交通工程基础知识点总结

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2.2.1专业基础知识

2.2.1.1交通工程基础知识

（1）车辆的基本性能：汽车的牵引力、行驶阻力、汽车的动力性能、汽车的制动性

《城市道路设计规范》将机动车分为三种类型：小客车、大客车、铰接车。将非机动车分为四种类型：自行车、三轮车、板车、兽力车

（2）汽车行驶动力及阻力：

汽车的行驶阻力包括：空气阻力、滚动阻力、坡度阻力和惯性阻力。

当行驶速度在100 km／h以上，约一半的功率用来克服空气阻力。

滚动阻力与轮胎承受的力成正比，与路面类型、轮胎结构及行驶速度等有关。

汽车在坡道上行驶时，汽车重量在平行于路面方向有分力，上坡时分力与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶；而下坡时分力与前进方向相同，推动汽车行驶。滚动阻力和坡度阻力合为道路阻力。

汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性和惯性力矩称为惯性阻力。

（3）汽车动力特性、行驶稳定性和制动特性：

汽车的动力性能系指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。研究汽车的动力性能的目的主要为道路纵断面设计提供理论依据。

汽车的最高速度是指节流阀全开、满载(不带挂车)，在表面平整坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。

汽车的最小稳定速度是指满载(不带挂车)在路面平整坚实的水平路段上，稳定行驶时的最低速度(即临界速度)。

汽车的最高速度与最小稳定速度之间的差值愈大，表示汽车对道路阻力的适应性愈强。

汽车的爬坡能力是指汽车能克服坡度的能力。最大爬坡度系指汽车在坚硬路面上用最低挡位等速行驶时所能克服的最大坡度。汽车的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度评定的。

机动车辆的制动性，是指车辆在行驶中能否按需要有效地减速或停车的能力。机动车辆的制动过程，是将车辆动能转化为另一种能量的过程。车轮上产生的制动力，最大值为车轮与路面之间的附着力：

当车辆制动达最大强度(车轮不再滚动只产生滑动)时，制动力与制动状态下车辆的惯性力相平衡。

从行车安全上看，制动减速度愈大，制动效果愈好。但过大的制动减速度，例如在紧急制动下减速度可达7.5-8 m／s2，对乘客舒适与安全不利。一般的且易接受的制动减速度不大于1.5—2m／s2。

制动时间是间接评价制动性能的参数。车辆的制动过程所需要的时间包括驾驶员反应时间、制动系机械反应时间、制动减速度或制动力增长时间、持续制动时间以及制动解除时间。

制动距离是综合评价车辆制动性能的参数。指从踩制动踏板到车辆停止所走过的距离。

这一距离的长短取决于制动系统的反应情况及制动力使车辆产生的减速度情况。

汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。影响汽车行驶稳定性的因素主要有汽车本身的结构参数、驾驶员的操作技术以及道路与环境等外部因素的作用。

A、汽车行驶的纵向稳定性 1）纵向倾覆条件分析 2）纵向倒溜条件 3）纵向稳定性的保证。B、横向稳定性 1）横向倾覆条件 2）横向滑移条件 3）横向稳定性的保证

（4）标准车辆的交通特性：

在实测交通量的基础上，将不同类型的车辆按其占有的时间和空间不同，换算成标准车型的交通量。我国公路均以小客车为标准进行换算（2003年规范），我国城市道路均以小客车为标准进行换算。

设计车速：公路设计车速

城市道路设计车速的选取应该和道路的类型和级别有关

设计交通量

交通量是交通管理、交通规划、道路设计等的重要依据。设计交通量：作为道路规划和设计依据的交通量。

设计年限平均日交通量

设计小时交通量

设计通行能力和服务水平

路段的通行能力：理论通行能力、可能通行能力、设计通行能力

（5）各类车辆的换算系数：

公路交通量换算系数

车型

中型汽车

小客车

托挂车

大型车

换算系数

1.5

1.0

3.0

2.0

其中：

小客车为 2t - 7t - 7t 的货车

城市道路车辆换算系数

车型

小客车

普通汽车

铰接车

路段上

1.0

1.5

2.0

环行交叉口

1.0

1.4

2.0

信号交叉口

1.0

1.6

2.5

（6）基本交通法规中各类车辆应遵守的基本规则

遵守道路交通标志、标线，道路交通信号。

2.2.1.2道路线形设计基础知识

（1）各级、各类道路的基本概念、等级分类

道路按照交通性质和所在位置主要分为公路和城市道路。城市道路：在城市范围内使用提供交通功能的交通设施，并且具有提供通风、采光、管道、通信设施埋设通道的功能。公路：连接城市、乡村、厂矿和林区的道路，主要提供汽车行驶并且具备一定的技术条件的交通设施。

