为实现交通强国的总目标,国家交通网络快速向高纬度、高海拔边疆及贫困地区覆盖,在建及拟建高纬度、高海拔寒区高速公路隧道数量日益增多。鉴于寒区隧道防寒保温设计方案尚不完善,寒区螺旋隧道温度场时空分布规律尚不明晰,交通对寒区公路隧道保温设计影响研究几乎空白的现状,本论文依托于延崇高速河北段金家庄特长螺旋隧道工程,综合运用理论推导、现场测试、数值计算等方法,开展了交通因素对寒区螺旋隧道温度场影响及保温设计研究。探究了螺旋隧道曲率半径,公路交通因素对分离式寒区高速公路温度场及保温设防的影响,主要成果及研究结论如下:(1)现场测试结果表明:洞外气象、洞壁空气温度、衬砌围岩温度时程变化规律符合正弦函数特征;正弦函数拟合结果显示,随着进洞深度增大,洞壁空气及相同径向深度围岩温度函数平均温度变大,振幅变小;同一测试断面随测点径向深度增大,围岩温度函数平均温度增大,振幅变小。(2)在相同边界条件下,计算不同曲率半径螺旋隧道速度场及温度场时空变化规律,对比分析发现:沿水平线上各测点速度呈倒“U”形分布,直线隧道为对称倒“U”形,螺旋隧道出现峰值位置向螺旋隧道外径方向偏移现象,且螺旋曲率越大,偏移越严重。(3)同一断面左右两侧速度的不对称导致螺旋隧道外径侧换热速率大于内径侧,最终导致螺旋隧道外径方向围岩衬砌温度低于隧道内径一侧,且低于同等条件下直线隧道。所以螺旋隧道几何条件对温度场分布不利,在保温设计过程中应对此做出相应修正。(4)根据调研及现场实测,总结了典型日公路交通流量及隧址区冬季日气象温度时态变化特征,公路交通流量为“两峰一谷”的“双驼峰”型,气象温度为“单峰型”。通过udf对二者拟合函数编译加载实现考虑车流通风及洞口气温变化的流固耦合计算模型建立。(5)进行了交通流量、交通车速、交通高峰时间段等交通因素对隧道温度场分布影响瞬态计算分析,结果表明:公路交通流量及交通高峰时段对温度场影响较大,螺旋隧道外径一侧温度场受到交通因素的影响程度与直线隧道相近,且较螺旋隧道内径一侧大。(6)基于分离式寒区高速公路隧道温度场的非对成性,初步探究了一种依据车流驶入或驶出,洞口主导风向吹入或吹出将隧道洞口分为四类的非对称保温长度计算方法。