道路工程分支學(xué)科

道路工程分類

中國道路

按服務(wù)范圍及其在國家道路網(wǎng)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干線；②省道（區(qū)域性公路）；③縣、鄉(xiāng)道（地方性公路）；④城市道路。前三種統(tǒng)稱公路，按年平均晝夜汽車交通量及使用任務(wù)、性質(zhì)，又可劃分為五個技術(shù)等級。不同等級的公路用不同的技術(shù)指標(biāo)體現(xiàn)。這些指標(biāo)主要有計算車速、行車道數(shù)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(shè)計荷載等。

道路工程發(fā)展

道路伴同人類活動而產(chǎn)生，又促進(jìn)社會的進(jìn)步 和發(fā)展，是歷史文明的象征、科學(xué)進(jìn)步的標(biāo)志。原始的道路是由人踐踏而形成的小徑。以后要求有更好的道路，取土填坑，架木過溪，以利通行。當(dāng)人類由原始農(nóng)業(yè)到馴養(yǎng)牲畜后，逐漸利用牛、馬、駱駝等乘騎或馱運，因而出現(xiàn)馱運道。車輪的發(fā)明使陸地運輸從此進(jìn)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(shù)千年歷史。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(fā)明也從此傳播世界。中國歷來重視道路的規(guī)劃、修建和養(yǎng)護(hù)。古代道路工程有卓越創(chuàng)造，秦筑馳道，漢唐通西域，各國商旅興盛。18世紀(jì)中葉，現(xiàn)代道路工程開始在歐洲興起。1747年第一所橋路學(xué)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(dāng)?shù)裙こ處熖岢鲂碌穆访娼Y(jié)構(gòu)理論和實踐，奠定了現(xiàn)代道路工程的基礎(chǔ)。1883～1885年德國G.W.戴姆勒、C.F.本茨發(fā)明了汽車，開創(chuàng)了以汽車交通為主的現(xiàn)代道路工程的新時代。1931～1942年德國建成高速公路網(wǎng)，為汽車交通提供了安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、舒適的行車條件。

道路工程展望

預(yù)測表明，汽車客貨運輸在世界大部分地區(qū)仍將繼續(xù)存在，多數(shù)地區(qū)還在持續(xù)穩(wěn)步增長。在人口繁密的市區(qū)，交通量不斷增加，堵塞現(xiàn)象日益嚴(yán)重。未來市區(qū)快速干道的發(fā)展，由于用地緊張，為將有限的地面留給行人和少數(shù)當(dāng)?shù)胤?wù)車輛，被迫修建高架線路或隧道。山區(qū) 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(jié)約運行時間和燃料，隧道和高架構(gòu)筑物工程也將有較大發(fā)展。

道路安全繼續(xù)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(jīng)驗教訓(xùn)，預(yù)防補救。為適應(yīng)運量激增的需要，應(yīng)增加車道并提高路面等級。為防護(hù)車輛撞向固定剛性目標(biāo)，多采用易碎標(biāo)志和輕型標(biāo)柱。防護(hù)工程也要采用減震設(shè)施，使嚴(yán)重事故大為減少。各種電子自動控制系統(tǒng)在交通管理上的運用，將使交通安全得到更可靠的保證。

當(dāng)前以石油為燃料的內(nèi)燃機所造成的空氣污染、噪聲、振動等汽車公害 日益嚴(yán)重。汽車技術(shù)發(fā)展的動向是：采用重量輕、工藝性能好或耐高溫、隔熱的新材料，如有機復(fù)合材料和陶瓷復(fù)合材料等代替鋼材；改進(jìn)新動力如絕熱發(fā)動機、燃?xì)廨啓C、斯特林發(fā)動機等取代原有的內(nèi)燃機；發(fā)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(jīng)濟(jì)性，從而降低運輸成本。汽車的革命勢必促進(jìn)道路工程各方面相應(yīng)的變革。

電控自動化公路正在考慮發(fā)展，在汽車駛?cè)霑r即被同步引入導(dǎo)向系統(tǒng)，控制其車速及行程并保證絕對可靠的駕駛質(zhì)量。當(dāng)高頻電磁電動機得到發(fā)展并應(yīng)用到公路上，則將出現(xiàn)車速超過200公里/時的自動控制的超高速公路。

道路網(wǎng)規(guī)劃和路線勘測設(shè)計

道路網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)考慮各種交通運輸綜合功能的協(xié)調(diào)發(fā)展，路網(wǎng)布局的完善。路線勘測設(shè)計則應(yīng)根據(jù)國家制定的分級管理和技術(shù)指標(biāo)， 選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的路線，對平、縱、橫三個面進(jìn)行綜合設(shè)計，力爭平面短捷舒順、縱坡平緩均勻、橫斷面穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)，以求保證設(shè)計車速、縮短行車時間、提高汽車周轉(zhuǎn)率。對路基、路面、橋梁、隧道、排水等構(gòu)造物進(jìn)行精心設(shè)計，在保證質(zhì)量的條件下降低施工、養(yǎng)護(hù)、運營和交通管理等費用。