按照公路在路网中的地位和作用分：国家干线公路（首都放射线、南北纵线、东西横线）、省干线公路、县公路、乡公路、专用道路。国道网、省道网、地方道路网

公路的技术分级，根据现行交通部实施的《公路工程技术标准》，公路主要分为以下几个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路

公路技术标准

主要技术指标包括：计算行车速度、车道数、行车道宽度、路基宽度、极限最小半径、停车视距、最大纵坡、车辆荷载

城市道路的分类，根据现行建设部《城市道路设计规范》，城市道***的地位和功能等主要分为四个等级：快速路（例如XX市的二环路、三环路）、主干道、次干道、支路。

城市道路除了快速路外，每类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形分为I、II、III级。

（2）道路基本要素组成

公路的基本组成

路基、路面、桥涵、隧道、排水系统（边某某、排水沟、截水沟等组成）、防护工程（加固路基边坡确保路基稳定的结构物）、交通附属设施

城市道路的基本组成

机动车道、非机动车道和人行道

人行立交XX和地道

交叉口、停车场、公共汽车站

交通安全设施

绿化带

地下铁路、高架桥

沿街设施

（3）交叉口基本要素及组成

平面交叉的类型

平面交叉按构造组成分为：渠化交叉：相交公路等级较高或交通量较大的平面交叉，应采用由分隔岛、导流岛来指定各向车流行迳的渠化交叉。

非渠化交叉：设计速度较低，交通量较小的双车道公路相交，可采用非渠化交叉。

按几何形状分为：T形、十字形、环形交叉：环形交叉适用于交通量适中，经过验算后出、入口间的距离能满足交织长度的要求，或按“入口让路”规则设计能满足交通量需要的3~5岔的交叉。

立体交叉的组成

(1)跨线构造物 (2)正线 (3)匝道 (4)出口与入口 (5)变速车道 (6)辅助车道 (7)集散车道

立体交叉的类型与适用条件

(1)分离式立交：仅设一座跨线构造物，使相交道路空间分离，上、下道路无匝道连接的交叉方式。这种立体交叉结构简单，占地少，造价低，但相交道路的车辆不能转弯行驶。一般适用于主要道路与铁路、主要道路与次要道路之间的交叉。

(2)互通式立交：不仅设跨线构造物使相交道路空间分离，而且上、下道路有匝道连接，以供转弯车辆上下相交道路的交叉方式。这种立体交叉相交道路的车辆能转弯行驶，全部或部分消除了冲突点，各方向行车干扰较小，但结构复杂，占地多，造价高。适用于主要道路与主要道路、主要道路与次要道路之问的交叉。

公路上的互通式立交，一般按几何形状分为T形、Y形、十字形3种

城市道路上的互通式立交，一般按交通流线的交叉情况和道路互通的完善程度分为完全互通式、不完全互通式和环形3种

（4）基本设计要求及规范基本要求

道路线形

道路线形指道路中心线的立体形状。

平面线形、纵断面线形和横断面线形

路线设计：指确定路线空间位置和各部分几何尺寸的工作，分解为平面设计、纵断面设计和横断面设计。

设计顺序

公路一般是在顾及到纵、横断面的前提下，先定平面，再设计纵断面和横断面

城市道路线形设计中，先进行横断面设计，再设计平面和纵断面。

2.2.1.3道路通行能力基本知识

（1）道路通行能力及修正系数的计算和选用

道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的基本参数，其具体数值的变化随道路等级、线形、路况、交通管理与交通状况的不同而有显著变化。城市道路通行能力实际上主要受交叉口通行能力的制约，如交叉口管理不善而使通行能力不高，路段上通行能力再大也无法发挥作用。

