【博士】螺旋展線在山區(qū)高速公路中的應用研究【2008】

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　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度： 2008年　　螺旋展線是為了將路線在局部地域集中地提高或降低某一高度，路線以同一轉(zhuǎn)向(順時針或逆時針)連續(xù)盤旋來延展距離克服高差，且前后路線上下交叉，相交路線以隧道或跨線橋形成分離式立體交叉的展線方式。螺旋展線一般多在山脊利用山包盤旋，以早橋或隧道跨線；也有在峽谷內(nèi)，路線就地迂回，建橋跨溝跨線。因螺旋展線需修建隧道或高橋、長橋，造價很高，在低等級公路中較少采用。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路向山區(qū)縱深延伸。當采用自然展線無法克服路線控制點間的高差時，因螺旋展線比回頭展線具有更好的線形條件和滿足山區(qū)高速公路線形指標的潛能，開始受到重視。同時，隨著橋梁和隧道建設水平的不斷提高，螺旋展線在山區(qū)高速公路布設中將發(fā)揮其獨特的價值。但螺旋展線在山區(qū)高速公路中的應用還處于探索階段，在山區(qū)高速公路選線中如何運用螺旋展線、把握技術指標、保障行車安全，需要進行深入研究。　　隨著高速公路建設經(jīng)驗的逐步積累，人們對公路“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的認識逐步深入。本文首先定義了螺旋展線的概念，歸納出了螺旋展線的特征，分析了適合螺旋展線的有利地形，并將螺旋展線與自然展線和回頭展線進行比較，從技術性、安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性等方面論證了螺旋展線在山區(qū)高速公路中的可行性。　　根據(jù)高速公路螺旋展線的線形特點，即平面線形以連續(xù)的小半徑曲線為主，縱斷面線形為縱坡較大的單向上下坡，研究了隧道外考慮夜間停車視距時的設計指標；隧道內(nèi)考慮視距、橫坡時的平曲線半徑；連續(xù)下坡路段的最大縱坡及坡長限制；單向連續(xù)上坡路段的縱斷面設計指標。這些指標對于高速公路螺旋展線具有指導意義?！　≡诖_定高速公路螺旋展線線形指標的基礎上，研究了螺旋展線的線形設計原則、步驟及線形設計方法，分析了分離式路基中平面設計線的位置、縱斷面設計高程線的位置、標準橫斷面橫坡、超高旋轉(zhuǎn)軸的位置、超高過渡方式、分幅和合幅點處的平縱面設計、分離式路基的總體設計、隧道洞口橫斷面的過渡等設計方法，對螺旋展線設計應注意的問題提出創(chuàng)造性建議?！　⊙芯苛藝鴥?nèi)外在線形安全評價方面的研究成果，對《指南》中的評價方法進行細化，對其不足進行補充。分析了螺旋展線路段的線形特點，確定了評價的主要車型，提出基于“速差”、“車型速差"和“速度梯度”的評價標準，提出了考慮橫斷面變化路段、長大彎坡路段、隧道路段的運行速度修證模型，使運行速度的評價方法能夠適用于螺旋展線路段，確保線形設計的連續(xù)性和一致性。　　從高速公路設計、施工、運營等各個階段提出了螺旋展線路段的安全保障措施。在設計階段，主要利用運行速度對道路線形進行安全性檢查評價，通過運行速度對線形平縱面指標、橫坡、視距進行檢查修正；設置路肩隆聲帶、線形誘導標、曲線外側(cè)的加強型護欄等措施減少交通事故；充分利用地形，設置避險車道和大型車輛冷卻站。在施工階段，要積極利用新工藝、新技術、新材料提高路面的摩擦系數(shù)。在運營階段，要加強交通安全管理，不斷完善交通安全設施，加強對超載、超速的管理，并對司機加強安全教育。　　

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