2.2 公路运输设备与设施
公路设备与设施主要由公路、运输车辆和场站组成。
2.2.1 公路
1.公路的主要组成部分
公路是一种线性工程构造物。它主要承受汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响。因此，对于公路的要求，不仅要有和缓的纵坡、平顺的线形，而且要有牢固可靠的人工构造物、稳定坚实的路基、平整而不滑的路面以及其他必要的防护工程和附属设备。
公路的基本组成部分包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护工程（护栏、挡土墙、护脚）、排水设备（边沟、截水沟、盲沟、跌水、急流槽、渡/抛/水槽、过水路面、渗水路堤）、山区特殊构造物（半山桥、路台、明洞）。此外，为适应行车还设置行车标志、加油站、路用房屋、通信设施、附属工厂及绿化栽植等。
我国公路常用的路面主要有碎石路面、砾石级配路面、加固土路面、沥青表面处理路面、沥青灌入式路面、沥青碎石路面、沥青混凝土路面、水泥混凝土路面。不同的面层类型适合于不同等级的路面，如表2.2所示。
表2.2 路面等级及相应的面层类型
桥隧是桥梁、涵洞和隧道的简称，都是为车辆通过自然障碍（河流、山岭）或跨越其他立体交叉的交通线而修建的建筑物。桥梁和涵洞的共同点在于车辆在其上面运行，主要用来跨越河流，一般桥梁的单跨径较涵洞大，总长较涵洞长。隧道与涵洞相像，但隧道主要用于穿越山丘，车辆是在隧道内运行。根据公路的有关规范，凡单孔标准跨径小于5m的，或多孔跨径总长小于8m的是涵洞；大于上述规定的为桥梁。
相关知识：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，大于这一规定值的称为桥梁。
2.公路的分级
（1）根据交通量及其使用性质，公路可分为5个等级。
① 高速公路。它是专指汽车分向、分车道行驶并全部控制出入（全部立体交叉）的干线公路。四车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为25000～55000辆；六车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为45000～80000辆；八车道高速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为60000～100000辆。实际上，地形与地质条件特别困难的地区，高速公路也有修建成两车道的，如贵阳至遵义的贵遵高速公路。两车道就不可能有专门的超车道，超车一般在每隔一定距离设置的超车区进行。
② 一级公路。一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限平均昼夜交通量为15000～30000辆，车道数为4，通往重点工矿区、港口、机场，专供汽车分向、分车道行驶并部分控制出入的公路。
③ 二级公路。一般能适应按各种汽车折合成中型载货汽车的远景设计年限平均昼夜交通量为3000～7500辆，车道数为2，为连接政治、经济中心或大工矿区、港口、机场等地的专供汽车行驶的公路。
④ 三级公路。一般能适应按各种汽车折合成中型载货汽车的远景设计年限平均昼夜交通量为1000～4000辆，车道数为2，为沟通县以上城市的公路。
⑤ 四级公路。一般能适应按各种汽车折合成中型载货汽车的远景设计年限平均昼夜交通量为：双车道1500辆以下，单车道200辆以下。车道数为1或2，为沟通县、乡（镇）、村等的公路。
不同等级的公路，路面路基质量、路面宽度、曲线半径、交通控制和行车速度都有较大的差距，对道路运输的运输质量、运输成本影响很大。在上述各等级公路组成的公路网中，高速公路及汽车专用一、二级公路在公路运输中的地位和作用相当重要。
（2）按照行政管理体制公路可划分为以下5个等级。
① 国道。在国家公路网中，具有全国性的政治、经济、国防意义，并经确定为国家级的干线公路。
