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公路是指城市间、城乡间、乡村间主要供汽车行驶的公共道路。 主要由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、公路渡口、防护及支撑工程、公路用土地及公路附属设施组成。路基：路基是公路的基本结构，是支撑路面结构的基础，与路面共同承受行车荷载的作用，同时承受气候变化和各种自然灾害的侵蚀和影响。路基结构形式可以分为：填方路基、挖方路基和半填半挖路基三种形式。路面：路面是铺筑在公路路基上与车轮直接接触的结构层，承受和传递车轮荷载，承受磨耗，经受自然气候和各种自然灾害的侵蚀和影响。对路面的基本要求是具有足够的强度、稳定性、平整度、抗滑性能等。路面结构一般由面层、基层、底基层与垫层组成。桥涵：桥涵是指公路跨越水域、沟谷和其他障碍物时修建的构造物。按照《公路工程技术标准》规定，单孔跨径小于5米或多孔跨径之和小于8米称为涵洞，大于这一规定值则称为桥梁。隧道：公路隧道通常是指建造在山岭、江河、海峡和城市地面下，供车辆通过的工程构造物。按所处位置可分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。公路渡口：公路渡口是指以渡运方式供通行车辆跨越水域的基础设施。码头是公路渡口的组成部分，可分为永久性码头和临时性码头。交通工程及沿线设施：公路交通工程及沿线设施是保证公路功能、保障安全行驶的配套设施，是现代公路的重要标志。公路交通工程主要包括交通安全设施、监控系统、收费系统、通信系统四大类，沿线设施主要是指与这些系统配套的服务设施、房屋建筑等。就功能而言，城市道路是服务城市内部体系，所以，我个人认为，从广义上来说，紧密型的城市组团间的道路也属于城市道路范畴，而公路则是联系各城市或各个大型城市组团间的道路。 从交通量上分析，城市道路的交通构成比较复杂，但是基本不会出现重载交通，公路则与之相反。这在路面结构设计中必然有所体现。 从设计过程的感受来说，公路设计像大泼墨，城市道路像小写意。前者主要考虑线形的流畅性、土质问题、桥涵构造；而后者在设计的时候，由于线形受到很大的限制，与周围建筑和构造物的衔接成了设计的一个重点，另外，由于管线众多，这也是一个设计难点。 两者的服务功能不同，城市道路服务的是人和车，所以在细部的设计中应该体现出更多的人文关怀；而公路服务的主要是车，则主要强调驾乘感受了。
（一）道路分类
高速公路：专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的多车道公路。一级公路：供汽车分向、分车道行驶并可根据需要控制出入的多车道公路。二级公路：供汽车行驶的双车道公路。三级公路：主要供汽车行驶的双车道公路。四级公路：主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。
道路组成：
路线：平面、纵断面、横断面；路基：土基；路面：面层、基层、垫层；附属设施：排水设施、信号标志、防护设施、绿化照明。道路工程：是指从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的一门应用科学和技术，是土木工程的一个分支。规划：各种交通综合功能协调，勘测并选定技术经济优化线路。设计：线路的平面、纵断面、横断面三面综合设计，路基、路面、隧道、桥梁、排水等附属设施设计。施工：路基土石方施工、路面机械化施工、各类附属设施施工。养护：路面、路肩、路边、人行道、附属设施养护，排水和冰雪控制。改建、大修：原有工程设施的改善、改建、扩建等。什么是道路的线形？它由哪些因素决定？在直线和圆曲线之间为什么必须设置缓和曲线？缓和曲线的特点是什么？道路由于受到自然环境与地物地貌的限制，在平面上有转折，纵面上有起伏。它的中线是一条三维空间曲线，称为线路。概念：线路由直线段和曲线段组成。地形、路况、路的起伏、地下水都会影响道路线形。曲率连续变化，便于车辆遵循。 离心加速度逐渐变化，旅客感觉舒适。超高横坡度及加宽逐渐变化，行车更加稳定。与圆曲线配合，增加线形美观。在直线和圆曲线之间或不同转弯半径的圆曲线与圆曲线之间，曲率连续变化。
