交通设施设计电子教案

教师备课纸引入：

一、日常生活中交通设施的应用有条不紊的车流的形成、行人车辆等的交通安全、道路交通信息的获取

二、相关基础知识

1、交通工程学

2、道路工程

3、自动控制工程

4、通信工程

5、计算机应用工程、电子工程

6、环境工程1绪论

1.1交通工程设施及其功能

1.交通工程设施其是公路设施的外包装，神经系统，相当于房屋建筑学系统中的装饰工程。定义：指根据交通工程学的原理和方法，为了使道路通行能力最大，经济效益最高，交通事故最少，公害程度最低，而沿道路用地范围及其周边设置的系统、设施或给人、车配备的装备，即为车辆高速、高效、安全、舒适的行驶而设置的各类设施的总称。基础：交通工程学综合技术科学，5E

2.交通工程设施的功能总体功能：确保行车安全，为用路者提供良好的服务，通过科学管理，充分发挥公路项目的社会、经济效益。1)提高行车安全性2)提高道路通行能力和运行效率3)保证车辆连续运行4)降低交通能耗，保护交通环境5)提高出行的舒适程度和方便程度

1.2交通工程设施种类与发展状况

1.种类1)交通安全设施(应用最多)包括：护栏、防眩、封闭隔离、视线诱导、施工安全等设施作用：避免事故发生，减轻程度，排除纵、横向干扰，诱导行车，保证养护、维修作业安全设计：数量、位置、形式、安装工艺等教师备课纸2)交通管理设施包括：标志、标线、信号灯等作用：向道路使用者提供各种警告、禁令、指示、指路等信息，是交通安全、畅通(将制定的交通管理方针、政策具体实施，部分设施具有法律效力)设计：种类、形式、材料、设置地点等3)静态交通设施包括：车站、停车场、加油站等作用：静止交通使用、服务的设施设计：依据要求，确定规模、数量、构成、空间分布等4)交通服务设施服务区包括：休息、餐饮、WC、加油、维修等作用：设计：服务区总体规划、旅客服务设施设计、车辆服务设施设计、附属服务设施设计5)道路景观环境与绿化设施环保设施道路景观：指运动中视野的道路及环境的思维空间形象，也包括路外视野中对道路及环境配合的宏观印象。景观设计包括：线形、各种建筑，广义上：周边的自然和人文景观绿化：道路用地范围内，用植物及其材料创造的有形态、形式的景物6)道路照明系统作用：不使用前照灯时，能够看清道路、交通状况，及时认清障碍、标志等，城市系统的照明还有美化城市夜景，方便夜间活动，也体现经济水平飞机上夜景总览设计：路段、立交、广场、收费广场、桥隧照明等7)收费系统作用：收费是公路部门最主要的经济收入，是完成养护、维修贷款，新建资金来源，按章收费是收费系统的主要任务。包括：收费车道、收费站、收费中心三部分考虑收费设施对交通的影响，研究收费制式，收费方式，站点布设，系统结构，运行管理等。8)监控系统作用：用于监视道路及车辆的状况，将气候、交通等动态变化提供给使用者，并发出禁令、限速、诱导等指令。包括：信息采集、信息提供、监控中心三部分另外，交通设施也包括道路通信系统、供配电系统、沿线建筑设施、救援系统等。教师备课纸

2.交通工程设施发展概况总的来说，发展历程可概括为四阶段：1)起步萌芽阶段l20世纪初，

第一条公路长沙至湘潭，带动了汽车交通的快速发展l为管理新兴的汽车交通，成立了“公路交通安全委员会”，且部分省市制定了公路交通标志、标线设置保护规则，有关的设施设计才开始出现。l但经济落后，运输系统不发达，交通工程为成为一门学科。2)平稳发展阶段l20世纪70年代，汽车增加，道路迅速增长，开始重视交通工程设计；l1972年，交通部开始在公路上设立反光标志、标线，研究改进尺寸、形式等；l1981年，中国公路学会交通工程分会，在佛山成立，颁布了道路交通标志、标线G

