在大多数情况下，可逆行街道比整体街道更加适用。通常情况下，中心街道或是干道分支在交通高峰期将用于分流掌控最大交通流量方向的街道。标志，标记或者头顶信号均被用来提醒司机该道路是可逆的。洛杉机和芝加哥将该实践用于他们的一些最繁忙的交通干道上。
芝加哥，圣路易丝安娜将可逆行道路用于高速公路。在某些高速公路的中心，两侧各修有一条特殊道路，供一天中不同时段车辆逆行使用。因为在高速路上行驶速度很快，通常要使用头顶信号，配以可移动护拦来阻止车辆以错误的方向进入这些车道。
在许多城市里的 商用卡车行驶在以重型交通工具标准为依据设计的道路上。好的卡车道路可以帮助卡车避免来自其他交通工具的不必要的干扰。非商用交通工具允许使用卡车道，除非在一些特殊情况下高速公路线被设计成仅供卡车使用。
特殊公交线作为一种辅助运输方式正得到日益增长的关注。纳什维尔，新奥尔良以及费城在市中心都有类似车道供高峰时刻使用。
交通规则 交通工程程序包括停车，装载，转向，行人的通行以及车速等规则。一些交通规则必须供车辆通行的地方禁止停车。其它一些规则是关于那些竞争使用但缺乏控制的空间，诸如荷载，长短期停车问题。停车规则有时仅适用于高峰时刻的交通运行。然而，特别是在一些商务区，停车在任何时段均被禁止。
转向限制用于在高峰时期转向会带来交通堵塞或者在任何时刻会造成危险的转向。临时转向限制可以通过信号可改变的或永久性标志或交警来控制。
行人控制被广泛用于许多繁忙的十字路口。通常通过特定时段交通信号灯的交替变化来限制行人通行。这样就减少了行人干涉转向车辆的可能。并且通过告诉行人何时通行不安全来增强路人的安全性。在一些非常规的危险地段会使用一些设施，诸如链条或是篱笆来限制行人通行。此类事物控制设备通常在警告信号没有被给予充分的注意的情况下使用。
步行标志被广泛用于引导行人走人行横道。此类标志的安全性优点通常被认为是由于路人的群体行为而并非由该类标志本身的保护能力所带来的。
速度规则是其中被最广泛地用于交通技术的。这些规则建议机动车辆驾驶员以及交警将行驶速度控制在通常条件下的安全范围内。当代车速区域的划分是以交通工具行驶速度的测量统计为基础，并以提高车流通行为目的设计的，而不是为了随意降低机动车的行驶速度。速度区域划分在美国比在欧洲更普遍使用，在欧洲许多国家的乡村高速公路通常没有限制最高时速。
交通控制设计 交通控制中的标志，标记信号通常随着技术的进步而改变。电脑和远程监视设备使得处理成千上万比特的交通信息成为现实并用来帮助信号计时或者为机动车驾驶员提供可选择道路。
这些先进技术允许交通信号在城市中更广阔的范围内协调控制而不是仅仅局限于一条街道。大范围控制已在伦敦，格拉斯哥以及多伦多得到成功实现。以减少交通堵塞为目的的大区域交通信号协调控制同样具有普通信号灯在互相冲突的交通流中分享路权以及减少潜在事故发生的作用。
交通信号——用于为机动车驾驶员提供合适的通行道路。发出危险警告以及指导车辆的目的地，同样被大大改善了。大部分天然材料的改善源于技术的进步。
材料的进步已在全世界范围内体现在交通控制的设计标准上。特别重要的是交通工程师把“做标志”叫做“在高速公路沿途作记号”设计者需要仔细考虑路标的颜色，象征意义，以及不同标志的形状。这些国际惯例将导致其在美国使用时具有更大的象征意义。
诸如道路中心线以及道路边界线的步行标志会十分有利于指导司机行驶在他所期望的路上或是转弯。高架塑料标记作为一种耐久性材料在承受较大荷载压力的道路以及在雨天提
供更加视野方面正在被日益广泛应用。自从机动车驾驶员在现存标志帮助下更加经济地利了用道路空间后，步行标志作为一种从现存道路里走出来的方法正被大量使用。
实物设备的改善 大部分实物设备的改善，诸如道路渠化和交互式立体交叉再设计从根本上提高了现有道路的使用情况。道路渠化通常包括增设混凝土岛，为车辆通过复杂大型交叉区域设计出合适道路。同时提高通行效率和安全性等几个方面。道路交叉口再设计通常是针对消除道路瓶颈，例如狭窄路段或使用不便的转弯，或通过改善视野提高安全。
市中心的步行街设计正在越来越多地利用超市设计中的一些技术。商业街通常在商业比较发达的街道发展起来并行人通行，但在紧急情况下可供交通工具行驶。商业街周边通常要有停车点，例如Fresno,Pomona,Calif以及Kalamazoo,Mich.