（二）道路结构有哪几部分？路基的作用是什么？路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整个公路构造的重要组成部分。道路路面有哪些层次？它们各起什么作用？面层是直接同行车和大气相接触的层次。承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用，同时又受到降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此，面层应较其他各层具有更高的结构强度、刚度、不透水和温度稳定性，表面还应有良好的平整度、粗糙度和耐磨性。面层有时采用上下两层的双层结构。联结层是为了加强面层与基层之间的联结和提高面层抵抗疲劳能力而设置的，也是面层路面结构的一部分。多用于交通繁重的道路，有时为了防止或减少面层受下层裂缝反应的影响，也采用联结层。基层是路面结构中的承重部分。主要承受车辆荷载的竖向力，并把面层传下来的力扩散到垫层或土基，故基层也应具有足够的强度和刚度。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈，但也应具有足够的水稳定性，以防基层湿软后产生过大的变形，导致面层损坏。底基层是基层下面的一层，用来加强基层承受和传递荷载的作用，在重交通道路和高速公路上多用之。对底基层材料的强度和刚度的要求可以略次于基层。组成基层和底基层的材料有：用各种工业废渣组成的混合料，用水泥、石灰（沥青）稳定的或碎、砾石混合料，各种轧碎的砾石混合料或天然砂砾石和片石、块石、圆石等。垫层是介于基层（或底基层）和土基之间的层次。其主要作用为改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力，并扩散由基层传来的荷载以减小土基产生的变形，故垫层常铺设在土基水温状况不良地段。在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层；在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。常用的垫层材料有砂、砾石、炉渣、石灰土、炉渣石灰土等透水性或稳定性较好的材料。
一般由路基、路面、桥梁、隧道工程和交通工程设施等几大部分组成。
（一）路基工程。路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受着本身的岩土自重和路面重力，以及由路面传递而来的行车荷载，是整个公路构造的重要组成部分。公路路基主要包括路基体、边坡、边沟及其他附属设施等几个部分。路面工程：路面是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在公路路基上供汽车行驶的层状构造物。其作用是保证汽车在道路上能全天候、稳定、高速、舒适、安全和经济地运行。路面通常由路面体、路肩、路缘石及中央分隔带等组成。其中路面体在横向又可分为行车道、人行道及路缘带。路面体按结构层次自上而下可分为面层、基层、垫层或联结层等。桥隧工程：桥隧工程是高等级公路中的重要组成部分，它包括桥梁、涵洞、通道和隧道等。
（二）桥梁的组成。桥梁由两个主要部分组成：桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构），是在线路遇到障碍而中断时，跨越障碍的主要承重结构；桥墩、桥台、墩台基础（统称下部结构），是支撑桥跨结构并将恒载和车辆等荷载传至地基的建筑物。桥台设在桥的两端，桥墩则在两桥台之间。桥台除了支承桥跨结构的作用外，还要防止路堤滑坡，并与路堤衔接。为保护桥头路堤填土，每个桥台两侧常做成石砌的锥体护坡。墩台基础，是埋入土层之中，并使桥上全部荷载传至地基的结构部分。在桥跨结构与墩台之间，还需设置支座，它不仅要传递荷载，而且根据结构体系的不同，保证桥跨结构能产生一定的变位。除上述基本结构外，桥梁还常常建造一些附属结构物，如护坡、护岸、挡土墙、导流结构物、检查设备等。在桥梁规划和设计中，设计洪水位、计算跨径、标准跨径、桥长、桥梁净跨径、桥梁的建筑高度等均为主要的桥梁技术指标。
桥下净空高度：是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以H表示。它应保证排洪和该河流通航所规定的净空高度。建筑高度：是指桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间的距离。公路定线中所确定的桥面标高与通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。显然，桥梁的建筑高度，不得大于容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。净矢高：拱式桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。计算矢高：是指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离，以表示。矢跨比：是指计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度。涵洞：是来宣泄路堤下水流的构造物。凡是单孔跨径小于5m的泄水结构物，称为涵洞；管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。桥梁的分类：桥梁有不同的分类方式，每一种分类方式均反映出桥梁在某一方面的特征。但是，桥梁按结构体系的分类是基本的分类方法，不同的体系对应于不同的力学形式，表现出不尽相同的受力特点。