2.1护栏定义：一种纵向吸能结构，通过自身变形，或车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆的行驶方向，阻止车辆越出路外或进入对向车道，最大限度的减轻事故的伤害程度。

2.1.1概述

1.分类(重点)按纵向设置位置分为路基护栏&桥梁护栏按横向设置位置分为路测护栏中央分隔带护栏按碰撞后的变形程度分为刚性基本不变形的护栏结构代表形式：砼护栏，由具有一定形状的混凝土块连接成墙体结构，通过爬高转向吸收能量。断面形式：单坡型&新泽西型(NJ型、F型)使用较多混凝土护栏分为整体式：适合中分隔带较窄的路段分离式：适合中央分隔带较宽路段，并易于在分隔带内埋设通信和供电管线。优缺点：阻止车辆效果较好，但由于没有缓冲弹性，对人车伤害较大。适用：因此，通常不全线使用，仅适用于中央分隔带窄，桥梁、路侧险要路段。半刚性相对于刚性护栏，发生一定的变形，但具有较强的刚度、强度。代表形式：波形梁护栏，波纹状钢板(两波、三波)+立柱拼接成连续梁柱结构，通过土基、立柱、钢板吸能，改变方向。适用：中央分隔带较宽，且埋设通信管道的路侧，或较大桥等地段。柔性具有较大的缓冲能力，韧性好代表形式：缆索护栏，由固定于端柱上的多根缆索，拉紧后组成的钢缆结构。优缺点：美观，没有压迫感，但市局诱导效果差适用：交通量低，大型车少，对景观要求高的路段。教师备课纸

2.功能防止失控车辆冲出路外；防止车辆从护栏板下钻出，或将护栏板冲断；能使失控车辆回复到正常行驶方向上；发生碰撞后对乘客的损伤程度最小；诱导驾驶人的视线。

3.护栏的碰撞力学分析基本假设：碰撞过程中，纵横向加速度不变车辆重心位置不变，质点运动柔性护栏变形量为Z公式推导：教师备课纸

4.护栏的防撞等级衡量护栏防撞性能的重要指标，一般根据护栏所承受的碰撞能量的大小来划分。公路路侧护栏：

一、高速路波形防撞护栏规格、型号现行标准：示意：Gr4EGr波形梁护栏Gr

二、波形梁护栏介绍：

1、常用路侧波形梁护栏按防撞等级可分为

4.5mm高度；教师备课纸三波波形护栏板：432XXXX6854mm；立柱：130130mm6mm高度；

2、交通部行业标准JT/TXXX高速公路波形梁钢护栏

(一)、标准护栏板总长度4320毫米(安装完毕后净剩4米)立柱间距4米。

1、两波形梁护栏板的宽度310mm，波高85mm,板厚：3mm、4mm；理论重量：3mm厚的为

3.916kg,4mm厚的为

6.544kg;每公里3MM厚的重

1.23吨，4MM厚的重

1.6388吨。

2、三波形梁护栏板的规格长4320毫米，波宽505毫米，波高85mm,板厚：4mm；理论重量：102kg,配合130130的方管立柱。

(二)、立柱：规格11

4、140mm长度根据要求一般为

1.85米、

1.95米、2米、

2.15米壁厚

4.5MM；理论重量：114的

1.215kg/m、140mm的

1.504kg/m.

