專業(yè)英語第29單元

1、第29單元課文公路安全設(shè)計確定適當(dāng)?shù)脑O(shè)計速度是規(guī)劃和開發(fā)任何公路工程項目的初始步驟之一。設(shè)計速度的選擇是關(guān)鍵的，因為幾乎所有道路和路邊設(shè)計及與工程有關(guān)的運作標(biāo)準(zhǔn)都受到設(shè)計速度的影響。對新建設(shè)項目或改造、回復(fù)和加鋪面（3R）工程，設(shè)計速度應(yīng)該滿足駕駛?cè)藛T對公路類型和特點的期望值。此外，對3R工程，設(shè)計速度應(yīng)該反映實際的運行速度，不必是法定的速度極限。以其說道路條件明顯艱難時駕駛員更容易接受速度下限，還不如說他們沒有這樣做的明顯理由。大多數(shù)

2、情況下，駕駛員調(diào)節(jié)他們的達到生理和交通極限。當(dāng)然，在針對選擇的速度，提供幾何與路邊設(shè)計不切實際時，可能會有例外。針對這樣的情況，應(yīng)該想出一種方法，向駕駛員警告駕駛條件，如：在進入急拐彎的水平曲線前，使用帶有速度勸告牌的拐彎警示標(biāo)記。在設(shè)計長距離公路時，希望假定設(shè)計速度不變。地形和自然條件控制變化可能強制在工程范圍內(nèi)的某些路段和終點改變速度。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，遵循積極指導(dǎo)原理，應(yīng)該使用過渡設(shè)計，如緩慢變薄的簡化路面或路肩寬度，還應(yīng)采用交通

3、控制裝置，改變駕駛員的駕駛速度。最優(yōu)豎曲線的準(zhǔn)則是允許有一個美學(xué)上的舒適和駕駛的方便。更重要的是安全，豎曲線要提供大的視距，以便駕駛員能夠看到前方道路。然而，對所有豎曲線均滿足這樣的準(zhǔn)則或許是不實際的。應(yīng)該對每個位置進行分析，以保證其附近不存在或沒有潛在的危險條件。當(dāng)不得不使用或留有最小的或非標(biāo)準(zhǔn)的豎曲線時，如對3R工程那樣，設(shè)計者應(yīng)該考慮增加超高或采用更寬、更便于橫過的凈空帶，以降低這些曲線的影響。所選超高應(yīng)該符合所在位置的物理限制，

4、并適應(yīng)冰雪條件下使用。盡管在決定水平和垂直線形時停車視距通常能夠滿足，但在高速公路設(shè)計中，特別是針對復(fù)雜和預(yù)料不到的特征，應(yīng)該考慮決策視距準(zhǔn)則。一旦存在信息接收、決策、或控制動作中出現(xiàn)錯誤的可能性，駕駛員就需要決策視距。復(fù)雜的變道、左側(cè)出口變道、斷面改變、車道變窄及收費站等高速公路中經(jīng)常看到的關(guān)鍵位置的例子。在這些位置以上各種錯誤均有可能出現(xiàn)，提供決策視距是人們所希望的?？v向緩坡與最小橫坡和大半徑曲線段的結(jié)合趨于使水經(jīng)過很長的排水路徑才

5、能達到道路邊緣。這種現(xiàn)象在全拱路段和平曲線的超高路段等區(qū)域是值得注意的，并將導(dǎo)致過厚的水膜，即便小雨時也如此。厚的水膜增加打滑的潛在性。入口控制是公路安全、高效運轉(zhuǎn)的最重要因素。全入口控制的效益在州際系統(tǒng)事故研究中得到了證明。這項研究發(fā)現(xiàn)，州際公路上撞車、受傷和死亡率比洲際公路出現(xiàn)前的傳統(tǒng)公路上的事故率高30~70%。在不可能進行全入口控制的非高速公路上，入口管理，特別是在交叉點，對道路的安全和高效常常是必要的。入口管理是控制來自臨近道

