用户名: 密码: 验证码:
螺旋展线在山区高速公路中的应用研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
螺旋展线是为了将路线在局部地域集中地提高或降低某一高度,路线以同一转向(顺时针或逆时针)连续盘旋来延展距离克服高差,且前后路线上下交叉,相交路线以隧道或跨线桥形成分离式立体交叉的展线方式。螺旋展线一般多在山脊利用山包盘旋,以旱桥或隧道跨线;也有在峡谷内,路线就地迂回,建桥跨沟跨线。因螺旋展线需修建隧道或高桥、长桥,造价很高,在低等级公路中较少采用。随着社会经济的发展,高速公路向山区纵深延伸。当采用自然展线无法克服路线控制点间的高差时,因螺旋展线比回头展线具有更好的线形条件和满足山区高速公路线形指标的潜能,开始受到重视。同时,随着桥梁和隧道建设水平的不断提高,螺旋展线在山区高速公路布设中将发挥其独特的价值。但螺旋展线在山区高速公路中的应用还处于探索阶段,在山区高速公路选线中如何运用螺旋展线、把握技术指标、保障行车安全,需要进行深入研究。
     随着高速公路建设经验的逐步积累,人们对公路“安全、环保、舒适、和谐”的认识逐步深入。本文首先定义了螺旋展线的概念,归纳出了螺旋展线的特征,分析了适合螺旋展线的有利地形,并将螺旋展线与自然展线和回头展线进行比较,从技术性、安全性、经济性和环保性等方面论证了螺旋展线在山区高速公路中的可行性。
     根据高速公路螺旋展线的线形特点,即平面线形以连续的小半径曲线为主,纵断面线形为纵坡较大的单向上下坡,研究了隧道外考虑夜间停车视距时的设计指标;隧道内考虑视距、横坡时的平曲线半径;连续下坡路段的最大纵坡及坡长限制;单向连续上坡路段的纵断面设计指标。这些指标对于高速公路螺旋展线具有指导意义。
     在确定高速公路螺旋展线线形指标的基础上,研究了螺旋展线的线形设计原则、步骤及线形设计方法,分析了分离式路基中平面设计线的位置、纵断面设计高程线的位置、标准横断面横坡、超高旋转轴的位置、超高过渡方式、分幅和合幅点处的平纵面设计、分离式路基的总体设计、隧道洞口横断面的过渡等设计方法,对螺旋展线设计应注意的问题提出创造性建议。
     研究了国内外在线形安全评价方面的研究成果,对《指南》中的评价方法进行细化,对其不足进行补充。分析了螺旋展线路段的线形特点,确定了评价的主要车型,提出基于“速差”、“车型速差”和“速度梯度”的评价标准,提出了考虑横断面变化路段、长大弯坡路段、隧道路段的运行速度修正模型,使运行速度的评价方法能够适用于螺旋展线路段,确保线形设计的连续性和一致性。
     从高速公路设计、施工、运营等各个阶段提出了螺旋展线路段的安全保障措施。在设计阶段,主要利用运行速度对道路线形进行安全性检查评价,通过运行速度对线形平纵面指标、横坡、视距进行检查修正;设置路肩隆声带、线形诱导标、曲线外侧的加强型护栏等措施减少交通事故;充分利用地形,设置避险车道和大型车辆冷却站。在施工阶段,要积极利用新工艺、新技术、新材料提高路面的摩擦系数。在运营阶段,要加强交通安全管理,不断完善交通安全设施,加强对超载、超速的管理,并对司机加强安全教育。
Helix line development is a method for change the routes high degree of increase or decrease, the routes overcome the elevation difference to extend the distance to the same turning (clockwise or counterclockwise), and the upper and lower cross the road before and after, the intersection of routes interchange by the tunnel or Overpass Bridge. It spiral using of hill ridges by dry bridge or tunnel across lines; also in the valley, local circuitous route, the construction of a bridge across line. It is high cost because of tunnels or high bridge, Long Bridge; low grade highway is less used. As the development of social and economic, highway extend to the mountain depth. When using natural development unable to overcome the elevation difference between the control points, Helix line development begin to receive attention because it has better line conditions than back development and the potential of meet mountain highway alignment. At the same time, with the continuous enhancement of bridge and tunnel construction, Helix line development will play a unique value in Mountain Highway. But the application of helix line development in mountain highway is still in the exploratory stage, in the mountain highway route selection, it need for in-depth study in the use of Helix line development and its technical indicators to protect traffic safety.
     With the highway construction experience gradual accumulation, people’understanding gradually go deep into "safety, environmental protection, comfort, harmony". This paper defines the concept of Helix line development, concludes its features and favorable terrain, compares it with the natural and back development, demonstrate its feasibility in mountains highway from the technical, safety, economic and environmental.