(三)、标准段每公里用250块护栏板。立柱间距4米，每公里用250根立柱，端头2个，柱帽250个，防阻块250个,连接螺栓250套，拼接螺栓2000套。

三、波形护栏系统原理：

1、波形梁护栏是半钢性护栏的主要形式，它是一种以波纹状钢护栏板相互拼接并由立柱支撑的连续结构。

2、它利用土基、立柱、横梁的变形来吸收碰撞能量，并迫使失控车辆改变方向，回复到正常的行驶方向，防止车辆冲出路外，以保护车辆和乘客，减少事故造成的损失。

3、波形梁护栏钢柔相兼，具有较强的吸收碰撞能量的能力，具有较好的视线诱导功能，能与道路线形相协调，外形美观，可在小半径弯道上使用，损坏处容易更换。

四、波形护栏特点：具有抗冲击性好、成本低、寿命长、安全性更高、绿色环保等优点材质：优质钢板经防腐处理波形护栏用途：主要用于公路车道的隔离防护

5.护栏的设计依据设计原则：确保85%90%的车辆不会越出，冲断、下穿护栏；“以人为本、安全至上”，降低严重程度，减少二次事故；经济、实用原则；通过实车碰撞验证。应考虑的要素碰撞角度、碰撞速度、碰撞车辆的质量、碰撞加速度和设计荷载等方面。

2.1.2路基护栏设计

1.路侧护栏设置原则1)驶出路外可能造成二次特大事故的路段必须设置；2)符合以下情况之一，驶出路外可能造成单车特大事故或二次特大事故的路段，必须设置路侧护栏：二级以上等级公路边坡坡度和路堤高度在区方格阴影范围内的路段；路侧有江、河、湖、海等水域的路段；教师备课纸3)符合以下情况之一，驶出路外可能造成重大事故的路段，应设置路侧护栏：二级以上等级公路边坡坡度和路堤高度在区方格阴影范围内的路段；高速公路、一级公路在路侧安全净区内设有车辆不能安全穿越的照明灯、交通标志等设施路段；二级以上等级公路路侧边沟无盖板、车辆无法安全穿越的挖方路段；

三、四级公路路侧有悬崖、深谷、深沟等路段。4)符合以下情况之一，经论证车辆驶出路外有可能造成一般或重大事故的路段，宜设置路侧护栏：二级以上等级公路边坡坡度和路堤高度在区方格阴影范围内的路段，三四级公路边坡坡度和路堤高度在区阴影内路段；二等级以上等级公路纵坡大于或等于技术标准规定的最大纵坡值的下坡路段、连续长下坡路段；二级以上等级公路平曲线半径小于技术标准规定的一般最小半径的路段外侧；高速、一级公路用地范围内存在粗糙的石方开挖断面、高出路面30cm以上障碍物的路段；高速、一级互通立交出口匝道的三角地带及匝道小半径圆曲线外侧。5)最小设置长度表

2.5规定，当间距小于规定的最小长度时，宜连续设置。

2.中央分隔带护栏设置原则整体式断面，中间带宽度12m，必须设置；分路段确定；分离式断面，行车方向左侧设路侧护栏，上下行路基高差2m，高路基一侧设置；高速和禁止掉头的一级公路，中央分隔带开口处，必须设置活动护栏。

3.防撞等级的选择根据车辆驶出路外或冲入对向车道有可能造成的交通事故等级，按表

2.6的规定选取等级。教师备课纸

4.路基护栏形式的选择首先考虑的是保证使用性能(防撞等级，变形程度，现场条件，材料等)，然后综合考虑美观、经济、气象条件等因素。

2.1.3桥梁护栏设计

1.设置原则高速公路桥梁外侧和中央分隔带必须设置桥梁护栏；干线公路上、一二级公路桥梁必须设置路侧和中央分隔带护栏；集散应宜跨越深谷、江河的三四级公路桥梁应设路侧护栏。除以上四种桥梁路段，当不设护栏时，应设置人行栏杆。

2.形式选择考虑因素：防撞性能、变形程度、环境景观要求、全寿命周期成本等。

3.桥梁护栏的高度桥梁护栏的功能：不仅要有足够的高度阻挡车辆越过，而且应该阻止车辆倾翻或下穿，美国从车辆碰撞护栏事故中发现，很多护栏被车辆突破翻越，不是因为护栏强度不够，而是护栏的有效高度不够。有效高度：车辆冲撞护栏时，护栏抗力距桥面的高度，通常低于护栏高度。防撞等级S