其他减轻市中心交通拥塞的方法包括在城市边缘划分和运输停靠点想连的停车点。比如在克利夫兰和芝加哥就很常见。或是通过在市中心附近建成若干通向市中心的车辆停泊分流点。例如在圣路易丝安，密苏里州以及华盛顿特区。
为了解决市中心的卡车问题达拉斯在所有新建建筑下建成一套地下停车系统。为了将行人和车辆分开，明尼阿波利斯和伦敦创建了扩展行人天桥和第二道人行道。
第13课 地下空间的利用
全球城市化进程的加快将会对人类将来的生存方式产生重大影响。随着全球人口的增长以及更多国家要求提高生活水平，世界必须提供更多食物，能源以及矿物资源来维持此增长趋势。解决这一难题的办法有三大渠道复合而成：农业用地的保护从而得到更深入的利用；日益增长的全球城市人口；对保护和改善环境日益增长的关注，特别是关于全球气候变暖以及人口增长带来的影响。地下空间的利用，作为本章要描述的内容，将提供针对这些趋势的解决办法。
通过将特殊器材设备置于地下，城市地表可被更有效地利用，这样就可释放出空间供农业和娱乐使用。类似的，在陡峭的山坡上使用阶地掩土住宅会有助于在多山地区保护宝贵的可耕平地。利用地下空间也可以提高人们在人口高密集去的居住舒适度，改善生活质量。
一城市或当地水准，地下设施的利用正日益满足当今社会对于改善环境的需求。例如不论城市还是农村都需要提高运输，实用以及娱乐服务。世界上许多城市的交通堵塞问题已经处在满足人类基本生存需求的临界点上，并且在不破坏地表环境的基础上不增加新设施或是不重新规划现有土地及周边地带上的建筑的基础上想要解决这一难题是十分困难的。
以世界上许多国家的国家水平，全球化的趋势导致对煤炭，石油，天然气的开采已达到更深的地层以下，触及更难以让人接受或是更敏感的区域。这些趋势同样导致针对能源繁衍存贮系统以及用于处理危险废料（包括化学，生物以及放射性废料）的国家设施设计的改善和提高，同样也改善了国家高速运输体系。所有这些发展均涉及地下工程。
用地压力
将设施置于地下是缓解由于世界人口增长所带来的城市化问题的一种有希望的办法。虽然世界平均人口密度并不大，但人口分布却极不均匀。世界人口密度图显示世界上大部分地方根本不适合居住。这些大方大部分是沙漠山区，或是极度严寒地带等人类不易居住区。
以中国为例，平均人口密度大概是每平方公里100人，但是10亿多的绝大部分人口居住在少于20%的国土上。这是那些可以提供粮食产品的肥沃土地。然而，由于人口增长和城市化，这些土地同样要被用于创建更广阔的运输系统，被用于工商业的发展，以及日益增长的住房需求。随着人口和经济的增长，农业用地减少，向城市人口运送食物和原材料的问题日益增长。据估计，到2000年，世界人口的70%将居住在城市。
同样的问题在日本也很明显，大约80%的土地是山区，90%的人口居住在海边平原经济发展集中在几个相关的经济中心。平原通常是最肥沃的土地，从历史上看也是人类的定居地。其他附加于人口密度的因素包括：传统低层的建筑模式，而且日本法律规定必须建造靠
近阳光的坚固的维护设施。同样，为了保护家庭粮食生产能力，日本政府保护农业用地。这些历史，政策因素导致大量商业，个人向经济中心移民造成了巨大的土地使用压力。结果是市中心土地价格惊人昂贵（高达50万美圆/平米）并且很难为人们提供住房，交通，设施服务。普通公司雇员无法承担住在他们工作的市中心附近而不得不搭乘公汽单程花1.2个小时从他们负担的起的住处到公司。为了为日益扩大的大城市区域提供服务，市政当局必须升级道路并且兴建新的交通线和设施。东京市中心的土地价格如此昂贵以至于用于购买土地的花费可能会占到工程总花费的95%。
