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論文導(dǎo)讀：每個標(biāo)段包括路基、路面和橋涵工程。經(jīng)現(xiàn)場對超載車輛調(diào)查。
關(guān)鍵詞：超載車輛,路面,損壞分析對策
青海省盤大公路全長88.517km，施工標(biāo)分為A、B、C三個標(biāo)段，每個標(biāo)段包括路基、路面和橋涵工程，負(fù)責(zé)監(jiān)理的是我們內(nèi)蒙古交通建設(shè)監(jiān)理咨詢公司（本人在該項(xiàng)目擔(dān)任總監(jiān)職務(wù)），于2004年3月開始建設(shè)，其中A和C標(biāo)段于2005年建成通車（B標(biāo)段因地理、氣候、地質(zhì)原因拖后一年完成），使用一年后，發(fā)現(xiàn)部分路面出現(xiàn)縱向和橫向推移、凹陷、車轍和隆起現(xiàn)象，尤其在默勒煤礦出口往外K76+500～K83+500段，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的車轍，并在瀝青路面上行線的右側(cè)硬路肩處出現(xiàn)縱向條狀隆起帶，隨后，我們對該段進(jìn)行了全面的檢查、鉆芯取樣觀察、彎沉測定、理論分析計(jì)算和修補(bǔ)方法的探索，認(rèn)為造成該段路面局部推移、凹陷、車轍和隆起的原因主要來源于運(yùn)輸煤炭的車輛過量超載（載重5t車裝運(yùn)10t～15t、載重10t車裝運(yùn)20t～30t、載重20t車裝運(yùn)40t～60t），使瀝青路面所承受的剪應(yīng)力過大而破壞。
1、青海省盤大公路路面設(shè)計(jì)情況：
青海省盤大公路路面設(shè)計(jì)交通量為CA-10B（解放牌）2000輛/晝夜，設(shè)計(jì)年限為12年，設(shè)計(jì)荷載為汽車-超-20級，掛-120級，公路自然區(qū)劃為Ⅶ1區(qū)，路基干濕類型為中濕，路基土質(zhì)粉質(zhì)土、碎石土。設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次為1001594軸次，交通量增長率為10％，路面設(shè)計(jì)容許彎沉值Lr＝0．454mm。路面設(shè)計(jì)以交通部JTJ014—86《公路柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定為依據(jù)。瀝青路面結(jié)構(gòu)從上到下為：5cm厚中粒式瀝青砼AC－16Ⅰ型（后改為細(xì)粒式瀝青砼AC－13Ⅰ型），20cm厚水泥穩(wěn)定砂礫基層，45cm厚砂礫墊層。
2、路況調(diào)查結(jié)果：
通車一年來，全段路況基本保持完好，裂縫很少。而部分路段出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫、局部出現(xiàn)車轍、凹陷和隆起。病害的主要特征：橫向裂縫分布間隔基本均勻，主要是反射裂紋；縱向裂縫主要集中在行車道，以及右側(cè)附近，主要是路基不均勻沉降引起的；局部路段有較明顯車轍、凹陷和隆起分布在上行線默勒煤礦出口往外K76+500～K83+500段，該段車轍、凹陷和隆起是由于行車荷載作用引起的，而下行線路況完好。發(fā)表論文。
從路況調(diào)查表明：因上行線和下行線車輛載重的差異，行車一年后的路況不同，病害狀況也不同。從而同一斷面或同一地段下行線沒有車轍、凹陷和隆起的情況分析，可以排除因路基不均勻沉陷，半剛性基層裂縫往上反射的可能性。
3、鉆芯取樣試驗(yàn)結(jié)果：
對出現(xiàn)病害的路段進(jìn)行鉆芯取樣觀察和芯樣試驗(yàn)。對上行線車轍和凹陷部位的鉆芯試樣取了4個，路面完好部位的鉆芯樣取了4個，開裂處鉆芯樣2個，并同時對嚴(yán)重凹陷的挖孔進(jìn)行了觀察。
3.1對芯樣和挖孔觀測
（1）車轍和凹陷的部位鉆取的芯樣較薄，低于設(shè)計(jì)厚度，面層和基層間粘接不好，與基層易分開；半
剛性基層良好；
（2）路面完好部位鉆孔可以看出半剛性基層和面層板結(jié)良好，芯樣厚度符合設(shè)計(jì)要求；
3.2芯樣實(shí)測孔隙率及抽提篩分試驗(yàn)
（1）面層混合料在車轍和凹陷的部位鉆孔試件孔隙率明顯比路面完好部位的大；路面完好部位但有明顯追密趨勢；