（三）桥梁的基本体系：按结构体系及受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三种基本体系，以及由基本体系之间组合而形成的组合体系。
1．梁式桥：梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。梁的内力以弯矩和剪力为主。梁式桥可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥的跨越能力有限（一般在50m以下），当计算跨径小于25m时，通常采用混凝土材料；而计算跨径大于25m时，更多采用预应力混凝土材料。
2．拱式桥：拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。其特点是结构在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平力（推力），由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大地降低。设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。拱式桥是推力结构，其墩台、基础必须承受强大的拱脚推力。因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。拱式桥构造简单，承载能力大，造型美观，是桥梁工程中广泛采用的桥型之一。
3．悬索桥：悬索桥又称吊桥，其特点是桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索、加劲梁和锚锭结构组成。桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至缆索。主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。缆索本身是几何可变体，但可通过桥塔、锚锭结构及作用的荷载相组合，在空间形成有一定几何形状的平衡受力结构体系。主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传至基础和地基。这种桥型充分发挥了高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。
4．组合体系；组合体系桥是指承重结构采用两种基本结构体系，或一种基本体系与某些构件（塔、柱、索等）组合在一起的桥。代表性的组合体系有以下几种：
（1）刚架桥：刚架桥是梁与立柱（墩柱、竖墙）刚性连接的结构体系。刚架桥的特点是在竖向荷载作用下，柱脚处不仅产生竖向反力，同时产生水平反力，使其基础承受较大推力。结构中梁和柱的截面均作用有弯矩、剪力和轴力。由于梁和柱结点为刚结，梁端部承受负弯矩，使梁跨中弯矩减小，跨中截面尺寸也可相应减小；与一般墩台不同，刚架桥的支柱（墩台）不仅承受压力，还承受较大弯矩，通常采用较小的钢筋混凝土或预应力混凝土构件。由于刚架桥的上述特点，在城市中当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，常采用这种桥型以降低线路标高，减少路堤土方量。当桥面标高已确定时，能增加桥下净空。T形刚构是目前修建较大跨径预应力混凝土桥梁的常用桥型之一，与其他刚架桥的受力特点不同，它属于无推力结构。它是由单独立柱与主梁连接成整体，形成T形，各T形刚架之间以剪力铰或挂梁相连，在竖向荷载作用下，无水平力产生。T形刚架桥的悬臂部分主要承受负弯矩，预应力筋通常布置在桥面，与悬臂施工方法实现高度协调一致。T形刚架桥的悬臂一般为对称布置，使支柱仅在活载作用时才有弯矩作用。
（2）梁、拱组合体系：梁和拱都是主要承重结构，两者相互配合共同受力。由于吊杆将梁向上（与荷载作用方向相反）吊住，这就显著减小了梁中弯矩；同时由于拱和梁连接在一起，拱的水平推力就传给梁承受，这样梁除了受弯矩以外尚且受拉。这种组合体系桥能跨越较一般简支梁桥更大的跨度，而墩台没有推力，因此，对地基的要求就与一般简支梁桥一样。拱置于梁的下方，通过立柱对梁起辅助支承作用。
（3）斜拉桥：斜拉桥是典型的悬索结构和梁式结构组合的结构体系。这一结构体系由主梁、缆索和塔架组成，充分利用了悬索结构和梁结构的特点，其组合相当合理。
在结构体系中，梁结构直接承受桥面外荷载引起的弯矩和剪力，桥塔两侧的斜拉索张紧后为梁结构提供弹性支承，同时承受由荷载引起的拉力，其拉力的竖向分量通过桥塔传至基础和地基；斜拉索中荷载引起拉力的水平分量，使桥结构承受轴向压力，相当于对梁结构施加预应力。此外，通过调整斜拉索间距可改变弹性支承的间距，使梁内力分布更加均匀合理，因而减小了主梁的建筑高度，提高了跨越能力。与悬索桥相比，斜拉桥的斜拉索直接作用于主梁结构，使结构体系的抗弯、抗扭的刚度大大增强，抗风稳定性也明显改善。由于斜拉索的拉力的水平分量由梁结构承担，因而也不再需要巨大的锚锭结构。