土地使用压力和由于高土地使用价格带来的相关经济影响使得对地下空间的潜在利用的研究变得相当有趣。当地表土地已被利用殆尽，地下空间将变成可开发的区域之一。这为不需深度破坏地表环境而附加需要设备提供了一种可能。虽然没有高额地价，但是建造地下设施的高额花费将是地下空间利用的一大拦路虎。因为地下设施不具有经济竞争力，因此在考虑建造前必须在美学，环境或者是社会效应方面给予综合评估，除非是一些有特殊标志性意义的设施否则将会造成现阶段国家无法承担或是很勉强承担的奢侈浪费。
地下空间规划
对地下空间利用的有效规划是发展地下设施的前奏。这个计划必须是为长远考虑的，并根据人们理想的工作和居住环境重构城市建筑格局。如果地下空间开发可以提供最具价值的长期效益，那么对这些资源的有效计划就应得以实施。不幸的是，在世界范围内，靠公众权力来开发近地表空间已经太迟了。紊乱的设施网络司空见惯归咎于缺乏协调以及使用设施的历史性变革以及交通系统的发展。
地下空间具有如此特征导致要做一个好的规则需要特别注意一些问题
1. 一旦开始地下开挖，土地将被永久改变。地下建筑不象表面建筑那样容易拆掉。 2. 开挖一片地下空间需要一大片土地作为开挖加固区。 3. 土地的地理构成极大地影响了地下设施的种类，形式以及开销。但现有关于地表建筑的知识仅有很有限的内容与此相关，因此需要查阅钻探资料和以前的记录。
4. 大型地下工程需要大量调查，涉及更大的建造问题，工期拖延以及预算超支等风险。
5. 传统规则技术主要侧重于对于城市地形区域的二维描述。这基本上仅适合地表及上部结构但并不适合建造在处于复杂三维地理环境中的地下结构。用同一种模式来描述这种三维信息并立刻反映到规则评估中是件非常困难的事
例如，在东京，第一条地铁（Ginza线）是在现存地表层设施下作为一个影子工程线路（10m深）建成的。随着填加更多的地铁线，在更深土层中才会发现比较规整的区域。在东京，新的KeiyoJR线深达40m。一条从Marunouchi到Shinjuku的高速干线已被设计到50m深。作为比较在伦敦最深的设施大约70m深，其主要复杂部分以及排水设施至少超过25m综合日益增长的需要，有一个事实就是这类新型运输服务（例如日本的新干线子弹头列车或是法国的TGV）通常需要大量交叉隧道，笔直的队列以及平坦性。如果地下空间不是此类用途，那么城市下面将会产生非常无效率的布局。
环境利益
另一个利用地下空间的主要策略是全球日益增长的对环境问题的关注，并导致人们重新考虑城市的将来和工业的发展。在关注维持生态平衡和环境恶化以及全球有限的自然资源要考虑以下几个问题：
1. 日益增长的能源消费量相对于满足将来需求的有限矿物燃料的贮备 2. 由于燃烧矿物燃料对全球气候带来的影响 3. 工业副产品对环境的污染
4. 对于工业生产及军事演习产生的危险废物的安全处置
在提高经济增长保持工业模式的同时保护环境，延长地球上资源的寿命即使不是一个不可能的问题也是一个很复杂的问题。无论如何，高生活标准和高国内生产总值（GDP）不需要和资源的消耗和环境的恶化程度成比例。