② 省道。在省公路网中，具有全省性的政治、经济、国防意义，并经确定为省级的干线公路。
③ 县道。具有全县性的政治、经济意义，并经确定为县级的干线公路。
④ 乡道。乡道主要为乡村农民生产、生活服务的公路。
⑤ 专用公路。由工矿、农村等部门投资修建，主要供该部门使用的公路。
2.2.2 高速公路设施与设备
为确保高速公路安全、畅通，为驾驶人员提供快速、优质的信息服务，高速公路安装了先进的通信、监控系统，可以快速、准确地监测道路交通状况，并通过可变情报板、交通信息处理电台及因特网实时发布交通信息。
（1）外场设施有：应急电话、光缆、车辆检测器、气象检测器、可变情报板、可变限速板、可变标志牌、可调摄像机、电动封道栏杆、交通信息电台及供电设施等。
（2）机房设施有：主控台、监视器、大屏投影、服务器、计算机终端、光端机、供电设施及系统管理软件等。
（3）应急电话：每2km设置1对，通过有线或无线传输至控制中心，有线主要通过高速公路专用通信网的电缆和光缆传输，无线则通过公众移动通信网（GSM）传输。
（4）车辆检测器：采用环形检测线圈形式和压电电缆，巴黎环城快速公路每500米设置1组，高速公路每2km、20km或20km以上设置1组，主要用于检测车流量、平均速度、占有率、车头间距及轴数、轴重等。
（5）气象检测器：主要用于检测特殊路段的雨、雾、雪及冰冻情况，并将有关信息传输到控制中心，由控制中心通过可变情报板、交通电台及可变限速板发布警告和控制信息。
（6）可变情报板：通常设置于高速公路分岔口的事故多发地段的前方，一般每20 km设置1块，是调节交通量和指挥高速公路交通非常重要的信息发布载体，用于发布以下有关信息：前方道路交通状况，如堵塞、拥挤、正常、事故、施工等；雨、雾、雪及冰冻等恶劣气象条件下的警示信息；在上述道路交通情况下，到达另一条高速公路的时间及交通流向调控；正常情况下显示时间，做时钟用。
（7）可变限速板和可变标志牌：特殊情况下，用于显示限速、前方施工和事故标志信息。
（8）可调摄像机：通常设置于高速公路互通立交区、隧道、弯道及事故多发地段等，焦距、方向可调。
（9）交通信息电台：高速公路专用电台，用于播发交通信息和播放音乐。
（10）系统管理软件：由业主委托专业软件公司开发编制，用于整个系统的数据采集、处理、计算和存储，并发布控制指令和信息。
（11）供电设施：主要有市电、太阳能电池、蓄电池和汽、柴油发电机等。
高速公路安装交通管理系统后，提高了高速公路网的安全性和通行能力，使交通事故造成的损失减少了20%。由于及时的信息提供，增加了驾驶人员的安全感。
（12）高速公路设有完善的服务设施，每10～20 km设休息区，每40～50 km设服务区。休息区有公用电话、公厕、停车场、休息场所等，为司乘人员提供临时休息场地。服务区设有加油站、餐饮、住宿、公用电话、小卖部、公厕及停车场等，为司乘人员提供各类服务。
（13）运输站场：汽车运输站场包括汽车客运站和货运站两种类型。其中货运站又可分为集运站（或集送站）、分货站和中继站等几类。集运（送）站是集结货物或分送货物的场站；分货站是将货物按要求分开，并进行配送的场站；中继站是供长途货运驾驶员及随车人员中途休整的场站。
2.2.3 运输车辆
公路所使用的汽车大致分3类：客车、载货汽车、专用运输车辆。客车又可分为小客车（如轿车、吉普车等）和大客车等；货车按其载重量可分为轻型、中型和重型3种。货物运输又可分为特种货物运输、零担货物运输、集装箱运输等。
汽车货物运输专用车辆主要包括：
● 自卸车，带有液压卸车机构；
● 散粮车，带有进粮口、卸粮口；
● 厢式车，即标准的挂车或货车，货厢封闭；
● 敞车，即挂车顶部敞开，可装载高低不等的货物；
● 平板车，即挂车无顶也无侧厢板，主要用于运输钢材和集装箱等货物；
● 罐式挂车，用于运输流体类货物；
● 冷藏车，用于运输需控制温度的货物；
● 高栏板车，其车厢底架凹陷或车厢特别高以增大车厢容积；
● 特种车，其车体设计独特，用来运输像液化气那样的货物或是小汽车。