     According to the highway helix line development characteristics that horizontal alignment is a continuous curve of the small radius and vertical section is mainly of the larger one-way slope, this paper works out the design indicators considering the night stopping sight distance out of the tunnel, the minimum radius considering the stopping sight distance and cross slope in the tunnel, the largest longitudinal slope and the slope length in consecutive downhill path, the design indicators of vertical section in one-way uphill section. These indicators have guiding significance in the helix line development.
     On the basis of determining highway helix line development indicators, this paper study its design principles, steps and method of linear, study the separate roadbed in design line location of horizontal curve, design line location of vertical curve, cross slope of standard cross-section, the location of superelevation rotational axis, the mode of superelevation transition, the horizontal and vertical design of the point in divided and incorporate roadway, the separation of roadbed collectivity design, the transition method of cross-sectional in the tunnel entrance.
     Researches the results of line safety evaluation at home and abroad, refined the evaluation methods in the "Guidelines for Safety Audit of Highway", complement its insufficiency. Analyses the line characteristics of helix line development, define the evaluation vehicle, put forward the evaluation criteria based on the "speed difference," "vehicle speed difference" and "velocity gradient", put forward the correction mode to consider changes in cross-sectional, long Bending Slope section and tunnel section. Theses results can be applied in the helix line development to ensure that the line design continuity and consistency.
     From the stage of design, construction and operation, the security measures of helix line development was put forward. At the design stage, operating speed is used to evaluate the line safety, to modify the horizontal and vertical route design indicators, cross slope and sight distance; to reduce traffic accidents by vocal shoulder belt, road alignment inducement mark, the strengthening guard rail out of the lateral curve, and other measures; take full advantage of the terrain, emergency escape lane and large vehicles cooling stations should be set up. During the construction phase, new technologies and new materials should be actively used to improved road friction coefficient. During the operational phase, we must strengthen safety management, and constantly improve the safety facilities, strengthen the management for overloading and over speeding, and enhance driver safety education.
引文
[1]赵永平,杨少伟,赵一飞.具有中央分隔带公路弯道外侧超车车道的视距研究.长安大学学报(自然科学版),2004,(5)31~34