2.2防眩设施

2.2.1概述眩光：由光源或反光面射来极高亮度，或视野中心与背景间较大的亮度差(超过10:1)引起的一种不良的照明现象。夜间行车，在相向行驶的车前照灯强光照射下，将给驾驶员带来强烈的不适，是造成夜间行车交通事故的主要因素之一。眩光分类：直接眩光反射眩光对比眩光失能眩光不舒适眩光影响道路交通的眩光源：前照灯、太阳光、道路照明、广告或标志照明、路面反光镜或其他物体表面的反射光。防眩设施设计与设置，就是根据具体环境造成眩光的强弱因素，考虑采用合理、实用、经济的方式，尽量消除和减轻其对驾驶员的影响。防眩设施：在夜间行车时，为防止司机受到对向车辆前照灯眩目而在道路上设置的构造物。多用在高速、一级公路、快速道路的中央分隔带上。可提高行车的舒适性，保证行车安全。

2.2.2防眩原理(了解)包括防眩板、防眩网、植树防眩三种形式。防眩设施的遮光有两种：一是使灯光完全照射不到对方行车或照射到的光线很少，此种属于全部遮光；另一种防眩设施(如防眩板、植树等)是部分阻挡车前灯光，此类属于部分遮光。国外试验表明，防眩设施不需要很大的遮光角就可以获得良好的遮光效果，可采用部分遮光原理，允许部分车前灯光穿过防眩设施。防眩设施的部分遮光原理如图所示：教师备课纸在中央分隔带上设置的防眩板间距为L，横向宽度为

(1)直线路段遮光角：=tan-1

(2)平曲线段遮光角：=cos-1(R-

1.0m，小型车辆为0.8m；h2司机视线高度，大型车辆为

2.0m，小型车辆为

1.3m；

1、

2.2.3防眩设施分类及形式选择目前常用的防眩设施主要有三种：防眩板、植树、防眩网。下面是这几种防眩设施的综合比较如表1-1表1-1防眩设施的综合比较特点植树防眩板防眩网密集型间距型美观好好较差对驾驶员心理影响小大小较小对风阻力大小大积雪严重小严重自然景观配合好好不好防眩效果较好好较差经济性差好好较差施工难易较难易难养护工作量大较好小小横向通视差较好好好阻止行人穿越较好好差好景观效果好好差从表中可以看出，防眩板的综合指标较其他两种优。教师备课纸

2.2.4设置方法

1.设置形式：防眩板单独设置波形梁护栏的横梁上砼护栏上

2.设置原则防眩设施一般指用于高等级公路，即原则上是指在高速公路、一级公路等车辆行驶速度较高、夜间交通量大的道路设置。无需设置的条件：n中央分隔带大于9米n相向行车道高差大于2米n安装有符合要求的连续照明系统需要设置条件：n中央分隔带窄的路段=100km/h,6080cmV=100km/h,2240cm3)颜色：指示性：蓝底白图案警告性：红底白图案4)应用：单独或组合使用5)构造：独立式/附着式教师备课纸3道路交通标志标线“无声的交通警察”，是交通组织管理的“硬件”，交通执法的依据，合理设置的标志标线可以平滑交通。参考资料：

1.中华人民共和国国家标准G

2.城市道路交通标志标线设置指南

3.交通管理与控制

3.1道路交通标志定义：用图形、符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息，用于交通管理的设施。

3.1.1交通标志的分类1)按功能分为：辅助标志主标志(包括警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志、旅游区标志、道路施工安全标志)2)显示位置：路侧标志、顶上标志3)支撑方式：柱式(单、双)、悬臂式(单、双)、门架式、附着式(路侧、顶上)4)光学特性：逆反射式、照明式、发光式显示方式：静态、可变信息标志时效：永久、临时信息强制程度：必须遵守、非必须遵守

3.1.2交通标志三要素车辆高速行驶时，驾驶员必须迅速了解标志内容，及时作出正确判断并进行相应操作。从生理上分析，正常人的视觉对各类标志的识别顺序是：颜色形状图幅文字

