路桥工程概论课程论文

道路与桥梁工程概论学习报告

摘要：笔者通过对《道路与桥梁工程概论》的学习阅读，对课程基本体系进行梳理，系统扼要的概括了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术；对笔者较感兴趣的桥梁基础工程以较大篇幅介绍；通过课程学习，进一步加深对路桥工程的认识，为后续学习深造奠定基础。

关键词：道路线形、路基路面工程、桥梁工程、桥梁基础工程

1. 课程总结

本课程系统扼要的阐述了道路路线平、纵、横断面和定线设计的原理和方法、路基路面和桥梁工程的分类构造、设计方法和建筑技术，采用的现行的道路与桥梁工程有关设计施工规范和标准，并适当介绍了当前我国工程实践中应用的新技术、新材料及新方法，对路桥的发展史作了系统的简述。

1.1. 道路线形

道路是三维空间的工程实体，需由平面、纵断面和横断面来确定其方向、高程和几何形状。

1.1.1. 道路平面线形

路线的平面是道路的中线在水平上的投影。现代道路平面线形要素包括直线、圆曲线、缓和曲线。平面曲线必须与地形、环境、景观等相协调，同时应注意线形的连续与均衡性，并同纵面线形相互配合。

1.1.2. 道路纵面线形

路线的纵断面是路线的中线在竖直面上的投影。纵断面的设计成果有路线纵断面图和路基设计表。纵断面图是道路纵断面设计的主要成果，将其与平面图结合起来，就能准确地定出道路的空间位置。在纵断面图上有两条主要的线：一条是地面线，另一条是设计线。道路纵断面线形设计要素包括纵坡度、竖曲线等。纵坡及坡长、竖曲线的设计应以《公路工程技术标准》为基础，从经济、气候、地理环境等方面综合考虑通过计算进行设计。

1.1.3. 道路横断面

道路的横断面是沿道路中线上任意一点作的法向切面，它是由横断面设计线和地面线所构成的。其中横断面设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、护坡道以及取土坑、弃土堆、环境保护等设施。城市道路横断面由车行道、人行道和绿化等部分组成。路幅由公路和城市道路组成。根据不同的路幅，它们的特点不同，设计要求也不相同。路幅的宽度是根据它的布置类型和组成部分得出的各组成部分的宽度来确定的。横断面设计成果有横断面图、路基土石方数量计算与调配表。

1.1.4. 道路路线交叉

道路与道路或道路与铁路相交部位称为道路交叉口。它是道路系统的重要组成部分，是道路交通的咽喉。道路交叉口设计的基本要求为：一是保证车辆和行人在交叉口处能以最少的时间顺利、安全通过，即使交叉口的通行能力适应各条道路的行车要求；二是正确设计交叉口立面，保证转弯车辆行驶稳定；三满足排水要求。

道路交叉口类型：

2. 路基路面工程

路基是在天然地表面按照道路设计线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的带状土工结构物，起承受行驶车辆荷载、路面及自身重量的作用，是道路工程的重要组成部分路基工程质量直接影响到结构物的排水稳定、公路的使用品质、旅客的舒适和正常的行车交通。

路面是在路基表面上用各种不同材料分层铺筑而成的结构物。路面工程的发展趋势为：设计自动化、施工机械化、设计和质检规范化、测量自动化、材料和结构多样化。

2.1. 路基工程

路基工程的特点是路线长、通过的地带类型多，技术条件复杂，受地形、气候和水文地质条件影响很大。道路路基的设计原则是受路基土的土体及其工程性质、水温状况与干湿类型、受力状况与工作区所影响的，土基的各种设计参数都是根据当地当时的环境条件以及试验等方式得出的结果运用公式加以计算推断出来的。其设计需满足（1）足够的强度（2）足够的水温稳定性（3）足够的整体稳定性

路基的变形是由于土在自重和车轮荷载的作用下，通过土基内水温变化及风化作用产生的弹性和不可恢复的残余变形。破坏形式如下：

坡面防护（植物防护和矿料防护）、沿河路堤冲涮防护与加固（石砌防护和抛石防护）以及湿软地基的加固处治。

2.1.1. 路基稳定性设计与施工

2.1.1.1. 路基边坡稳定性分析

路基是工路的承重主体，一般路基设计有路基的宽度、高度、边坡坡度以及它的附属设施。为保证路基的强度和稳定性，一般对路基的设计有以下要求：（1）路基设计之前，应做好全面调查研究；（2）路基设计应根据当地自然条件和工程地质条件，选择适当的路基横断面形式和边坡坡度。路基的横断面形势包括路堤、路堑和半填半挖路基。（3）陡坡上的半填半挖路基；（4）沿河路基边缘标高符合要求。

路基边坡稳定性分析的计算参数：土的计算参数（容重、粘聚力和内摩擦角）、边坡的取值、汽车荷载当量换算。路基边坡稳定性分析方法：工程地质法和力学分析法（直线滑动面法和圆弧滑动面法）。

2.1.1.2. 挡土墙

挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。其作用是承受支挡土体的侧压力，稳定边坡、防治滑坡，防止路堤冲刷，并节省路基土方数量。在公路工程中，它广泛应用于支撑路堤和路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等。挡土墙的类型可按照设置位置、墙体材料、结构形式等进行分门别类。它的结构类型包括：实心式、悬臂式、锚杆式、加筋土式。挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。挡土墙土压力包括静止土压力、主动土压力、被动土压力，需进行结构承载能力验算、稳定性验算。