下面重点介绍集装箱牵引车与半挂车。
1.牵引车的分类
牵引车俗称拖车，是一种有动力而无装载空间的车辆，是专门用来牵引挂车的运输工具，挂车是无动力但有装载空间的车辆。二者结合在一起组成汽车列车进行货物运输。挂车分为全挂车和半挂车两种。
牵引车有许多种分类法，如按司机室的形式，按驱动形式，按拖带挂车的方式以及按用途等分类。
（1）按司机室的形式分类。牵引车按司机室的形式可分为平头式和长头式两种。
① 平头式牵引车如图2.1（a）所示。其优点是司机室短，视线好；轴距和车身短，转弯半径小。缺点是由于发动机直接布置在司机座位下面，司机受到机器振动影响，舒适感较差。
② 长头式（又称凸头式）牵引车如图2.1（b）所示。这种牵引的发动机和前轮布置在司机室的前面。其优点是司机舒适感较好；撞车时，司机较为安全；开启发动机罩修理发动机较方便。缺点是：司机室较长，因而整个车身长，回转半径较大。
图2.1 集装箱牵引车
由于各国对公路、桥梁和涵洞的尺寸有严格的规定，车身短的平头式牵引车应用日益增加。
（2）按拖带挂车的方式分类。牵引车按拖带挂车的方式可分为下列几种。
① 半拖挂方式：如图2.2（a）所示，它是用牵引车来拖带半截集装箱的挂车。由图可见，集装箱的重量由牵引车和挂车的车轴共同分担，故轴的压力小；另外由于后车轴承受了部分集装的重量，故能得到较大的驱动力；这种拖挂车的全长较短，便于倒车和转向，安全可靠；挂车前端的底部装有支腿，便于甩挂运输。
② 全拖挂方式：如图2.2（b）所示，它是通过牵引力杆架与挂车连接，牵引车本身可作为普通载重货车使用。挂车亦可用支腿单独支承。全拖挂车是仅次于半拖挂车的一种常用的拖带方式，操作比半拖挂车困难。
③ 双联拖挂方式：如图2.2（c）所示，它是在半拖挂方式后面再加上一个全挂车，实际上它是牵引拖带两节底盘车。这种拖挂方式在高速行进时，后面一节挂车会摆动前进，后退时操纵性能不好，故目前应用不广泛。
图2.2 集装箱牵引车拖带挂车的方式
（3）按驱动形式分类。目前广泛使用的半挂牵引车多为4×2与6×4形式的。其鞍座允许的载重量有较大的区别，对于后轴允许载重量为10t级的4×2牵引车，鞍座允许载重量为12～12.5t；对于后轴载重量为10t级的6×4牵引车，鞍座最大载重量为18t左右；对于后轴载重量为13t级的6×4牵引车，鞍座最大载重量为24～26t。
（4）按用途分类。
① 高速牵引车：用于牵引厢式半挂车、平板式半挂车和集装箱半挂车。主要适合于高速长距离行驶，一般配置功率大的发动机。
② 运输重型货物用牵引车：用来牵引阶梯式半挂车、凹梁式半挂车，它具有牵引载重量和被牵引的总重量都很大的特点。为了增大牵引力，驱动轴多为二轴，其最高车速比高速牵引车稍低，最高速度（满载）约为60km/h。
③ 场地用牵引车：用于码头堆场和其他集装箱集散地的短距离运输。其特点是：行驶速度较低，牵引力大，机动性的可操纵性较好，摘挂车较为方便，具有可靠的变速机构和制动器等。
2.半挂牵引车的改装
半挂牵引车是用于牵引半挂车的汽车，如图2.3所示。其结构与普通载货汽车的区别是车架上无货厢，而装有鞍式牵引座（又称第五轮联结器），通过鞍式牵引座承受半挂车的部分载重量，并且锁住牵引销，带动半挂车行驶。
图2.3 半挂牵引车
半挂牵引车一般是在载货汽车底盘的基础上，选取合适的后桥主传动比，缩短轴距，并在车架上配置鞍式牵引座改装而成的。
3.半挂车
半挂车与牵引车连接后具有很好的整体性，广泛应用于各种货物运输中，除通用半挂车外，还有平板车、厢式车、自卸车、冷藏保温车、集装箱专用车、集装箱与散装货两用车、液罐车、粉状散装车、牲畜家禽车、预制件车等。
近年来，半挂车发展很快，主要是因为半挂车运输经济效益好。另外，半挂汽车列车是“甩挂运输”（用一辆牵引车轮流牵引多辆半挂车，以达到高效率的运输），“区段运输”（半挂汽车列车到达指定区段站，半挂车换上另外牵引车牵引继续向目的地行驶，而此牵引车牵引其他半挂车返回原地），“滚装运输”（集装箱半挂车直接装船及卸下运输）的最好车型。