道路的通行能力和服务水平是从不同的角度反映了道路的性质与功能。道路通行能力主要反映道路的服务数量方面或服务能力方面。服务水平主要反映了道路服务质量方面或服务的满意程度。

道路通行能力是指道路上某一点、某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通实体数。单位（辆/小时）。道路通行能力是度量道路单位时间内可能通过的车辆（机动车、非机动车等）和行人的能力，是交通流流动的能力而不是静态的数量。一般情况下，道路的交通量值小于道路的通行能力。

道路通行能力的影响因素：道路状况、车辆性能、交通条件、交通管理、环境、驾驶员技术、气候

道路通行能力的划分：基本通行能力（理论通行能力）、可能通行能力（通常求可能通行能力时，是根据道路和交通的实际状况，确定其对于理想条件的修正，根据这些修正系数乘以基本通行能力数值而得出可能通行能力）、实用通行能力（设计通行能力）

影响可能通行能力的修正系数

道路条件的修正系数：车道宽度修正系数r1、侧向净空的修正系数r2、纵坡度修正系数r3、视距不足修正系数r4、沿途条件修正系数r5

交通条件修正系数：车辆组成修正系数r6

只要确定道路的可能通行能力，再乘以给定服务水平下交通量与通行能力之比，就得到实用的通行能力，即：

（2）各级道路服务水平的计算和分析

服务水平是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量，如可以提供的行车速度、舒适、方便、司机的视野以及经济安全等方面所能得到的实际效果与服务程度。

不同的服务水平允许通过的交通量不同，服务等级高的道路车速快，驾驶员开车的自由度大，舒适和安全性好，但其相应的服务交通量就少；反之，允许的服务交通量大，则服务水平低。

服务水平大体上按以下指标划分：

行车速度和运行时间

车辆行驶时的自由程度（通畅性）

交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停车次数等

行车的安全性（事故率和经济损失等）

行车的舒适性和乘客满意的程度

经济性（行驶费用）

其中主要以行车速度及交通量与通行能力之比作为评定服务等级的主要影响因素。

分级类别：一般在道路上把服务水平分为A、B、C、D、E、F六级

（3）高速公路通行能力、交织区通行能力的分析计算

车速增大，则通行能力增大，但增大至某一数值后，通行能力开始减少。

平交路口可能通过相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。平交路口的通行能力不仅与交叉口所占面积、形状、入口引道车道数的条数、宽度、几何线形或物理条件有关，而且受相交车流通过交叉口的运行方式、交通管理措施等方面的影响。因此，在确定通行能力时，要首先确定交叉口的车辆运行和交通管理方式。

一般可分为三大类：

一类为不加任何交通管制的交叉口，一类为中央设圆形岛的圆形交叉口，一类为设置信号灯的交叉口。

无信号交叉口分类：暂时停车方式、环形方式

主干道的通行能力，再加上次干道的通行能力，即为交叉口的全部通行能力。

（4）信号交叉口、环形交叉口通行能力的分析计算

信号交叉口往往要停车而后起动，所以信号交叉口的车辆换算系数通常采用停车起动时，连续车流中各类车辆通过断面线的时间间隔之比作为换算系数，而环形交叉口是采用各类车辆交织或穿插所需的临界时间之比，即不同类型交叉口应采用不同的换算系数。

信号交叉口处的车辆换算系数

车辆类型

公路

城市

路段

信号交叉

环交

小型车

1.0

中型车

2.0

1.5

1.75

大型车

2.5

2.0

2.5

铰接车

3.0

3.5

摩托车

0.5

0.2

0.3

根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长短，可以计算出交叉口的通行能力。交叉口的通行能力等于组成交叉口的每一条道路的通行能力之和。信号交叉口通行能力计算模式：

1、一条专用直行车道的通行能力

2、一条右转专用车道的通行能力

3、一条左转专用车道的通行能力

4、不设专用左转信号时一条左转车道的通行能力

5、直、左混合行驶时一条车道的通行能力

6、直、右混合行驶时一条车道的通行能力

平面交叉口单个路口的通行能力不能作为整个平面交叉口的通行能力，因此只能用各路口的v/c（效率系数指交叉口行车速度与路段行车速度之比值）比作为各入口引道的服务水平。