（一）什么是软土：把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏性土统称为软土。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》规定：符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度＜35kPa等三项指标的称软土。
（二）公路软土地基施工处理方法
施工处理的方法及适用范围。排水固结法：包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。它们的适用范围：适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于较厚的泥炭层要慎重对待。胶结法：包括如下方法：水泥搅拌桩：它的适用范围为淤泥、淤泥质土、含水量较高且地基承载力不大于120kPa的黏性土、粉土等软土地基。高压喷射注浆法：它的适用范围为淤泥、淤泥质土、黏性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。对于陷性黄土以及土中含有较多的大粒径块石、坚硬性黏性土、大量植物根茎或过多有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。对地下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀的地基，应慎用。尤其适用于软弱地基的加固。送浆法：适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的黏性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验以确定其使用程度。水泥土夯实桩法：适用于地下水位以上的素填土、淤泥质土和粉土等。加筋土法：包括如下方法：加筋土：适用范围为人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台等。土工积物：适用于砂土、黏性土和软土的加固，或用于反滤、排水和隔离的材料。树根桩：适用于各类土。主要用于既有建筑物的加固及稳定土坡、支挡结构物。锚固法：它能可靠地锚固土层和岩层。对软弱黏土宜通过重复高压灌浆或采用多段扩体或端头扩体以提高锚固段锚固力。对液限大于50%的黏性土、相对密度小于0.3的松散砂土以及有机质含量较高的土层，均不得作为永久性锚固地层。置换法、挤密法及挤密置换法、振冲置换法：它适用于不排水剪切强度20kPa≤CU≤50kPa的饱和软黏土、饱和黄土和冲填土，对不排水剪切强度小于20kPa的地基应慎重对待。能使天然地基承载力提高20%～60%左右。CFG桩法：适用于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的黏性土、粉土。能使天然地基承载力提高70%以上。钢渣桩法：适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的黏性土、粉土。石灰桩法：适用于渗透系数适中的软黏土、杂填土、膨胀土、红黏土、湿陷性黄土。不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。当渗透系数较小时，软土脱水加固效果不好的土层慎用。强夯置换法：适用于饱和软黏土，一般适合于3～6m底浅层处理。砂桩法：适用于软弱黏性土，但应慎用，且需要较长的时间，对不排水剪切强度小于15kPa的软土应采用袋装砂井桩。夯坑基础法：适用于软黏土非饱和的黏性土、夯填土、湿陷性黄土。强夯法：适用于碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和低饱和度的粉土与黏性土。对于高饱和度的粉土和黏性土，需经试验论证后，方可使用，且应设置竖向排水通道。该法最大处理深度达40m。强夯的震动可能会对周围环境造成不良影响。因此，使用时要求考虑周围环境因素。振冲法：是一种不添加砂、石材料的振冲挤密法，一般宜用于0.75mm以上颗粒占土体20%以上的砂土，而添加砂、石材料的振冲挤密法宜用于颗粒小于0.005mm的黏性含量不超过10%的粉土和砂土。挤密碎石桩法：适用于松散的非饱和黏性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。对饱和软黏土应慎重使用。