值得强调的是，目前所有国家的集装箱公路运输绝大部分采用半挂列车。半挂列车类的集装箱半挂车如图2.4所示。
图2.4 半挂组合汽车列车
半挂车的分类如下。
（1）按车轴的配置分类。半挂车的装载质量主要取决于轮胎、车轮部分的变化，按由轻到重，由1轴到4轴排列分类，如图2.5所示，分别为1轴、2轴、3轴、4轴型半挂车。
图2.5 半挂车按轴分类示意图
（2）按结构形式分类。
① 平板式半挂车：整个货台是平直的，且在车轮上，适于运输钢材、木材及大型设备，如图2.6（a）所示。
② 阶梯式半挂车：半挂车车架呈阶梯形，货台平面在鹅颈上端形成第二货台平面。由于阶梯式结构货台主平面降低，从而适合运输各种大型设备、钢材等，如图2.6（b）所示。
③ 凹梁式半挂车：其货台平面呈凹形，具有最低的承载平面，如图2.6（c）所示。凹型货台平面离地高度一般根据用户要求确定，适合超高货物的运输。
④ 厢式半挂车：以上述半挂车底盘为基础，还可以改制成各种专用半挂车，例如图2.6（d）所示的厢式半挂车。
⑤ 对专门运输长货物用的半挂车，其货台分前、后两部分，中间可用一根牵引杆贯穿（辕杆式），如图2.6（e）所示，也可用货物自身连接（分离式）。
图2.6 半挂车按结构形式分类
半挂车的配置受集装箱的规格尺寸、额定总重量以及运量、运距的影响。按照ISO/TC 104委员会的标准规定，集装箱的宽度均为8英尺（1英尺≈0.305米）；高度有8英尺、8.5英尺、小于8英尺、9.5英尺4种，以8.5英尺为主；长度有40英尺、30英尺、20英尺、10英尺4种，主要是40英尺和20英尺两种。半挂车的结构以阶梯式和平板式为主，例如运输9.5英尺高集装箱，则需采用凹梁式半挂车。40英尺集装箱的额定总重量为39.48t，20英尺箱为24t。由于集装箱每次装载各类商品的单位容重不同，包装尺寸也不同，故货物装箱后集装箱的实际总重量是不相等的。如果集装箱车辆的吨位结构只按照集装箱的额定总重量来配置，必将由于重箱的实载率过低而出现亏吨现象。为了合理确定配置集装箱运输车的吨位结构，首先要对20英尺和40英尺集装箱的实际总重量进行统计分析，并将其划分成若干吨级档次，从中找出各档次之间的比例关系，以此作为配置车辆的依据。所谓合理配置车辆，是指在某段时期内的相对合理，因为集装箱实际总重量的吨级比例是随进出口商品结构的变化而变化的，业务人员可根据这种变化，对所配置车辆的吨位结构比例做必要的调整。
集装箱运量和运距是确定所需运输车辆的数量和结构形式的重要依据。当集装箱运量不大时，为提高车辆的利用率，宜采用平板式箱货两用型车辆；当集装箱运量较大，箱源比较集中时，宜采用阶梯式集装箱专用车辆。合理运距与公路技术等级、企业经营管理水平和箱内货物的价值有关。中国接运国际集装箱公路合理运距为，二级和三级公路：200～300km；一级和高速公路：300～500km。车辆的持续行驶里程一般都在400～600km。
2.2.4 运输场站设施
1.货运站
公路运输货运站的主要功能包括货物的组织与承运、中转货物的保管、货物的交付、货物的装卸以及运输车辆的停放、保修等内容。简易的货运站点，则仅有供运输车辆停靠与货物装卸的场地。
公路货运站又可分为汽车零担站、零担中转站、集装箱货运中转站等。零担货运站一般是按照年工作量（即零担货物吞吐量）划分等级的，年货物吞吐量在6万吨以上的为一级站；年货物吞吐量在2万～6万吨的为二级站；年货物吞吐量在2万吨以下的为三级站。零担货运站应配备零担站房、仓库、货棚、装卸车场、集装箱堆场、停车场及维修车间、洗车台、材料库等生产辅助设施。集装箱货运中转站应配备拆装库、高站台、拆装箱作业区、业务（商务及调度）用房、装卸机械与车辆等。
2.停车场
停车场（库）的主要功能是停放与保管运输车辆。现代化的大型停车场还具有车辆维修、加油等功能。
停车场内的平面布置要方便运输车辆驶入、驶出和进行各类维护作业，多层车库或地下车库还需设有斜道或升降机等，以便车辆进出。