环形交叉口的优点是车辆可以连续行驶，安全，无需管理设施，平均延误时间短，很少刹车、停车，节约用油，随之噪音低、污染少。环形交叉口的缺点是占地大，绕行距离长，当非机动车和行人过多及有直向行驶的电车某某不宜采用。

环交按其中心岛直径的大小分为三类：常规环形交叉口、小型环形交叉口、微型环交

常规环交的通过能力计算，各国均有独特的公式，其中较著名的和使用较广泛的公式是沃尔卓普公式。小型环交通行能力的计算，英国运输与道路研究所公式，纽卡塞（New Castle）公式。

（5）立交桥通行能力的分析计算

（6）城市公共交通的通行能力和服务水平的分析计算

公共汽车线路的通行能力受停车站通行能力的限制，停车站的通行能力又取决于车辆占用停车站的时间，即：

N线= N站=3600/T

N线——公共交通线路的通行能力（辆/h）

N站——停车站的通行能力（辆/h ）

T——一辆车占用停车站的总时间（s）

T=t1+ t2 + t3 + t4

t1——车辆进站和停车用的时间（s）

t2——乘客上下车某某间（s）

t3——开门和关门时间（s），大约为3秒

t4——车辆起动和离开车站的时间（s）

提高公共交通线路通行能力的途径：

1、维持良好的乘车秩序，缩短乘客上下车某某间。

2、增加车门个数、加大车门宽度、降低车厢底板高度、减少踏步阶数，以缩短乘客上下车某某间。

3、改善车辆加速性能，提高驾驶员驾驶熟练程度，缩短车辆进出站时间。

4、在一条很长的路线上，有几路公共汽车线路行驶时，在同一站将几条公共汽车沿行车方向分成几组设站，这样可以提高线路的通行能力。

2.2.1.4道路平面设计基本原理

（1）车辆在弯道上行驶时的受力情况，超高、各类最小曲线半径的计算及选取

汽车在弯道上的受力示意图:

设置超高是为抵消离心力

极限最小半径当，地形困难或条件受限制时，圆曲线半径采用的最小极限值称极限最小半径。横向力系数u为0.10—0.16

一般最小半径，一般最小半径介于上两者之间，是设超高是采用的推荐值。能够保证行车舒适， μ值一般在0.05-0.06

不设超高最小半径，指道路曲线半径较大，离心力较小，汽车沿双向路拱外侧行驶的路面摩擦力，足以保证汽车行驶安全稳定时所采用的半径。

城市道路最大超高横披

计算行车速度

60,50

40,30,20

最大超高横坡（%）

（2）道路平面线形构成要素

平面线形三要素：直线、圆曲线、缓和曲线

《标准》规定“直线路段，应根据路线所处地段的地形地物、驾驶人员的视觉、心理状态以及保证行车安全等合理布设。直线的最长和最小长度应该有所限制，一条直线与曲线的长度的比例应该合理”

相邻曲线之间应该有一定的直线长度，同向曲线间不小于行车速度的6倍为宜，反向曲线2倍为宜。

（3）圆曲线的基本概念及其要素的设计计算

《公路路线设计规范》规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m

其要素包括转角、切线长、曲线长、外距、半径

半径根据规范选定；转角通过测量得出

（4）缓和曲线的基本概念及其要素的设计计算

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。《标准》规定：除四级公路外，其余等级公路均设置缓和曲线。

缓和曲线的作用主要体现在：行车缓和：缓和离心力的产生，旅客感觉舒适；缓和超高和加宽；线形缓和：增加线形美感

（5）各种线形的适用范围

直线的适用条件：

路线不受限制的平原区或山间的开阔谷地

市镇或近郊或规划方正的农耕地区等以直线为主的地区

长大的桥梁、隧道等路段

平面交叉点附近，为争取较好的行车和视距条件

在线路转折处，均用圆曲线联接，确保车辆XX转弯。

缓和曲线是道路平面线形要素之一，它是设置在直线与圆曲线之间或圆曲线之间的一种曲率连续变化的曲线。

平面线形的组合和衔接：1、圆曲线和圆曲线的组合；2、基本型；3、S型；4、卵型；5、凸型（两同向回旋线直接径向相接的组合）；6、复合型

（6）行车视距基本概念及其相关要求

行车视距是为了保证行车安全，司机应该能看到行车路线前方一定距离的道路，以便发现障碍物或迎面来车某某，采取停车、避让、错车或超车等措施，在完成这些操作的过程中所必需的最短时间内汽车行驶路程。