1.颜色标志颜色是人们的第一感观，颜色取决于可见光光波的波长，在某一具体场合，由于环境、视角、衍射等影响，邻近波长的颜色容易混淆。交通标志、信号等都使用波长间距较大的颜色：长波红中波黄短波绿红色：表示禁止、停止、危险，用于禁令标志的边框、底色、斜杠，也用于叉形符号和斜杠符号、警告性线性诱导标的底色等黄色或荧光黄色：表示警告，用于警告标志的底色黄色或荧光黄色：表示警告，用于警告标志的底色绿色：表示地名、路线、方向等的行车信息，用于高速公路和城市快速指路标志的底色棕色：表示旅游区及景点项目的指示，用于旅游区的底色黑色：用于标志的文字、图形符号和部分标志的边框教师备课纸白色：用于标志的文字、图形符号和部分标志的边框橙色或荧光橙色：用于道路作业区的警告、指路标志荧光黄绿色：表示警告，用于注意行人、注意儿童警告标志

2.形状等同面积条件下，正三角形辩认效果最佳。正等边三角形：用于警告标志；圆形：用于禁令和指示标志；倒等边三角形：用于“减速让行”禁令标志；八角形：用于“停车让行”禁令标志；叉形：用于“铁路平交道口叉形符号”禁令标志；方形：用于指路标志，部分警告、禁令和指示标志，旅游区标志，辅助标志，告示标志等。

3.符号/图形交通标志仅仅依靠颜色和形状远不足以表达各类复杂的交通信息，还需借助不同图形；实际运用中，各类不同功能道路交通标志的颜色、形状、图形有明显的区别，观察者将根据需要由远而近，通过视觉余光逐步了解标志的含义

3.1.3标志版面及符号尺寸

1.警告标志警告车辆驾驶人、行人前方有危险的标志，道路使用者需谨慎行动一般规定：颜色为黄底、黑边、黑图形形状为等边三角形或矩形，三角形顶角朝上尺寸：边长、边宽的一般值应根据设计速度，可考虑道路运行速度进行调整。设置空间受限制时，三角形的边长最小值不应小于60cm设置位置：前置距离一般根据设计速度选取，也可考虑路段的最高限制速度

2.禁令标志内容：对行驶路线的限制，如禁止驶入、禁止通行等；对行驶方向的限制，如禁止左转、禁止直行等；对某种车辆行驶的限制，如禁止机动车通行、禁止大型客车通行等；对驾驶行为的限制，如禁止超车、禁止掉头、禁止停车等；对交叉口控制方式的限制，如停车让行标志，减速让行标志、会车让行标志；尺寸：教师备课纸

3.指示标志板面内容：准许行驶的方向；机动车道、非机动车道、步行街等。尺寸：

4.指路标志板面内容:传递沿线道路经由地名、方向和距离，或与之相交道路的编号、服务区等。尺寸：

5.旅游区标志板面内容：旅游标志、旅游符号尺寸：旅游标志：旅游符号的尺寸一般采用60cm60cm，也可根据需要放大或缩小。

6.道路施工安全标志

7.辅助标志板面内容：时间、车辆种类、区域或距离、警告或禁令理由，或上述内容的组合，但组合的种类不得多于三种。尺寸：由字高、字数确定，按字高10cm为下限值。教师备课纸

3.1.4交通标志布设

(1)设置原则通盘考虑，整体布局，做到连贯、一致、全面；以完全不熟悉周围路网体系的外地驾驶员为设计对象；提供准确、及时的信息，防止出现信息不足或过载；根据标志的类别确定标志的设置位置；注意标志的视认性，避免遮挡；静态的交通标志应该与动态的可变标志相配合；应避免交叉路口标志林立，影响驾驶员视野；标志不得侵占道路建筑限界；多块标志牌在同一地点组合设置时应注意信息量及排布顺序；路上的标志具有法律效力，设置标志须严肃、认真；

(2)设置方式及选择路侧式单柱式双柱式悬臂式适用情况：视距受限、无适当地点设置地面标志单方向多车道的干路复杂的立体交叉门式适用情况与悬臂式相同多车道道路(同向三车道以上)需要分别指示各车道去向时；受空间限制，柱式、悬臂式安装有困难时；车道变换频繁，出口匝道为多车道时附着式利用已有的构造物，如电线杆、信号灯柱、立交桥孔等，安设标志牌面