    [2]赵永平,杨少伟,吴华金,赵一飞,潘兵宏.山区高速公路螺旋展线隧道内平曲线最小半径.长安大学学报(自然科学版),2007,(6)72~75
    [3]张雨化主编.公路勘测设计(第二版).北京:人民交通出版社, 1980,63~66
    [4]杨少伟,许金良,杨宏志.考虑平、纵、横三方面关系的横向加速度变化率.中国公路学报,1999, 10(4), 12~16
    [5]杨少伟,许金良,杨宏志,潘兵宏.横向加速度变化率在公路设计中的控制和评价.西安公路交通大学学报,2001, (1), 46~48
    [6] Baykal O.Concept of Lateral Change Of Acceleration·Journal of Surveying Engineering .ASCE ,1996,122(3)
    [7] Baykal O,Tari E ,Coskun Z,Sahin M.New Transition Curve Joining Two Straight Line .Journal of Transportation Engineering . ASCE,1997,123(5)
    [8]陈胜营,张剑飞,汪亚干.运行车速与道路设计.公路,1998, (11), 40~43
    [9]范振宇,张剑飞.运行车速概念及在我国线形设计中的应用研究.山西交通科技,2001,(2),8~10
    [10]崔洪军,魏连雨,朱敏清,王亮.公路平面设计中有关问题的探讨.中国公路学报,2002,(1),22~25
    [11]范振宇.公路运行车速测算模型的研究和标定.山西交通科技,2001,(6),1~3
    [12]赵永平,杨少伟,高速公路单向交通隧道内最大纵坡设计研究.现代隧道技术,2007,(7),44~47
    [13]安旗林,吴玉淘,张剑飞.车辆运行速度和成本模型的建立.公路,1995,(1),40~47
    [14]温学钧,杨屹东,方靖.高速公路运行速度研究.公路交通科技,2002,(1),80~82
    [15]杨少伟,许金良,李伟,陈军.路线设计中车辆行驶速度预测模型.长安大学学报(自然版),2003,(3),51~55
    [16]李伟.公路路线—汽车运行响应模型的研究.长安大学硕士学位论文,2002,4
    [17]石飞荣.山区高速公路纵坡设计.西安公路交通大学硕士学位论文,2000,6
    [18]石飞荣,杨少伟.山区高速公路车辆下行最大纵坡及坡长限制分析.交通运输工程学报,2001,(2),68~73
    [19]邹健.浅论道路线形设计对交通安全的影响及改善措施.公路,2002,(6),42~47
    [20]张映雪.道路平面线形对交通事故的影响.公路与汽运,2002,12(6),38~39
    [21]万国朝编译.公路设计特征的安全效果.公路,1995,(4),28~33
    [22]程文,郭忠印,孔令旗.路线线形与道路安全关系的研究.合肥工业大学学报(自然版),2002,(5),703~706
    [23]毛大德.从汽车行驶特性分析公路弯坡路段线形设计.公路与汽运,2001,4(2),28~30
    [24]徐宝龙,杨春东.道路条件与交通安全关系研究.河北工业大学成人教育学院学报,2001,9(3),18~21
    [25]陶久选.车速图分析道路线形的技术探讨.华东公路,1999,(2),26~28
    [26]梁夏,郭忠印,方守恩.道路线形与道路安全性关系的统计分析.同济大学学报,2002,(2),203~206
    [27]郑安文,牛倬民,郭健忠.高速公路道路因素与道路交通安全分析.武汉科技大学学报(自然版),2002,6(2),168~171
    [28]黄德义.试论高速公路路况与行车安全.交通科技,2001,(5),33~35
    [29]潘晓东.人体信息技术在道路交通环境与安全性评价中的应用.中国公路学报,2001,12(增刊),109~115
    [30]贺玉龙,刘小明,任福田,卢仲贤.高速公路直线段车辆运行状态的划分.公路,2002,(5),79~81
    [31]贺玉龙,卢仲贤,马国雄,刘小明,任福田.高速公路直线段车辆稳定运行速度模型.公路,2002,(10),99~103
    [32] [日]大冢胜美,木仓正美著,沈华春译.公路线形设计.北京:人民交通出版社,1981
    [33] [日]日本道路公团著.日本高速公路设计要领.西安:陕西旅游出版社,1991
    [34] Federal Highway Adminstration·Interactive Highway Safety Design Model(IHSDM)·Washington,D.C.1995
    [35]黄进,方守恩.交互式道路安全设计模型IHSDM与事故预测模型APM.交通与计算机,2002,(5),32~35
    [36] Federal Highway Adminstration·Safety Effectiveness of Highway Design Features·Washington ,D.C .1992
    [37] Leish J.E. and Leisch J.P.·New Concepts in Design Speed Application. In Transportation Research Record 631,TRB,Washington, D.C .1997
    [38] Lamm R.,Choueiri E.M.,Mailaender T.·Comparison of Operating Speed on Dry and Wet Pavement of Two Lane Rural Highway·Transportation Research Record 1280,TRB,Washington,D.C.1990
    [39]刘海青译.公路设计的计算行车速度.国外公路,1997,(4),41~46
    [40]陈胜营,汪亚干,张剑飞.公路设计指南.北京:人民交通出版社,2000
    [41] Federal Highway Administration·Speed Prediction for Two-Lane Rural Highway .August 2000