路基工程

路基既是路線的主體，又是路面的基礎(chǔ)并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(cè)路基邊緣以內(nèi)地帶，用以支護(hù)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（松土、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(shè)中，工程量大、占地廣，常為控制施工進(jìn)度的關(guān)鍵，故要求：①盡可能與沿線農(nóng)田水利建設(shè)相結(jié)合并力爭節(jié)約用地；②按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，保證路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性；③搞好排水和防護(hù)加固工程，沿河路基應(yīng)注意不被洪水淹沒沖毀；④填方工程應(yīng)慎選土質(zhì)并分層夯實，對其密實度和含水量進(jìn)行現(xiàn)場控制；⑤冰凍地區(qū)還應(yīng)設(shè)置防凍層或設(shè)置隔水層和隔溫層，切斷毛細(xì)水，減少負(fù)溫差的不利影響；⑥當(dāng)路線通過懸?guī)r峭壁需修建懸出路臺或半山橋，陡峻山坡則需修筑擋墻、石砌護(hù)坡或護(hù)腳等工程以保證路基和山體的穩(wěn)定；⑦當(dāng)路線不能避讓必須通 過特殊或不良地質(zhì)、水文的地區(qū)或路段時，路基工程應(yīng)針對其具體情況和特征，采取防治措施。

為保證路基、路面和其他構(gòu)筑物的穩(wěn)固及交通安全。沿路基可修筑：①路基坡面防護(hù)。鋪種草皮、植樹、抹面、灌漿溝縫、砌石護(hù)坡和護(hù)面墻等。②沖刷防護(hù)。有直接防護(hù)的構(gòu)筑物，如拋石防護(hù)、石籠防護(hù)、梢料防護(hù)、駁岸、浸水擋墻等；有間接防護(hù)的調(diào)治構(gòu)筑物，如丁壩、順?biāo)畨?、格壩等（見橋渡設(shè)計）。③支擋構(gòu)筑物。主要是擋土墻等構(gòu)筑物（見路基擋土結(jié)構(gòu)）。

路面工程

為適應(yīng)行車作用和自然因素的影響，在路基上行車道范圍內(nèi)，用各種筑路材料修筑多層次的堅固、穩(wěn)定、平整和一定粗糙度的路面。其構(gòu)造一般由面層、基層（承重層）、墊層組成，表面應(yīng)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(xué)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(gòu)筑物的病害和沖毀的主因。根據(jù)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(nèi)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(yán)重時可引起翻漿或邊坡滑坍，導(dǎo)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(jié)合。總的要求是：查明情況，全面考慮，因地制宜，就地取材，防重于治，經(jīng)濟(jì)適用，多種措施，綜合治理，構(gòu)成一個統(tǒng)一的排水系統(tǒng)。

地面排水設(shè)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(dǎo)流為主，不宜堵塞，主要設(shè)施有暗溝、滲井、滲溝（見道路排水）。

橋涵工程

道路跨越河流溝谷時，需建涵洞、橋梁或渡口等構(gòu)筑物；與鐵路或其它道路交叉，也常建橋跨越。過水構(gòu)筑物有漫水橋、過水路面、滲水路堤等。當(dāng)交通量不大而又受到經(jīng)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(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、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(jīng)濟(jì)、美觀（見橋梁工程）。

隧道工程

在地面以下開挖供汽車通行的構(gòu)筑物稱道路隧道。按所經(jīng)地區(qū)情況分為：①避免地面干擾建在城市地下的城市隧道；②有利于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(jié)約行車時間和油耗的；或避讓表面不穩(wěn)定山坡和水文地質(zhì)不良地段，改由穩(wěn)定巖石較深部位通過的山嶺隧道。修建隧道要根據(jù)工程造價、施工條件及竣工后運營和養(yǎng)護(hù)條件，與其他路線方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，決定取舍。

隧道內(nèi)部必須設(shè)置通風(fēng)和照明設(shè)備。隧道周邊一般均需修筑襯砌加以支撐，在堅石又不易風(fēng)化的整體巖層中也可不做襯砌。為防止表面巖石風(fēng)化，可噴水泥砂漿。近年來，采用噴錨支護(hù)，施工簡便造價低，正日益推廣。

附屬設(shè)施工程

①安全防護(hù)設(shè)施。如保證夜間車輛和行人交通安全的照明設(shè)施，指導(dǎo) 行車的交通標(biāo)志號志、路面標(biāo)線，防護(hù)用的護(hù)欄、護(hù)墻、護(hù)柱，沙漠地區(qū)的防沙柵欄，多雪地區(qū)的防雪走廊。②改善環(huán)境設(shè)施。重點是綠化，可穩(wěn)定路基、防治污染、美化路容，其他如減小噪聲干擾的隔音墻等。③養(yǎng)護(hù)管理設(shè)施。如養(yǎng)路道班房、巡邏管理站等。④路旁服務(wù)設(shè)施。如休息區(qū)、停車場、電話亭及旅游服務(wù)設(shè)施等。