行车视距的种类：停车视距、会车视距（两辆对向行驶的汽车在同一车道上相遇时，及时刹车所需的最短行车距离）、超车视距（指在双车道公路上，两同向行驶的汽车，当后面的车辆需要超过前面的车辆时，采取等速或加速超过前辆车，而又不与对向来车发生碰撞所必须的安全视距）

停车视距是各级道路必备的视距要求。

二、三、四级路一般要求会车视距。二、三、四级路还应该根据要求，在适当的间隔内设置保证超车视距的路段。我国《规范》规定在交通繁忙、超车率较高的路段，在3min内有一次保证超车视距的机会。

横净距

2.2.1.5道路纵断面设计基本原理

（1）纵坡坡度和坡长的基本概念及适用范围

纵断面线形布置（设计纵坡的确定）包括设计标高的控制、设计纵坡和转坡点的确定

最大纵坡：指各级道路允许采用的最大纵坡，是道路纵断面设计的重要控制指标。主要考虑以下几方面因素：汽车动力性能、道路等级、自然条件、城市道路中考虑交通构成

最大纵坡

高速公路受到地形条件等特殊情况限制时，经技术经济论证合理，最大纵坡可以增加1%。

非汽车交通较大的路段，坡度适当放缓，平原、微丘区不大于2%—3%，山岭、重丘区不大于4%-5%。

大中桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不大于5%

位于海拔2000m以上或严寒冰冻地区四级公路最大纵坡不应大于8%。

最小纵坡

在道路挖方和低填方路段，为保证排水，纵坡最小为0.3%。

一般情况下，不小于0.5%。

对于城市道路,当最小纵坡小于0.3%时,应该设置街沟。

干旱地区以及横向排水良好的路段，其最小纵坡可不受上述限制。

坡长的限制：最大坡长的限制、最小坡长的限制

坡长主要是指两个变坡点之间的水平距离。

理想的最大纵坡：载重汽车在油门全开的情况下，持续以速度V等速行驶所能克服的坡度。

其中V：低速路为计算行车速度；高速路为载重汽车的最高车速。

平均纵坡：指一定长度的路段纵向克服的高差与路线长度之比。

二、三、四级公路越岭线的平均纵坡，一般以接近5.5%（相对高差为200m）和5%(相对高差大于500m）为宜；

并注意任何相连3km路段的平均纵坡不宜大于5.5%

城市道路平均纵坡按上述规定减少1.0%

我国内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。道路工程材料的再利用、道路工程的环境评价

（3）了解一般的道路交通环境保护的知识，包括：车辆排放污染的危害与防治、道路交通噪声污染与控制、道路交通震动危害与防治和道路交通环境影响评价

（4）了解道路建设的概预算基本知识，包括定额的分类、作用、特点，概预算和竣工决算的编制程序、内容与方法

Ppt：概预算基础知识-第二次

2.2.3道路交通新知识

（1）道路景观

（2）各类道路新材料，如改性沥青、彩色沥青等

（3）道路材料循环利用新技术

（4）智能交通系统、交通信息交互新技术、交通控制新设备

ITS(Intelligent Transportation System)定义：

智能运输系统(ITS)有别于传统的交通治理、改善技术，它是国际上对运用当代高新科技（计算机、信息、通信、自动控制、电子、系统工程等）提高交通运输效率、增强交通安全性的一系列先进技术或技术集成系统（如交通控制与路线导行系统、车辆行驶安全控制系统、交通运输信息服务系统）的一个统称。

（5）计算机应用新知识，包括计算机辅助设计、各类相关计算机仿真系统

（6）其他与道路交通密切相关的新材料、新技术

2.2.4知识产权保护

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