張守城 ，彭 磊 ，劉 璐 ，何 丹

（1.武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，湖北武漢 430023；2.武漢路源工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，湖北武漢 430056）

1 背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，貨運(yùn)和貨車需求量都在逐年增長(zhǎng)，重型貨車占民用貨車擁有量比重也在持續(xù)上升，從2002年的18.3%上升到2012年的24.9%，尤其是在大中城市的工礦企業(yè)、物流園區(qū)內(nèi)部及周邊道路，貨運(yùn)需求量大，重型貨車比例較高，重載交通特征明顯，導(dǎo)致路面軸載作用次數(shù)呈指數(shù)級(jí)[1，2]上升，嚴(yán)重削弱道路使用壽命。

為保證道路正常使用壽命，一方面需要治理車輛超載超限現(xiàn)象，另一方面還需要考慮“治超”的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性。在重載交通路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮超載對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響，適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)[3]。國(guó)內(nèi)科研院所[4，5]針對(duì)重載交通路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究工作，提出了適應(yīng)重載交通條件的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、軸載換算公式等，在山西、河北、山東等地高速公路修筑了大量的試驗(yàn)路段，上海、天津、長(zhǎng)沙等城市在部分道路中也設(shè)計(jì)了適應(yīng)重載交通的路面結(jié)構(gòu)[6]，取得了良好的效果。

武漢市作為全國(guó)重要的工業(yè)基地和商貿(mào)物流中心，貨運(yùn)量大，部分城市道路重載、超載車輛較多，路面屢修屢壞，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。為避免建設(shè)和養(yǎng)護(hù)資金的浪費(fèi)，需要針對(duì)武漢市城市道路重載交通分布及特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，以選擇合適的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2 重載貨運(yùn)源頭分布

重載貨運(yùn)源頭根據(jù)貨物的類型大致可以分為三類：一類是建設(shè)物資源頭，建設(shè)物資主要是指市政工程、建筑工地等大規(guī)模建設(shè)需要的建設(shè)材料及產(chǎn)生的建筑垃圾，如砂土、渣土、混凝土等，主要源頭分散在市內(nèi)砂石廠、建設(shè)工地、商品混凝土攪拌站等；二類是重工業(yè)物資源頭，重工業(yè)物資是指化工業(yè)、鋼鐵企業(yè)、大型機(jī)械等重工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)資料及產(chǎn)品，如鋼板、石油等，主要源頭包括武鋼、東風(fēng)、中石化等重工業(yè)企業(yè)；三類是物流中心，其物資種類較多，主要包括居民消費(fèi)品、工業(yè)生產(chǎn)資料等，主要源頭包括漢口北物流中心、吳家山貨運(yùn)中心、漢陽貨運(yùn)中心、湖北農(nóng)資白沙洲配送中心。

從重載貨運(yùn)源頭分布的地域來看，砂石源頭主要分布在長(zhǎng)江、漢江沿線，商品混凝土攪拌站主要分布在三環(huán)線附近，渣土源頭主要分布在市內(nèi)建設(shè)工地，重工業(yè)物資源頭主要分布在青山武鋼廠區(qū)、化工區(qū)以及沌口開發(fā)區(qū)東風(fēng)汽車生產(chǎn)基地，物流中心主要分布在漢口西北部，鸚鵡大道沿線、白沙洲大道沿線。總體來說，由于建設(shè)工地遍布武漢市區(qū)，故建設(shè)物資源頭也較為分散，重工業(yè)物資源頭和物流中心由于規(guī)劃的影響，則相對(duì)集中。

3 重載交通道路分布

前文分析了重載貨運(yùn)源頭的分布情況，可知不同貨物類型其源頭不同，且分布在不同區(qū)域，根據(jù)其貨運(yùn)方向可大致確定重載交通道路分布。砂石主要從砂場(chǎng)或碼頭運(yùn)向混凝土攪拌站和建設(shè)工地，砂場(chǎng)或碼頭周邊道路重型貨車比例較高，漢江沿線襄河堤、郭茨口路，長(zhǎng)江沿線包括武金堤路、武惠堤等均是重載交通道路。渣土主要從建設(shè)工地運(yùn)向渣土消納場(chǎng)地，其貨運(yùn)方向主要從工地運(yùn)往三環(huán)線外，承擔(dān)渣土運(yùn)輸?shù)牡缆钒ㄋ男碌貐^(qū)道路、后湖地區(qū)道路、白沙洲大道等。混凝土運(yùn)輸由于攪拌站和建設(shè)工地較為分散，所以集中度不高。重工業(yè)物資運(yùn)向主要從三環(huán)線外原材料基地運(yùn)到廠區(qū)，工業(yè)產(chǎn)品運(yùn)往銷售地。承擔(dān)重工業(yè)物資運(yùn)輸?shù)牡缆分饕性诠I(yè)區(qū)內(nèi)部及周邊，對(duì)市區(qū)內(nèi)道路無太大影響，包括青王路、青化路、21號(hào)公路等。物流中心主要分布在三環(huán)線附近，與其相連接的城市主干路承擔(dān)了較多的物流貨物運(yùn)輸，主要包括解放大道、諶家磯大道、白沙洲大道、冶金大道等。根據(jù)貨物運(yùn)輸方向，可初步確定主要承擔(dān)重型貨運(yùn)的道路，其大體分布情況如圖1所示，可見武漢市重載交通道路主要分布在三環(huán)線毗鄰地區(qū)。