地下空间的利用能从几种途径解决环境/资源的窘境。地下设施以其自身特点成为一种典型的储能设施。更重要的是，通过地下空间的利用，城市人口密度会提高但对环境的影响会减少。相对于保护绿地及耕地等的明显好处，附加于此的好处是------有充分证据显示高城市密度可以减少矿物燃料的消耗。
将来地下空间的发展
虽然在全世界范围内现有的地下设施为将来地下空间的发展提供了一些范例，但他们都在尺寸上，用途上或者对于城市整体环境缺乏考虑。作为更佳细致规划和研究的补充，未来的规划者和设计者已提出对大范围地下结构甚至从整个城市的角度综合考核，将是非常有用的。
90年代地理——一个1990年4月在日本举行的研讨博览会，主要是一个关于日本地下工业情况的论坛。一大堆关于地下的概念展示出来——从典型的运输使用设施到展望中的用于灾难时刻保护通讯网络的地下走廊。这类走廊对于在城市地铁站和中心生产去附近以及市区外安置地点间运送废弃物和能源也十分有效。这一点不仅缓解了堵塞而且提供了更加有效的能源衍生和废物循环。这些概念都是针对城市建筑的升级，将最终导致地表形成更开阔的空间以及更高效更吸引人的全局环境。
当展望将来城市建设时，地下建筑会成为主要因素——这是建筑师Paolo Soleri在过去30年的幻想杰作。在科幻小说里，未来城市常被描绘成自我供养的，气候可控制的单位，且常常位于地下以避免来自危险或环境污染等因素的侵袭。在这种情况下，地球上的地下城市略不同于以月球或其他孤立环境为基础创建的城市。
第14课 如何开挖隧道
在一条隧道的大致方向定下来之后，下一步就是调查隧道沿途地层的钻孔资料并获取具体的地层信息。隧道长度和横断面通常由其用途决定，但是其形状必须设计成对内外荷载产生最佳抗力的形式。通常会选择圆形或近似的圆形。
在非常坚硬的岩石中，通常采用钻机和爆破开挖。在软弱到中硬岩石，采用隧道挖掘机是典型的开挖方式。在软弱土层，通常采用盾构和挤压软弱土质的方式向前推进。在所有岩石或土层的开挖方式中，淤泥土要被收集起来运出隧道。在开挖水下隧道时，要采用盾构向前推进。另一种开挖水下隧道的方法是将深管放入河底或水中其他位置的已开挖的深沟中。
硬岩隧道
穿过硬岩石短隧道仅从入口开挖，但是较长的隧道通常是从一个或几个地方同时开挖。有些长隧道是在平行于主隧道开挖的小型导洞辅助下建造的。导洞与主隧道之间每隔一段距离由横巷连通。导洞不仅是通道的附属设施也是运土，通风，排水的通路。
另一种方法是采用正台阶开掘系统，以前被用于大型隧道因为它仅要求更少的火药并且允许同时钻孔和运土（转移开挖材料）上部隧道导向下部——这就叫做阶地，一部分独立的施工人员就可以在上部钻孔的同时在下部运土。
随着隧道开挖方法的改善和机械化，以前仅用于小型隧道的全面施工方法，也开始普遍用于修建大型隧道。这种改变部分原因是隧道钻车——一种装有大量岩石钻头的可移动平台的引进。利用这种设备，一大片隧洞面可同时钻探。全面施工法已变成最普遍最迅速的开挖隧道方法。
软土层隧道
有一些隧道是全部或绝大部分穿越软土层。在很软的土层中很少甚至不需要爆破，因为土质非常容易开挖。
一开始，超前伸梁掘进法是在软弱土层中建造隧道的唯一方法。超前掘进伸梁是一块大约5英尺（1.5m）长并且前端被锐化成一点的重重的厚板。他们被插入隧道表面的支撑柱的顶层水平条内。然后超前伸梁向外倾斜钻入土层表面，在所有顶层杆被插入一半深度后，一根木料被交叉放置在它们的外露端来抵抗所有的外部应变。伸梁就这样提供了一种可以伸缩的坑道支撑，表面在其下伸出来。当杆的末端伸到后，再添加新的木材，伸梁被插入土中供隧道下一节使用。
