做到平面顺适、纵面均衡、横面合理。

城市道路平面和纵断面设计应符合城市路网规划、道路红线、道路功能,并应综合考虑土地利用、文物保护、环境景观、征地拆迁等因素。

| 路基工程 |

路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。公路路肩具有保护和支撑路面结构、提供行车道侧向余宽和侧向通视条件、为故障车辆提供临时停靠空间等功能。公路路肩分为硬路肩和土路肩两部分,其中土路肩还具有为各类护栏、标志牌提供设置空间的作用。

路基由路基结构和路基设施组成,应具有足够的强度、稳定性和耐久性。[12] 路基结构是指路面结构层之下的路基范围;路基设施是指为保证路基本体结构性能的稳定性而采用的必要的附属工程设施,它包括排水设施和防护支挡加固设施。路基防护应采取工程防护与植物防护相结合的综合防护措施,并与景观相协调。深挖、高填路基边坡路段,必须查明工程地质情况,针对其工程特性进行路基防护设计。对存在稳定性隐患的边坡,应进行稳定性分析,采用加固、防护措施,保证边坡的稳定。路基设计应控制路基工后沉降量,对软弱地基、路基与桥涵结构物连接处、路基填挖交界处、高路堤、陡坡路堤等,应采取综合措施,防止路基不均匀变形。

路线通过特殊土()、不良地质以及特殊气候和水文条件路段时,应采取综合地质勘察,查明特殊地质体的性质、成因类型、规模、稳定状况及发展趋势;特殊路基设计所需要的物理力学参数,应结合室内试验和原位测试资料经综合分析确定。特殊路基主要有滑坡地段路基、崩塌地段路基、岩堆地段路基、泥石流地段路基、岩溶地区路基、软土地区路基、红黏土与高液限土地区路基、膨胀土地区路基、黄土地区路基、盐渍土地区路基、多年冻土地区路基、风沙地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基、采空区路基、水库地段路基以及季节冻土地区路基等。高速公路、一级公路特殊路基宜采用动态设计。

| 路面工程 |

路面是指用各种筑路材料铺筑在道路路基上直接承受车辆荷载的层状构造物。质量良好的路面应有足够的强度和良好的稳定性,其表面应达到平整、密实和抗滑的要求。路面结构由面层、基层、底基层与垫层组成。按其在荷载作用下的力学特性,路面可分为刚性路面和柔性路面。路面类型应根据公路功能、技术等级、交通量、环境保护、工程造价等因素进行综合论证后选用;路面结构形式应根据当地气候条件、交通荷载、当地材料,并结合路面结构耐久性、资源循环利用等因素进行全寿命周期经济分析后合理确定。

| 道路排水工程 |

水的作用是造成路基、路面和沿线构筑物的病害和冲毁的主因。根据来源不同分为地表水和地下水。地表水若沿道路表面流向或渗入路基土内时,可能将冲毁路基的路肩和边坡以及路面;地下水能使路基湿软,降低土基强度和路面承载力,严重时可引起翻浆或边坡滑坍,导致交通中断。

路基、路面排水应综合设计、合理布局,并与沿线排灌系统相协调,保护生态环境,防止水土流失和污染水源。根据公路等级,结合沿线气象、地形、地质、水文等自然条件,设置必要的地表排水、路面内部排水、地下排水等设施,并与沿线排水系统相配合,形成完整的排水体系。特殊地质地段的路基、路面排水设计,必须与该特殊工程整治措施相结合,进行综合设计。路基、路面结构设计应进行防水设计,以减少路面结构水损坏。

地面排水设施一般有:边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、倒虹吸管和渡槽等。地下水排除一般以导流为主,不宜堵塞,主要设施有暗沟、渗井、渗沟。

| 桥涵工程 |

道路跨越河流沟谷时,需建涵洞、桥梁或渡口等构筑物;与铁路或其它道路交叉,也常建桥跨越。过水构筑物有漫水桥、过水路面、渗水路堤等。当交通量不大而又受到经费等条件限制时,可暂缓建桥,先修渡口工程;待交通量增长条件具备时,再改渡建桥。

桥涵应根据公路功能、技术等级、通行能力及防灾减灾等要求,结合水文、地质、通航和环境等条件进行综合设计。桥涵应按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则,考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素,进行全寿命设计。

| 隧道工程 |

在地面以下开挖供汽车通行的构筑物称道路隧道。隧道应根据路网规划、公路功能需要,遵循安全、耐久、经济、节能、利于保护生态环境的原则,结合隧道所处地区的地形、地质、施工、运营、管理等条件进行设计。根据隧道长度、交通量及其构成、交通方向以及环保要求等,选择合理的通风方式,确定通风、照明、交通监控等机电设施的设置规模。应结合公路等级、隧道长度、施工方法、工期和营运要求,对隧道内外防排水系统、消防给水系统、辅助通道、弃渣处理、管理设施、交通工程设施、环境保护等作综合考虑。

| 附属设施工程 |

①安全防护设施。如保证夜间车辆和行人交通安全的照明设施,指导行车的交通标志号志、路面标线,防护用的护栏、护墙、护柱,沙漠地区的防沙栅栏,多雪地区的防雪走廊。②改善环境设施。重点是绿化,可稳定路基、防治污染、美化路容,其他如减小噪声干扰的隔音墙等。③养护管理设施。如养路道班房、巡逻管理站等。④路旁服务设施。如休息区、停车场、电话亭及旅游服务设施等。

| 养护工程 |

维护道路完好状况,预防和及时修复各种缺陷损坏,提供并保证安全、快速、经济、舒适的行车条件,有计划地改善道路技术状况,以适应交通发展需要。

各国多采用有训练和装备的养路道班和工程队组织,完成养护工程任务。养护工程按其工作性质和任务分为:①小修保养。对道路及其一切设施进行预防事故和维修较小损坏部分。重点是排水和路面,冬季防冰雪,雨天防滑溜。②大中修工程。对道路及其设备进行较大的修复,或在原有技术等级内的添建和局部改建。③改善工程。分期分段改善道路的技术条件或进行局部改建能显著提高通行能力,如改进线形视距,拓宽路基、提高路面等级、改建桥涵等。

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