養(yǎng)護(hù)工程

維護(hù)道路完好狀況，預(yù)防和及時修復(fù)各　種缺陷損壞，提供并保證安全、快速、經(jīng)濟(jì)、舒適的行車條件，有計劃地改善道路技術(shù)狀況，以適應(yīng)交通發(fā)展需要。

各國多采用有訓(xùn)練和裝備的養(yǎng)路道班和工程隊組織，完成養(yǎng)護(hù)工程任務(wù)。養(yǎng)護(hù)工程按其工作性質(zhì)和任務(wù)分為：①小修保養(yǎng)。對道路及其一切設(shè)施進(jìn)行預(yù)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(shè)備進(jìn)行較大的修復(fù)，或在原有技術(shù)等級內(nèi)的添建和局部改建。③改善工程。分期分段改善道路的技術(shù)條件或進(jìn)行局部改建能顯著提高通行能力，如改進(jìn)線形視距，拓寬路基、提高路面等級、改建橋涵等（見道路養(yǎng)護(hù)）。2100433B

1、姚恩建. 城市道路工程.北京：北京交通大學(xué)出版社，2015。

2、張興強、王穎.道路工程. 北京：北京交通大學(xué)出版社，2012。

3、胡朋、葉亞麗.道路工程.北京：人民交通出版，2018年。

4、李麗民、馮浩雄、肖民.道路工程.上海，北京理工大學(xué)出版社，2017. 2100433B

道路工程哲學(xué)內(nèi)容簡介

基于對哲學(xué)辯證思維的鐘情，長期以來，致力于道路工程學(xué)研究，致力于哲學(xué)、自然地理學(xué)、人機功效學(xué)和人因工程學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等交叉學(xué)科的學(xué)習(xí)，并結(jié)合道路工程勘察設(shè)計、咨詢審查和工程技術(shù)管理工作，不斷應(yīng)用哲學(xué)辯證思維，主持和參與重大道路工程建設(shè)的決策，同時充分利用學(xué)術(shù)交流活動，不斷佐證對道路工程哲學(xué)思維的思考，及時進(jìn)行反復(fù)的糾偏和總結(jié)，再思考、再探索，吳華金逐步完成了《道路工程哲學(xué)》一書。

分為12章，第1章闡述國內(nèi)外道路建設(shè)活動歷史及工程哲學(xué)研究進(jìn)展；第2章分析中西方哲學(xué)主要思想；第3章分析道路網(wǎng)規(guī)劃中的哲學(xué)思辨；第4章至第6章探討道路建設(shè)與經(jīng)濟(jì)、社會及自然環(huán)境的辯證思想；第7章至第10章分別討論道路線形設(shè)計、道路構(gòu)造物決策、道路施工和道路養(yǎng)護(hù)的工程理念、工程系統(tǒng)觀及辯證思維；第11章辯證分析都江堰工程、滇越鐵路、人字橋、成昆鐵路和云南思小雨林高速公路、水麻螺旋隧道等歷史工程建構(gòu)哲學(xué)思想和主觀能動的智慧；第12章分析未來道路工程的發(fā)展方向和對新型道路工程人才的要求。

道路工程哲學(xué)作者簡介

吳華金，云南麗江永勝人，l966年5月4日出生，漢族。工學(xué)博士，正高級工程師，云南省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、工程設(shè)計大師、青年五四獎?wù)芦@得者、建筑業(yè)突出貢獻(xiàn)個人、特殊貢獻(xiàn)專家、享受政府津貼、交通運輸部青年專家委員會委員、百名優(yōu)秀工程師。從事交通規(guī)劃、設(shè)計近25年。主持多條高速公路工程勘察設(shè)計、咨詢審查和多項科研課題，獲得多項優(yōu)秀工程勘察、設(shè)計獎和9項科技進(jìn)步獎。公開發(fā)表《公路勘察設(shè)計理念》、《道路工程哲學(xué)思維探索》等學(xué)術(shù)論文100多篇，先后出版了《路基》路面排水施工手冊》、《公路滑坡典型案例剖析》、《路基填筑施工技術(shù)》、《山區(qū)高速公路安全工程》、《山區(qū)公路選線》等著作。

《道路工程專論》可作為交通運輸工程和土木工程專業(yè)（道路工程方向）研究生教材使用，還可作為交通工程和土木工程專業(yè)（道路工程方向）本科生參考書和教學(xué)參考書使用，也可供交通、城建、公安等部門從事設(shè)計、施工和管理工作的技術(shù)人員參考。

《道路工程專論》主要內(nèi)容包括：道路工程發(fā)展簡史、道路線形設(shè)計理論與方法、路基路面設(shè)計與施工、道路景觀與多功能路面、道路工程病害及防治方法、道路養(yǎng)護(hù)與技術(shù)狀況評價、道路與交通安全、國外瀝青路面設(shè)計方法簡介?！兜缆饭こ虒Ｕ摗房勺鳛榻煌ㄟ\輸工程和土木工程專業(yè)（道路工程方向）研究生教材使用，還可作為交通工程和土木工程專業(yè)（道路工程方向）本科生參考書和教學(xué)參考書使用，也可供交通、城建、公安等部門從事設(shè)計、施工和管理工作的技術(shù)人員參考。