上海特重交通沥青路面结构研究.docx

表 1 交通等级划分标准注：对于表中沥青路面两个划分标准，选择一个较高的交通等级作为设计交通等级。上海特重交通沥青路面结构研究吴青峰（上海市公路管理处，上海 200063）摘 要：文章调查分析了上海地区沥青路面结构类型及病害特征，实测了上海地区车辆轴载组成特性，研究分析了车辆超载超限状况，建立了车辆轴载谱。通过数值仿真进行了力学响应分析，考虑自然气候、材料供应等条件 推荐了符合上海地区交通特性典型路面结构形式，并成功应用于多条特重交通道路整修工程。 关键词：道路工程；特重交通；沥青路面；轴载调查；典型结构中图分类号：U416.2文献标识码：B近年来，上海市的公路建设蓬勃发展，路网布局逐步完善，但伴随着超大规模的城乡建设、持续快速的经 济增长，上海地区公路交通负荷日益增大，公路设施正 处于超过预期的特重交通条件，面临严峻考验。根据2008 年上海市公路管理处和同济大学对上海市 30 条干 线公路的轴载调查，上海地区交通特性主要表现在两个 方面：一是交通流量大，如上海城市外环线的日高峰流 量持续超过 10 万辆，建成后第二年即达到饱和甚至超 过设计流量；二是公路运输超载超限现象严重，各等级 道路的平均超载率约 23％ ，城市外环线的超载率达40％。本文结合上海地区公路路况与交通轴载调查结 果，考虑水网地区的自然环境条件，提出适用于上海地区特重交通条件下沥青路面典型结构建议。经过对上海地区道路的大量调查发现，目前上海地区沥青路面结构基本上根据 96 版推荐的沥青路面典型 结构进行设计，该设计原则主要有以下特点：（1） 路面典型结构采用多层体系，即沥青混合料面 层+半刚性基层+半刚性或柔性底基层 （或垫层） +土基。（2） 面层不推荐沥青表面处治与沥青贯入式。在沥 青面层的厚度选择上，采取了偏薄的策略，视道路等级 沥青厚度一般为 9～15cm （三层式或两层式），主要是考 虑过厚的面层不利于车辙控制，并认为超过 15cm 的面 层厚度对于反射裂缝的延缓意义不大。（3） 主推三渣 （二灰碎石） 基层，为了克服大三渣 在施工过程中平整度不易控制等问题，建议采用有一定 级配且粒径较小的小三渣作为基层材料。（4） 在交通等级上仅含包括重交通等级 （1.2×107＜Ne＜2.0×10）7 ，对于特重交通等级没有推荐典型结构。（5） 土基回弹模量按照 15MPa、20MPa、25MPa 和30MPa 四档取值，并建议公路取高值。2.2 沥青路面病害调查经过现场调查测试分析，得出上海地区高速公路、 一级公路及二级公路各类病害分布情况，分别见图 1 和 图 2。1沥青路面交通等级的界定沥青路面交通等级的划分依据现行规范中的标准， 具体见表 1 所示。上海地区可以结合公路交通量和车辆 轴载调查情况，按照现行规范中的标准对调查路段沥青 路面的交通等级进行具体界定。2沥青路面结构及病害调查2.1 沥青路面结构调查作者简介：吴青峰 （1960-），男，上海人，高级工程师，主要从事公路建设和养护管理工作。2010 年 03 期(总第 63 期) 59图 1 高速公路、一级公路路面病害分布情况图 2 二级公路路面病害分布图 3 路面严重损坏表 2 各类轴型超限情表 3 总重超限情况道路工程3车辆轴载调查与分析根据病害调查结果，认为上海地区轴载过重对沥青 路面性能有较大影响。为了全面掌握上海地区行驶车辆 的轴载分布规律，及其对路面损坏影响，2008 年 6 月至8 月，上海市公路管理处和同济大学应用动态称重仪（WIM），对上海市主要干线公路进行了车辆轴载调查； 车辆超重情况分析主要依据现行交通部制定的相关规 定。轴载调查的主要结论有以下几个方面：3.1 车辆超载情况针对 30 条调查路段，车辆超载的总体情况为：（1） 道路超载车比例平均为 24%。（2） 各类车型超载车比例平均为 27%。（3） 超载严重路段超载车比例均超过 25%，有些路 段超载车比例达到 45%以上。（4） 二轴型货车实测最大装载率高达 1063%，也即 一辆额定装载量为 2t 的车实际装载量为 21.26t。3.2 车辆超限情况（1） 车辆轴载超限 针对所有调查路段，每种轴型的超限情况见表 2 所示。从表中可以看出，各类轴载的超限情况较普遍，三 联轴超限最为普遍而严重。（2） 车辆总重超限针对所有调查路段，车辆总重超限情况见表 3 所 示。从表中可以看出，各类车总重超限比较普遍，其中 二轴车总重超限最为普遍而严重。3.3历年车辆轴载谱对比 车辆的轴载谱不仅反映了车辆的超限概况，更重要的还是进行路面结构设计的主要技术指标。人们通常可 以根据轴载谱及不同轴载级别计算各种车型对路面的平 均损坏效果，从而设计相应的结构强度。以下将 1998从图中可以看出，无论是高速公路、一