6、路交通量的做法，這通過對公路系統(tǒng)中的入口位置、數(shù)量、間距及入口設(shè)計、中央通道及交通信號進行管理來實現(xiàn)。入口管理是加強安全性和改善大交通量系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)所必須的，在這些地方，存在或預(yù)計存在交通沖突點。良好的路面必須經(jīng)得住氣候的影響，駕駛平穩(wěn)，不產(chǎn)生過多的輪胎磨損和噪聲，耐磨物理性質(zhì)為特征，物理性質(zhì)可能包括：彈性模量、回彈模量和泊松比。通常假定，路基層在水平和垂直方向是無限的，而其它層在垂直方向有限，水平方向無限。輪載施加引起應(yīng)力分布，這可用圖

7、30.1所示表示。圖30.1載荷擴散原理a)載荷擴散差；b)載荷擴散好最大垂直應(yīng)力是壓應(yīng)力，直接出現(xiàn)在輪載下方，并隨離地表深度的增加而減小。最大水平應(yīng)力也出現(xiàn)在輪載的正下方，但可能是拉應(yīng)力，也可能是壓應(yīng)力。當(dāng)載荷與路面剛度在一定范圍內(nèi)時，在中性軸上方出現(xiàn)水平壓應(yīng)力，而在中性軸下方出現(xiàn)拉應(yīng)力。路面結(jié)構(gòu)中的溫度分布也對應(yīng)力大小產(chǎn)生影響。因而，路面設(shè)計一般以應(yīng)力準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，將水平與垂直應(yīng)力限制在將會引起過多裂縫和過度永久變形的應(yīng)力水平以下，準(zhǔn)

8、則應(yīng)按施加重復(fù)載荷的情況考慮，因為積累交通載荷重復(fù)次數(shù)對路面裂紋和永久變形的發(fā)展具有重要意義。柔性路面的設(shè)計基本涉及到確定道路表面和基層材料的強度特性，然后確定墊層（如果有）、基層和面層（應(yīng)該鋪在天然土上）的各自厚度。設(shè)計的厚度應(yīng)該足以預(yù)防裂縫和永久變形超出一定極限，這一極限按要求的載荷極限特性考慮，可能確定為18000~1000000000道路設(shè)計壽命中預(yù)計路面要承受的單軸載荷重復(fù)次數(shù)。要求能夠求解高度復(fù)雜的多層系統(tǒng)的計算機解，加之最

9、近材料評價的進步，已經(jīng)導(dǎo)致了幾種完全或部分以理論分析為基礎(chǔ)的設(shè)計方法的產(chǎn)生。更為普遍采用的設(shè)計方法有瀝青學(xué)會的方法、美國州公路與運輸機構(gòu)協(xié)會（AASHTO）的方法，以及加利福利亞的方法。剛性路面中的應(yīng)力原于幾個因素，包括：交通輪載的作用、溫度變化引起的混凝土脹縮、支撐混凝土路面墊層或路基的屈服，以及體積變化等。如：交通輪載將導(dǎo)致彎曲應(yīng)力，它與交通車輪相對于路面邊緣的位置有關(guān)；而脹縮可能導(dǎo)致拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，這與混凝土面層中溫度變化的范圍有

10、關(guān)。導(dǎo)致混凝土中應(yīng)力的這些不同因素已經(jīng)使得應(yīng)力的理論確定相當(dāng)復(fù)雜，因而需要做簡化假設(shè)。剛性路面維持一種跨越路基材料中的不規(guī)則的類似梁作用的能力，建議彎曲理論是分析這類路面的基本方法。因而，支撐在彈性基礎(chǔ)上的梁理論可以用來分析路面受外部載荷時的路面中的應(yīng)力。由于溫度梯度變化，路面板邊緣白天向下彎，夜間向上彎的趨勢，受面板本身重量阻止。這種阻力趨于使面板保持在其原來位置，因而在路面中引起應(yīng)力，白天分別在面板頂部和底部產(chǎn)生壓應(yīng)力和拉應(yīng)力；而夜