2.1.1.3. 路基的施工

路基压实是路基工程的关键工作，影响压实的主要因素有含水量、土质、压实功、温度。

路基施工采用机械施工或辅以人工施工。施工要点如下：（1）边坡放样，树起标杆（2）斩草除根，陡坡挖阶（3）清淤排水，铺设盲沟（4）土质良好，清除杂物（7）削拍边坡，整型验收。

2.2. 路面工程

在路基顶面铺筑路面结构层，路基横断面沿宽度方向由行车道、中间带、硬路肩和土路肩所组成。各部分的宽度及组成与道路等级、设计行车速度等有关。路面横断面形式有槽式和全铺式。路面等级有高级、次高级、中级和低级四种。路面应保证具有下列性能：强度和刚度、水温稳定性、耐久性、表面平整性、抗滑性、环保性。

路面类型可以从不同角度来划分，从路面的力学性能分为刚性路面、柔性路面和半刚性路面；按照面层所用材料区分，可分为水泥混凝土、沥青、砂石，不同材料其设计参数、路面特点也完全不同。沥青路面使是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。水泥混凝土路面有较沥青路面使用寿命长、造价低等优点。

2.3. 路基路面排水系统

路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。

路基排水的目的是减少路基的湿度，保证路基常年处于干燥或中湿状态，确保路基路面的结构稳定。路基排水设计应遵循功能完善、自然和谐、维修便利以及造价合理等原则。它包括填方段排水和挖方段排水。

路面排水包括路面表面排水和路面结构排水。

3. 桥梁工程

各种桥梁造型精巧别致，将美学与工程技术完美的结合，看到巧夺天工般的各种桥梁，我们不能惊叹设计者、建造者的智慧。桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其他交通线路时使用的建筑结构，它是交通线的重要组成部分。

3.1. 桥梁的基本组成和分类

3.1.1. 桥梁的基本组成

桥梁由五大部件和五小部件组成，五大部件：桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台和墩台基础。五小部件：桥面铺装、排水防水系统、栏杆、伸缩缝和灯光照明。

3.1.2. 桥梁的分类

桥梁种类繁多，按结构体系划分，桥梁分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥（吊桥）、斜拉桥等五种基本体系。按用途划分，有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、运水桥及其他专用桥梁。按桥梁全长和跨径划分，分为特大桥、大桥、中桥和小桥。

3.2. 桥梁的总体设计要点

桥梁的设计根据其使用任务、性质和所在路线的发展远景，应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求，还应造型美观、有利于环保；同时应该因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。设计内容包括桥梁纵、横断面设计和平面布置。设计程序为：（1）“预可”和“工可”研究阶段（2）初步设计（3）技术设计（4）施工图设计 。通过比较设计方案，选取最佳方案付诸实施。

3.3. 桥梁的施工技术

为了多快好省地进行桥梁施工，通常应对全桥的工程根据技术状况、水文条件、机械设备能力、劳动力等条件作出全面规划，包括拟定切实可行的施工方法、安排施工进度计划、确定合理的施工场地布置等，以便对桥梁施工的全过程做到心中有数，有利于加强施工管理工作，并有计划、科学地指导施工。

介绍了混凝土简支梁的制造工艺、各种运输安装方法、以及大中跨径桥梁悬臂法施工工艺。

3.4. 桥梁的基础工程

通过学习了解了桥梁基础的相关知识，有机会将加强对于基础部分的技术与施工问题的学习与研究。桥梁基础分为：刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等。

3.4.1. 各类基础适用条件

3.4.1.1. 刚性基础：

适用于地基承载力较好的各类土层，根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法开挖。

3.4.1.2. 桩基础

按施工方法可分为沉桩、钻孔灌注桩、挖孔桩，其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。

3.4.1.2.1. 沉桩

（1）锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土，根据土质情况选用适用的桩锤；

（2）振动沉桩法一般适用于砂土，硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土；

（3）射水沉桩法适用在密实砂土，碎石土的土层中，用锤击法或振动法沉桩有困难时，可用射水法配合进行；

（4）静力压桩法在标准贯入度N

（5）钻孔埋置桩为钻孔后，将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人，并在桩周压注水泥砂浆固结而成，适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。

3.4.1.2.2. 钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层。

3.4.1.2.3. 挖孔灌注桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层，如空

气污染物超标，必须采取通风措施。

3.4.1.3. 管柱、沉井

适用于各种土质的基底，尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下，不宜修建其他类型基础时，均可采用。

3.4.1.4. 地下连续墙

适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础，可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。

3.4.2. 施工方法

3.4.2.1. 明挖扩大基础施工

明挖扩大基础施工的内容包括：基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑) 基础结构物等。

3.4.2.2. 钻孔灌注桩基础施工

钻孔灌注桩的特点是桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，且承载能力强，故应用较为普遍。

钻孔注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、成孔检查与清孔、钢筋笼制作与吊装、灌注水下混凝土等。

4. 学习心得

学习《道路与桥梁工程概论》这门课程，对于道路与桥梁有了更多感性直观的接触，加深了理性认识，得了许多道路与桥梁工程方面的相关知识，不仅对将来的工作有很大的帮 助，有些知识甚至能运用到日常生活中，这大大提高了我们的工程和人文素养，开卷有益，受益良多。

5. 参考文献

[1]叶国铮、姚玲森、李秩民. 道路与桥梁工程概论（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2006.2

[2]应惠清、曾进伦、谈至明、魏红一. 土木工程施工（第二版）[M].上海：同济大学出版社2009.9