高速公路旧路交通设施再利用技术研究硕士论文

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1、摘要随着我国高速公路改扩建工程进行的如火如荼，高速公路旧路交通设施再利用成为了改扩建工程中重要的研究课题。但由于缺乏相关技术规范、标准、施工指南，导致目前旧路交通设施再利用盲目地进行，因此在道路改扩建中如何合理的利用好旧路设施，对于降低改扩建成本、维持高速公路安全运营具有重要意义。护栏作为高速公路改扩建中重要项目之一，护栏的充分利用将为工程节约大量成本，本文以波形梁护栏再利用为例，详细阐述设施性能评估和再利用技术应用。依据实际工程易操作性和经济性，本文对护栏设施提出两级评估标准，初级评估主要是对护栏使用性能、护栏

2、事故及养护情况和护栏现场检测进行评估；护栏二级性能评估主要是对护栏材料性能指标和力学性能进行评估，初级评估是为力学性能评估基础，两次评估结果决定护栏能否再次利用。本文结合国内现有护栏改造技术，提出高度可调节护栏结构和V型内衬护栏补强结构，并利用LS-DYNA显式动力分析程序，建立车辆-护栏碰撞仿真实验模型，进行仿真模拟，证明两种结构护栏满足《高速公路护栏安全性能评价标准》（JTG/TF83-01–2004）中A级碰撞等级要求。最后介绍了其他交通设施的组成和相应规范，并结合国内现有研究，提出其他设施再利用原则和技术

3、，为其它设施再利用提供指南。关键词：交通设施；改扩建；护栏；评估标准；安全性能。第一章绪论1.1研究背景及意义近年来我国经济一直处于高速增长态势，GDP增长率均在10%左右，这极大地刺激了公路交通需求的快速增长，截至到2011年底，我们国家高速公路总通车里程己将近8.5万公里，仅次于美国8.87万公里，位居世界第二。但早期建成高速公路大部分按照双向四车道的标准设计的，现阶段已经不能满足日益增长的交通需求，而且一些高速公路服务水平己处于三级或三级以下，使高速公路速度快、运量大的优势无法得到发挥。如：京津塘高速公路交

4、通量年平均增长率达25.6%，沈大高速公路交通量年平均增长率达33.0%。而且作为国家公路主干线的高速公路，其中10.3%高速公路通车里程的使用年限己经在15年以上，48.2%高速公路通车里程的使用年限超过8年以上，因此随着交通需求的激增和高速公路役龄的增加，越来越多的地区都面临改扩建工程建设的强烈需求，因此十五、十一五期间，我国部分省、市、区已陆续开展了一些对高速公路的扩容改造建设工程，各地区尝试了多种模式扩展高速公路的交通容量和通行能力，如：对原高速公路局部线形指标和交通工程措施进行改善以提升运行速度；在不改

5、变原路基基本宽度的基础上尝试4车道改6车道、或6车道改8车道；对原路基进行加宽扩建以增加行车道；在原高速公路运输通道范围内新建平行高速公路复线道等。可以预见，随着我国经济社会的快速发展，高速公路改扩建工程建设将在我国今后交通基础设施建设领域持续相当长的高潮期。然而，高速公路扩建不同于新建，充分利用好旧路资源对于节约资源和成本作用重大，目前关于旧路路面的再利用问题的研究进行得如火如荼，并取得了丰硕成果和可观的经济效益；而关于旧路交通设施再利用问题的研究却很少。交通设施作为高速公路的重要组成部分，并占有很大比重，也应

6、该进行系统研究。高速公路交通设施再利用可以减少旧设施拆卸、运输、处理等过程产生费用，同时节约了新设施购买、运输、安装产生的费用，具有较好的经济效益。如从南京市城市道路改造中交通设施再利用的效益来看，仅几公里的道路改造中通过交通设施再利用就节约了500多万元建设成本。而高速公路交通设施完善，投资巨大，如果这些设施在改扩建中的到合理再利用，必将节约大量投资成本。如广韶高速公路K123+700~K150+998段对护栏设施进行再利用中，76km路段内直接节约材料费用254万元，节约21%的材料费。而目前高速公路旧路交通

7、工程设施的再利用很盲目，一方面，许多旧路的设施（安全设施、服务设施、环保设施、机电设施等）在改扩建时并未达到使用寿命，甚至性能完好，仍有再利用价值，但由于没有相关的技术规范、标准、施工技术，并受政策约束，导致许多交通设施未能充分再利用，而做了抛弃处理，不仅造成巨大浪费，也对环境造成一定破坏。另一方面，也有部分交通设施在改扩建时虽满足使用性能要求，但从全寿命周期角度考虑，可能会增加后期养护、管理成本，若扩建中再利用，将得不偿失。因此在道路改扩建中如何合理的利用好旧路设施，对于降低高速公路改扩建成本、维持高速公路安全

8、运营、促进交通事业的节能减排都具有重要意义。1.1国内外研究现状(写再利用方面的情况)1.1.1国外研究现状与发展趋势国外对于高速公路改扩建研究已经成熟，但是关于旧路资源再利用技术同样鲜有研究，然而国外有关高速公路交通设施的研究对于我国研究旧路资源再利用技术具有一定参考价值。（1）安全设施美国从1920年起就开始了对护栏的研究与使用，在理论分析和模拟实验的基础上，通过实车