    [42] Krammes R.A.,Brackett R.A.,Horizontal Alinement Design Consistency for Rural Two-Lane Highway. FHWA, Washington, D.C. 1994
    [43] Kanelaidis G .,Golias J.,Efstathiadis S.·Driver's Speed Behaviour on Rural Road Curves·Traffic Engineering and Contral, London, Vol 31, No7/8, 1990
    [44]王广山.高速公路设计一致性评价模型研究.北京工业大学硕士学位论文,2000
    [45]李政.道路交通安全评价研究.长安大学硕士学位论文,2001
    [46]朱照宏,景天然.按公路线形确定行车速度和燃油消耗.同济大学学报,1989,17(4),427~435
    [47]郑安文,郭健忠.重视道路因素对道路交通安全的影响作用.武汉科技大学学报(自然版),2002,(1)
    [48]李建士.路线安全设计方法的研究与应用.长安大学硕士学位论文,2004
    [49] B.φ.巴布可夫著,景天然译.道路条件与交通安全.上海:同济大学出版社,1990
    [50]周荣贵.公路连续下坡路段的纵断面控制指标研究.公路. 2004,6,46~51
    [51]张廷楷.高速公路线形设计.上海:同济大学出版社,1997
    [52] Lamm R.,Guenthera.k.·Safety Module for Highway Geometry Design·Transportation Research Board,1995
    [53]刘开生.公路平面线形的连续性及评定方法.中国公路学报,1992,15(3),28~35
    [54] Hauer E. Observation Before-After Studies in Road Safety·Sydney:Avebury Technical,1997,163~175
    [55]田鲁泉.道路交通事故与路况关系研究.西安公路交通大学学报,1998(4),11~16
    [56] Hassan Y. , Gibreel G.·Evaluation of Highway Consistency and Safety : Pratical Application·Journal of Transportation Engineering,2000,126(3),193~201
    [57]景天然.交通事故与公路条件的关系.同济大学学报,1991,Vol.19(3),287~294
    [58]周伟,罗石贵.路段交通事故多发点的冲突判定方法.中国公路学报,2000,Vol.13(1),81~86
    [59] Lamm R.·Driving Dynamic Consideration: Comparison of Geman and American Friction Coefficient for Highway Design·Transportation Research Record,1982
    [60] Watanatada T. etal·Vehicle Speeds and Operating Costs, Model for Road Planning and Management .The Johns Hopkins University Press, Baltimore and London ,1987
    [61]景天然.公路线形使用质量评价系统.中国公路学报,1991,(3)
    [62] Abishai polus ,etal. Predicting Operating Speeds on Tangent Sections of Two-Lane Rural highways. Transportation Research Board ,Washington D.C.,January 2000
    [63]翟润平,周彤梅,安荷萍.高速公路限速控制研究·公安大学学报(自然版),2001,(6),34~38
    [64]中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003).北京:人民交通出版社,2004
    [65]中华人民共和国行业标准.公路路线设计规范(JTJ 011-94)·北京:人民交通出版社,1994
    [66]中华人民共和国交通部.公路工程基本建设项目设计文件编制办法.北京:人民交通出版社,1998
    [67]陈军.公路线形连续性设计方法的研究.长安大学硕士学位论文,2003
    [68]赵恩棠,刘希柏.道路交通安全.北京:人民交通出版社,1990
    [69] [美]美国各州公路与运输工作者协会.公路与城市道路几何设计.西安:西北工业大学出版社,1988
    [70]冯桂炎.公路设计交通安全审查手册.北京:人民交通出版社,2000
    [71]余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社,1999
    [72]周青国.汽车性能与使用技术.北京:人民交通出版社,1995
    [73]何景华.公路勘测设计.北京:人民交通出版社,1989
    [74]李毅.论驾驶员驾驶中的感觉意识.哈尔滨工业学院学报,2001,(5)
    [75]单博华.道路交通心理.北京:警官教育出版社,1993
    [76]杨少伟,石飞荣,慕慧,陈军.运行车速预测中的汽车换档.长安大学学报(自然版),2004,3(2),34~36
    [77]袁峻崎.汽车换档规律及作用.黑龙江矿业学院学报,1999,9(3),35~39
    [78]程秀生,张兵等.汽车驾驶模拟器换档工况最佳模式确定方法的研究.中国公路学报,1998,11(14),100~105
    [79]慕慧.山区公路分离式断面最大坡长的限制.长安大学硕士学位论文,2003
    [80] [德]汉斯·洛伦茨著,尹家骍,赵恩棠等译.公路线形与环境设计.北京:人民交通出版社,1985
    [81] [德]H-P威鲁麦特.车辆动力学模拟及其方法.北京:北京理工大学出版社,1998,90~140
    [82]陈信,袁修干.人-机-环境系统工程计算机仿真.北京:北京航空航天大学出版社,2001,116~145