(3)设置位置横向与竖向位置横向上，都应满足建筑限界的规定竖向，悬臂式标志下缘至路面的净高必须在

4.5m以上，高速公路

5.0m以上纵向位置教师备课纸

(4)安装角度

(5)标志板并设同类型标志，特别是警告标志，原则上不并设柱式：上下安装不宜超过两层三块呈“品”字形，重要程度，由上到下，从左到右悬臂门架：指路标志，按重要程度，由内向外布置指示标志，专用车道、车道去向，标志与车道对应，其他标志设在最右边

3.1.5交通标志的结构与材料1)标志底板2)标志立柱3)标志板与立柱的连接4)立柱埋设深度

3.1.6交通标志的反光与照明

(1)反光材料的应用和选择各级道路的交通标志原则上均应采用反光材料制作标志面。高速公路、一级公路及城市主干路的交通标志宜采用一到三级反光膜。高速公路、一级公路、城市快速路上的曲线段标志，及城市地区的多路交叉路口标志，宜采用三级以上反光材料。高速公路、城市快速路上的门架标志和悬臂标志，为获得与路侧标志相当的反光效果，宜选用比路侧标志所用反光膜等级高的反光材料，或把门架标志和悬臂标志上的字符改用反射器，以改善其夜间视认性。教师备课纸

(2)照明内部：板内装照明装置，半透明材料作面板，照度均匀，150m的视认距离，分单面、两面显示外部：外部光源照亮标志版面

3.1.7交通标志的结构设计考虑强度、刚度、稳定性结构设计包括5方面内容：荷载的计算与组合立柱与横梁的设计和强度验算变形验算连接螺栓、立柱与基础的地脚螺栓的设计与强度验算基础的设计与验算教师备课纸

3.2道路交通标线定义：道路交通标线是由标划于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施。可以与标志配合使用，也可单独使用。管制和引导交通。

3.2.1分类

(1)按功能类型用途设置方式与名称颜色纵向标线横向标线其他标线指示标线指示车行道、行车方向、路面边缘、人行道等设施车道中心线、车行道分界线、车行道边缘线人行横道线、距离确认标线高速公路出入口标线、停车位标线、港湾式停靠站标线、收费岛标线、导向箭头、路面文字标记白色禁止标线告示道路交通的通行、禁止、限制等特殊规定，必须严格遵守禁止超车线、禁止变换车道线、禁止路边停放线停止线、停车让行线、减速让行线非机动车行驶区标线、导流线、网状线、专用车道线、禁止掉头线黄色白色警告标线促使车辆驾驶人及行人了解道路上的特殊情况，提高警觉，准备防范应变措施的标线车行道宽度渐变段标线、路面障碍物标线、近铁路平交道口标线减速标线、减速车道线立面标线黄色白色黑黄红白

(2)按设置方式纵向标线：沿道路行车方向设置的横向标线：与道路行车方向成一定角度设置其它标线：字符标记或其它形式标线

(3)按材料分标线涂料溶剂型熔融型贴附材料标线器教师备课纸

(4)按形态分线条字符标记突起路标路边轮廓标

3.2.2常见标线及其作用

(1)指示标线车行道中心线分隔对向行驶的交通流黄色单虚线单实线双实线车行道分界线分隔同向行驶的车流白色虚线高速公路、一级公路、城市快速路：6m短线、9m间隔其他道路：2m短线、4m间隔车行道边缘线指示机动车道边缘或划分机动车道、非机动车道的分界白色实线高速公路、一级公路、城市快速路在内、外侧施划需跨越的地方划虚线人行横道线白色平行粗实线或斑马线最小宽度3m，以1m数量级加宽路段中间设置人行横道线，需在前面路面上设置预告标示(白色菱形块)。左转弯待转区标线高速公路出入口标线高速公路车距确认线停车位标线港湾式停靠站标线收费岛标线其它：导向箭头、地面文字标记

(2)禁止标线禁止超车线中心黄色双实线；中心黄色虚