压缩空气的使用简化了软土中的施工。首先建成一个空气锁，人和设备通过它进出，在开挖过程中，足够的空气压力来维持坑道表面的坚固直至木材或其他支撑设施树起来。
另一种发展是以铸铁或钢铁圆盘嵌固隧道四周其后以水压力盾构支撑。这种铁盘在施工过程中为隧道提供了足够的支撑力，同样为施工人员提供了足够的施工空间。
水下隧道
施工最困难的隧道是在一条河的下面一定深度处或水域其他部分中开挖隧道。在这种情况下，水会通过可渗透材料或裂缝渗出，影响了在上部水压力作用下的隧道施工进度。当隧道穿越粘稠土质时，水的流量也许会小到用水泵就可以抽干。在更大渗透性的土壤中，必须使用压缩空气来排水。所需空气压力随隧道距离表层的距离增加而增加。
实践证明，圆形盾构抵抗软土压力是最有效的，所以大多数盾构掘进的隧道都是圆形的。盾构曾经是由钢盘和角撑组成，再加上前端一个很重的支撑隔层。前端隔层有许多开的门以便工人可以在盾构前部开挖。在进一步的改进中，盾构向河床的粉质粘土中灌浆，通过这种方式将软弱土质从门里挤压进隧道，再从隧道将土运出。柱状的盾构壳可以在隔层前伸长好几尺以提供一个剪切面。后面的部分被称为尾巴向后伸展好几尺来保护施工工人。在大型的盾构机械中，一个起重臂被用在盾构的尾部延隧道四周来代替金属支撑段。
盾构向前移动的阻力可能超过1000磅/平方尺（4880公斤/平方米）。液压千斤顶被用来克服这个阻力推动盾构向前，它能在盾构外侧提供每平方尺5000磅压力（24，500公斤/平方米）
盾构可以通过各种起重机左右上下调整，以适应隧道左右上下的方向。千斤顶延隧道线向每一段向前的装炉内挤浆。整个循环过程是向前推进，定线，运土，然后另一段向前推进。1955年用于纽约市林肯隧道第三段的盾构长18尺（5.5米）直径31.5尺（9.6米）。每次向前推进32英寸（81.2cm），在其后制作一个32英寸的支撑环。
铸铁段通常被用在这样的盾构后面。它们被立起来并在短时间内熔为一体以提供强度和防水。在林肯隧道的第三节，每段7尺（2m）长，32英寸（81cm）宽，14英寸（35.5cm）厚，重大约1.5吨。这些段由14个小片段环熔合在一起。这种熔合的加紧先由手工后由机器完成。一旦它们就位，这些片段被旱在一起以保证永久性防水。
水下隧道
当河床心土很坚固并且河水水量当前不是很充足的时候，岸边制造的隧道段可以拉到一个河床中已经准备好的壕沟里并沉入水底以形成一个水下隧道。第一个主要的预制漂浮式沉管隧道是位于安大略省的底特律和Windsor之间的底特律河隧道。这条运输隧道建于
1906-1910年。第二条类似方法建成的主要运输隧道是Posey隧道，竣工于1928年。它位于加州的奥克兰和Alameda之间的一条咸水河中。从那以后许多其他水底隧道被建于水下或是咸水区域中，特别是位于奥克兰和圣弗朗西思科的Transbay隧道。
柱状隧道段通常位于向河岸的场地并由钢铁制成。每段大约300尺（90m）长，28到48尺（8.5-14.6m）的半径。在每一段末端的开口处后面是用钢制挡水墙封口，管子准备成发射船的样式。节段一旦放入水中，将使用混凝土压载直到达到最小浮力。然后这个节段被拖到隧道指定位置。在每一个节段就位之前，挖泥船和水下挖掘机会为隧道挖出一个合适深度