    [83] AASHTO A Guide for Highway Landscape and Environmental Design. Washington D.C.,1970
    [84] Oregon Department of Transportation . Highway Design Manued. 2003
    [85]高速公路丛书.高速公路交通工程及沿线设施,北京:人民交通出版社,1999
    [86]高速公路丛书.高速公路规划与设计.北京:人民交通出版社,1998
    [87]高速公路丛书.高速公路立交工程.北京:人民交通出版社,2001
    [88]杨少伟.道路立体交叉规划与设计.北京:人民交通出版社,2000
    [89]中华人民共和国行业标准.高速公路交通安全设施设计及施工技术规范(JTJ074-94).北京:人民交通出版社,1994
    [90]邵海鹏.公路仿真系统中驾驶员模型的研究.长安大学硕士学位论文,2003
    [91]杨宏志.人车路与环境系统仿真构架及实施策略研究.长安大学博士学位论文,2003
    [92]罗江涛,刘小明,任福田.道路交通安全灰色评价方法研究.中国公路学报,1995,(4)
    [93]刘士奇,王剑平,张毓贤.公路交通安全评价指标体系探讨.北方交通大学学报,1994,(4)
    [94]罗石贵,周伟.道路交通事故多发点鉴定方法探讨.西安公路交通大学学报,1995,(增1刊)
    [95]孙家凤.高速公路平纵衔接区段安全预测体系.北京工业大学硕士学位论文,2002
    [96]陈永胜,高耀华.高速公路纵断面设计微观事故预测模型研究.公路交通科技,2001,4(2),5~8
    [97]陈永胜.高速公路安全设计基础理论及关键技术研究.北京工业大学博士学位论文,2001
    [98]陈永胜,刘小明.道路安全设计理论体系回顾与展望.北京工业大学学报,2001,27(1),1~3
    [99]杜博英,方守恩.车速降低与交通安全评价.山东交通科技,2002,(1)
    [100]陈荫三,严宝杰,王增贤.高等级公路安全保障体系的分析与评价.西安公路学院学报,1994,14(4),42~47
    [101]孙会元,孙黎,韦干全.公路车速限制与行车安全视距关系研究.公路,2002,(2),72~73
    [102]肖慎,过秀成,宋俊敏.公路交通事故黑点诊断技术研究.公路交通科技,2003,20(4),95~97
    [103]杨少伟.坡道上变速车道长度的修正.重庆交通学院学报,1997,(2),71~74
    [104]杨少伟,张振海,张乃苍,张建奇.公路互通式立交方案综合评价系统.西安公路交通大学学报,1997,17(4),1~4
    [105]黄淑琴.公路路线方案的多级综合模糊评价.中国公路学报,1997,16(3),37~44
    [106]雒应,彭申凯,张碧琴.高等级公路路线方案模糊综合评价法.西安公路交通大学学报,2000,20(1),52~54
    [107]郭文喜.道路线形经济性评价指标的研究.西安公路学院硕士学位论文,1987
    [108]沈斌才,江仕琴编著山区铁路选线中国铁道出版社1987年·北京
    [109]李唆利编公路路线北京:人民交通出版社,1977
    [110]张雨化主编.道路勘测设计.北京:人民交通出版社, 1997
    [111]殷瑞华,朱光仪.浅谈公路隧道线形的安全设计.公路2003年3月第3期140~142
    [112]杨少伟.可能速度与公路线形设计方法研究.长安大学博士学位论文,2004,10
    [113]杨少伟.道路勘测设计(第二版).北京:人民交通出版社,2004.6
    [114]吴华金.螺旋展线在高原山区高速公路中的应用.公路,2005,(4),86~90
    [115]中华人民共和国行业标准.公路隧道通风照明设计规范(JTJ 026.1-1999)·北京:人民交通出版社,2000
    [116]中华人民共和国行业标准.公路隧道设计规范(JTG D70-2004)·北京:人民交通出版社,2004
    [117]尹家骍,赵恩棠等译.公路线形与环境设计.北京:人们交通出版社,1984
    [118]郭微,廖向阳.山区高速公路分离式路基线形设计探讨.中外公路. 2002,(5)9~12
    [119]唐晓勇.浅谈高速公路中分离式路基的设计方法.贵州工业大学学报(自然科学版).2002,(2)85~87
    [120]王贺武,刘浩学,王生昌.隧道内路面坡度和车速对车辆烟雾排放量影响的研究公路交通科技2003年10月第5期152~154
    [121]陈先义,姚翔.关于山区高速公路线形设计的几个问题湖南交通科技2003年3月第1期6~8
    [122]吴国雄,王福建.公路平面线形曲线型设计方法.北京:人民交通出版社,2000.1
    [123]李玉文.公路隧道设计纵坡探讨公路
    [124]奚勇.山区高速公路路线设计有关问题的探讨华东公路2003年6月第3期51~54
    [125]杨华,童云深.螺旋展线在山区高速公路中的应用《中国水运》理论版2006,5
    [126]中华人民共和国国家标准(GB4785-1998)《.汽车和挂车外部照明及信号装置的安装规定》
    [127]中华人民共和国国家标准(GB7454-1987) .《机动车前照灯使用和光束调整的技术规定》
    [128]中华人民共和国国家标准(GB4599-1994) .《汽车前照灯配光性能》
    [129]中华人民共和国行业标准(JTJ 074-94).高速公路交通安全设施设计及施工技术规范.北京:人民交通出版社,1994
    [130]潘晓东.驾驶员心率和血压变动与山区公路曲线半径关系同济大学学报(自然科学版) 2005年7月
    [131]靳灿章.车速作为线形评价参数的敏感性分析河北工业大学学报2004年2月
    [132]中华人民共和国交通部.公路项目安全性评价指南.北京:人民交通出版社,2004年11月1日
    [133]交通部公路司.新理念公路设计指南.北京:人们交通出版社,2005年
    [134]肖润谋.发动机制动失效的坡长临界值计算.交通运输工程学报,2006,(4)122~126

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700