圖1 武漢市主城區(qū)重載交通道路分布圖

4 重載交通道路質(zhì)量現(xiàn)狀

根據(jù)初步調(diào)查，重載交通道路相較于一般城市道路，早期破損較為明顯，81%的重載交通路段有較嚴(yán)重的路面破損狀況。即使是高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的三環(huán)線，建成通車5 a左右，局部路段也已經(jīng)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的路面破損。

在武漢主城區(qū)選取2條重載交通道路進(jìn)行了路面質(zhì)量狀況檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括外觀、結(jié)構(gòu)層厚度、混凝土強(qiáng)度。道路A主要承擔(dān)砂石運(yùn)輸，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)公路，水泥混凝土設(shè)計(jì)厚度為26 cm，混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度35 MPa，基層為35 cm水泥穩(wěn)定碎石。經(jīng)檢測(cè)，路面病害板數(shù)占總板數(shù)的48.1%，PCI評(píng)分44.1分，評(píng)定等級(jí)為差，混凝土芯樣厚度代表值為26.8 cm，抗壓強(qiáng)度推定值為38.4 MPa。道路B為重工業(yè)物資通道，歷經(jīng)多次養(yǎng)護(hù)改造，早期混凝土抗折設(shè)計(jì)強(qiáng)度為4.5 MPa，后期為5.0 MPa。經(jīng)檢測(cè)，路面病害板數(shù)占總板數(shù)的38.9%，PCI評(píng)分54.9分，評(píng)定等級(jí)為差，混凝土厚度由于歷經(jīng)多次改造，混凝土共有3層，總厚度超過65 cm，芯樣彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為4.7 MPa。

從上述路段的檢測(cè)情況來看，盡管路面混凝土強(qiáng)度和厚度基本滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1，2]要求，但路面破損卻比較嚴(yán)重，判斷與車輛超載超限有直接關(guān)系。

5 重載交通道路軸載分布

經(jīng)過對(duì)武漢市幾條主要重載交通典型道路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)重載交通道路超載車輛較多。以道路B為例，其單軸軸載分布情況如圖2所示，單軸軸重超過20 t比例高達(dá)28.8%，實(shí)測(cè)最大單軸雙輪軸重達(dá)32 t，遠(yuǎn)大于《超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定》[7]中單軸重10 t的限值。根據(jù)路面設(shè)計(jì)規(guī)范軸載換算公式進(jìn)行計(jì)算，道路通行一天貨車?yán)塾?jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載就已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20 a極重交通荷載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，大大超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)車輛超載程度的調(diào)查表明，三軸、四軸貨車超載最為嚴(yán)重，部分超載車輛見圖3。車輛大多經(jīng)過改裝加高，超載最高達(dá)到車輛核定載重的460%。劉朝暉[4]等人的研究結(jié)果表明，超載達(dá)到60%時(shí)，路面預(yù)期壽命不超過3個(gè)月。因此，車輛超載超限對(duì)路面早期病害起著決定性作用。

圖2 道路B貨車單軸軸載分布統(tǒng)計(jì)圖

圖3 部分改裝加高超載貨

6 結(jié)論及建議

（1）通過分析重載貨運(yùn)源頭分布及貨運(yùn)走向，掌握了武漢市主城區(qū)重載交通道路分布情況。

（2）重載交通道路出現(xiàn)早期病害較為普遍，軸載分布情況表明，車輛超載超限嚴(yán)重，累計(jì)當(dāng)量軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是主要原因。

（3）建議對(duì)重型貨車試行GPS動(dòng)態(tài)管理，有條件時(shí)可配置動(dòng)態(tài)稱量系統(tǒng)（WIM），可實(shí)時(shí)了解貨運(yùn)路線及軸載情況，從而合理規(guī)劃重載貨運(yùn)通道。

（4）現(xiàn)狀道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，建議借鑒國(guó)內(nèi)重載交通道路研究成果設(shè)計(jì)重載交通路面結(jié)構(gòu)，以保證路面結(jié)構(gòu)使用壽命。

[1]JTG D40-2011，公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]CJJ 169-2012，城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]鄭衛(wèi)國(guó)，辜曉珺，張守城，等.重載交通水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)方案探討[J].中國(guó)水運(yùn)，2014,14（3）：291-293.

[4]劉朝暉，李宇峙.重載交通對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)影響分析[J]，公路交通科技，1999,16（增 1）：5-8.

[5]李海軍,黃曉明.重載條件下瀝青路面按彎沉等效的軸載換算[J].公路交通科技，2004,21（7）：5-8.

[6]趙小潔.天津?yàn)I海新區(qū)重載瀝青路面結(jié)構(gòu)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[7]中華人民共和國(guó)交通部.超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定[Z].北京：交通部令2000年第2號(hào)，2000.