張 恩，李成琳

（上海城建養(yǎng)護(hù)管理有限公司，上海市200063）

0 前言

目前，國內(nèi)的高速公路在投入使用以后，往往不久就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的早期破壞現(xiàn)象，雖然有相當(dāng)一部分是由于材料設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量問題導(dǎo)致的，但調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，很多的早期破壞現(xiàn)象與路面重載交通有密切關(guān)系。有些路段往往通車以后的二三年內(nèi)其交通量水平就已經(jīng)達(dá)到甚至超過了其設(shè)計(jì)的總交通量。本文以一個(gè)具有嚴(yán)重早期車轍的道路為例，調(diào)查了其交通量，并通過計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)分析了重載交通的影響。

1 交通量調(diào)查與計(jì)算

選擇國內(nèi)某高速公路，進(jìn)行了24 h的交通量調(diào)查，其交通量調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 交通量日調(diào)查結(jié)果

以右幅交通量作為計(jì)算分析依據(jù)，不考慮客車和小貨車交通量。分別計(jì)算單軸軸載為100 kN、150 kN、200 kN和250 kN情況下的等效標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)，在計(jì)算中不計(jì)單前軸的作用次數(shù)。軸數(shù)系數(shù)：根據(jù)規(guī)范，對(duì)雙軸取2.2、對(duì)三軸取3.4；輪組系數(shù)：單后軸單輪取6.4；車道系數(shù)取為0.4。從而可以計(jì)算行車道上日標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。采用公式進(jìn)行軸載換算，將不同單軸軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的數(shù)量（見表2）。

表2 總的等效單軸作用次數(shù)

從表2可以看出，超載對(duì)路面的影響很大。當(dāng)單軸軸重為100 kN時(shí)，行車道日作用次數(shù)為2094，根據(jù)該路設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)為1400萬次，其使用壽命可以達(dá)到18 a；而當(dāng)軸重為150 kN時(shí)，其使用壽命減小為3.6 a；當(dāng)軸重為200 kN時(shí)，其使用壽命僅為1.1 a；當(dāng)軸重為250 kN時(shí)，僅半年就達(dá)到使用壽命了。

我國公路運(yùn)輸部門規(guī)定,單軸單輪、單軸雙輪、雙軸雙輪、三軸雙輪等軸型限重分別為60kN、100kN、180 kN、220 kN。該路右側(cè)路段過境交通量較大，貨車的超載比例較高。按照7月8日的車型組成比例，設(shè)定50%貨車為單軸重100 kN、30%為單軸重 150 kN、10%為單軸 200 kN、10%為單軸250 kN，則單日的行車道標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)為15753次，其使用壽命約為2.5 a。按照15 a的設(shè)計(jì)壽命來講，行車道的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)為8625萬次，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)的1400萬次。

2 超載對(duì)路面材料抗車轍能力的影響

交通量的急劇增加會(huì)大大降低路面的使用壽命，而超載不僅僅會(huì)影響路面的疲勞壽命，同時(shí)還對(duì)瀝青混合料本身的抗車轍能力具有很大的影響。根據(jù)調(diào)查，輪載與胎壓存在較好的線性相關(guān)關(guān)系，即輪載越大，胎壓也越高。因此，室內(nèi)可以根據(jù)實(shí)際的輪載得到相應(yīng)的胎壓，從而根據(jù)不同胎壓（接觸壓力）來分析混合料的動(dòng)穩(wěn)定度。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)分析，可以發(fā)現(xiàn)重載、高接觸壓力下極易導(dǎo)致早期過大的車轍。

圖1為室內(nèi)不同接觸壓力下的車轍試驗(yàn)結(jié)果。

從圖1可以看出，在重載和高接觸壓力下，原本具有合格抗車轍能力的瀝青混合料變?yōu)橥耆粷M足要求，當(dāng)接觸壓力從0.7 MPa增加到1.32 MPa時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度從接近1600降低到不到1000；當(dāng)接觸壓力持續(xù)增加到1.94 MPa時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度只有不到400。顯然，在接觸壓力提高的情況下，材料所提供的動(dòng)穩(wěn)定度數(shù)值已經(jīng)無法滿足要求。

3 超載對(duì)路面變形的影響

通過采用瀝青路面分析設(shè)備（APA），利用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型瀝青混凝土試件，測試其變形，進(jìn)而獲得對(duì)路面抗車轍能力的比較。

表3是室內(nèi)應(yīng)用APA試驗(yàn)對(duì)不同瀝青混合料進(jìn)行的車轍試驗(yàn)，可以看出，胎壓的增加會(huì)導(dǎo)致車轍量的大幅度增加。

表360℃時(shí)不同軸載作用下瀝青混合料的車轍深度

從表2中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，采用中粒式的瀝青混凝土具有最佳的抵抗輪壓增加的能力，粗粒式和細(xì)粒式的瀝青混凝土相對(duì)而言，對(duì)輪壓的適應(yīng)性均較差。

4 結(jié)論

通過上面的調(diào)查與試驗(yàn)分析，可以得出兩點(diǎn)結(jié)論：

（1）目前路面超載情況總體比較嚴(yán)重，一般使用3 a左右即達(dá)到其設(shè)計(jì)軸載作用次數(shù)。這就要求在道路設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)交通量的預(yù)測，并在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行考慮。

（2）瀝青混凝土材料在高輪胎壓力作用下，會(huì)很快失去抵抗高溫變形的能力，在道路中應(yīng)該嚴(yán)格控制超載、高胎壓的情況。