冻胀：在有冻胀性土的路段，当有水分供给时，在冬季负气温作用下，水分连续向上聚流，在路基上部形成冰夹层、冰透镜体，导致路面不均匀隆起，使柔性路面开裂，刚性路面错逢或折断的现象称冻胀。冻胀性分类：通常是在土质分类的基础上，按土的冻胀性强弱划分为三类或四类，分别为：轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。翻浆：在有冻胀性土的路段，当冬季负气温时，水分连续向上聚流、冻结成冰，导致春融期间，土基含水过多，强度急剧降低，在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象称翻浆。翻浆分类，根据导致翻浆的水分来源分为五类，分别为地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水类。根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度，将翻浆路段分为三级，分别为轻型、中型、重型。
（一）影响冻胀与翻浆的因素
公路冻胀与翻浆是多种因素综合作用的结果。土质、水、温度与路面是影响冻胀的四个主要因素，翻浆除这四个因素影响外，还受行车荷载因素的影响。在上述诸因素中，土质、温度和水是形成冻胀和翻浆的三个基本条件。
土质：粉性土具有最强的冻胀性，最容易形成翻浆。这种土的毛细水上升较高而且快，在负温度作用下水分易于迁移，如水源供给充足可形成特别严重的冻胀，在春融时承载能力急剧下降，易于形成翻浆。黏性土的毛细水上升虽高，但速度慢，只在水源供给充足且冻结速度缓慢的情况下，才能形成比较严重的冻胀和翻浆。粉性土和黏性土含有较多的腐殖质和易溶盐时，则更易形成冻胀和翻浆。粗粒土在一般情况下不易引起冻胀和翻浆，因其毛细水上升高度小、聚冰少，且在饱水情况下也能保持一定的强度；但当粗粒土中粉黏粒含量超过一定量以后，冻胀性明显增加，也能形成冻胀和翻浆。
水：冻胀与翻浆的过程，实质上就是水在路基中迁移、相变的过程。路基附近的地表积水及浅的地下水，能提供充足的水源，是形成冻胀和翻浆的重要条件。秋雨及灌溉会使路基的含水量增加，使地下水位升高，从而促成冻胀与翻浆的形成。
温度：没有一定的冻结深度或冰冻指数（冬季各月每日负气温的总和）是难以形成冻胀和翻浆的，没有更大的冻结深度或冰冻指数是难以形成严重冻胀和翻浆的。而在同样冻结深度或冰冻指数的条件下，冻结速度和负温作用的特点对冻胀和翻浆的形成有很大影响。例如在初冬时气温较高或冷暖交替变化，温度在0℃～3℃～-5℃之间停留时间较长，冻结线长时间停留在土基上部，就会使大量水分聚流到距地面很近的地方，形成严重的冻胀和翻浆。反之，冬季一开始就很冷，冻结线下降很快，水分来不及向上迁移，土基上部聚冰少，那么冻胀和翻浆就较轻或不出现。另外，春融期间的气温变化及化冻速度对翻浆也有影响。如春季开始化冻时，天气骤暖，土基急剧融化，则会加重翻浆。如春融期间冷暖交替并伴有雨、雪，也会使翻浆加重。路面：冻胀与翻浆都是通过路面变形破坏而表现出来的。因此，冻胀与翻浆和路面是密切相关的。路面类型对冻胀与翻浆有影响。如在比较潮湿的土基上铺筑沥青路面后，由于沥青路面透气性较差，路基中的水分不能通畅地从表面蒸发，可能导致聚冰增加，冻胀量增大，以致出现翻浆。路面厚度对冻胀与翻浆也有影响，路面厚度大时可减轻冻胀，可减轻或避免翻浆。
行车荷载：公路翻浆是通过行车荷载的作用最后形成和暴露出来的。虽然路基有聚水、有冻胀，春融时含水过多，但无行车荷载作用，是不可能产生翻浆的。当其他条件相同时，在翻浆季节，交通量愈大，车辆愈重，则翻浆也会愈多、愈严重。
（二）防治冻胀与翻浆的工程措施
做好路基排水：良好的路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流的来源。路基范围内的地面水、地下水都应通过顺畅的途径迅速引离路基，以防水分停滞浸湿路基。为此，应重视排水沟渠的设计，注意沟渠排水纵坡和出水口的设计，在一个路段内重视排水系统的设计，使排水沟渠与桥涵组成一个完整的通畅的排水系统。为降低路基附近的地下水位，可采用截水渗沟。
提高路基填土高度：提高路基填土高度是一种简便易行、效果显著且比较经济的常用措施。同时也是保证路基、路面强度和稳定性，减薄路面，降低造价的重要途径。提高路基填土高度，增大了路基边缘至地下水或地面水位间的距离，从而减小了冻结过程中水向路基上部迁移的数量，使冻胀减弱，使翻浆的程度和可能性变小。路线通过农田地区，为了少占农田，应与路面设计综合考虑，以确定合理的填土高度。在潮湿的重冻区内粉性土地段，不能单靠提高路基填土高度来保证路基路面的稳定性，要和其他措施，如砂垫层、石灰土基层等配合使用。
设置隔离层：隔离层设在路基中一定深度处，其目的在于防止水分进入路基上部，从而保持土基干燥，起防治冻胀与翻浆的作用。
换土：采用水稳定性好，冰冻稳定性好、强度高的粗颗粒土换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性。
注意路槽排水：在冻胀与翻浆严重地段，应注意做好路槽排水，通常采用砂垫层和横向盲沟等措施。
加强路面结构：在冻胀和翻浆地段，常使用整体性好的石灰土、煤渣石灰土、水泥稳定砂砾等半刚性结构层，以加强路面结构。