（2）抽提篩分試驗(yàn)表明，混合料級配均未發(fā)現(xiàn)任何異常，而其中一組油石比較低，是由于面層開裂，地表水滲透、沖刷及車載沖擊作用，使部分集料表面的瀝青被水剝落，唧泥時帶走，使得混合料油石比偏底。在完好路面鉆芯樣試驗(yàn)，證實(shí)油石比正常，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。發(fā)表論文。
從上述取芯試驗(yàn)調(diào)查分析，面層混合料配合比設(shè)計(jì)、施工配合比控制及現(xiàn)場壓實(shí)情況基本正常，可排除施工質(zhì)量造成路面損壞的疑問。
4標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算及分析：
4.1交通量調(diào)查和分析
根據(jù)車輛流量觀察分析，2006年7月和8月二個月通過該路段日平均交通量一類車（載重5t）350輛次；二類車（載重10t）300輛次；三類車（載重20t）250輛次；經(jīng)現(xiàn)場對超載車輛調(diào)查，超載的主要是一類車，且以東風(fēng)牌超載居多，核定載重5t，一般都載重10 t至15 t。夜間超載比率高，上行線占重載車80％，下行線占重載車20％。
本文分析時，設(shè)定一類車按東風(fēng)牌EQ140標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算，二類車按黃河JN－150標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算，三類車按黃河JN360標(biāo)準(zhǔn)載重?fù)Q算。
4.2軸載當(dāng)量作用次數(shù)換算
按現(xiàn)行《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的各級軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的公式，將各類車輛軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量作用次數(shù)。25kN軸載以下不計(jì)，經(jīng)換算各類車型的當(dāng)量作用次數(shù)如下表：
 

累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算：
根據(jù)設(shè)計(jì)文件，本公路瀝青路面設(shè)計(jì)年限為12年，設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年平均增長率為10％，兩車道的車道系數(shù)是0.6-07取0.65。
Ne＝[（1+r） t -1]/r×365×Nη＝[（1+0.1） 12 -1]/0.1×365×1175.29×0.65＝5962741（次）
按以上方法計(jì)算，換算為BZZ－100標(biāo)準(zhǔn)日平均當(dāng)量軸次5962741次，是原設(shè)計(jì)日平均當(dāng)量軸次的5.95倍；由此可見，原設(shè)計(jì)對交通量和車輛超載因素考慮不足，路面出現(xiàn)早期破壞則在所難免。
5、路面設(shè)計(jì)容許彎沉值、層底容許拉應(yīng)力、剪切應(yīng)力分析
5.1路面設(shè)計(jì)彎沉值：原設(shè)計(jì)容許彎沉值45.4(0.01mm)；現(xiàn)考慮車輛超載因素后，計(jì)算容許彎沉值為：
L d ＝600Ne -0.2 A c A s A b =600×5962741 -0.2 ×1.2×1×1=31.8(0.01mm)（A c -公路等級系數(shù)，三級公路取1.2；A s －面層類型系數(shù)，瀝青砼面層取1；A b －路面結(jié)構(gòu)層類型系數(shù)，半剛性基層瀝青路面取1）；這與原設(shè)計(jì)相差較大，也就是說原設(shè)計(jì)行車道的路面結(jié)構(gòu)，在過量超載車輛的作用下，不能滿足考慮超載因素之后的容許彎沉值，應(yīng)采取措施恢復(fù)其整體強(qiáng)度。
5.2路面層底容許拉應(yīng)力計(jì)算
原設(shè)計(jì)面層材料極限劈裂強(qiáng)度為1MPa，容許瀝青面層層底拉應(yīng)力為0.64 MPa，瀝青砼面層抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)為Ks=0.09Ne 0.22 /A c =0.09×5962741 0.22 /1.2=2.32；所以路面結(jié)構(gòu)層材料的層底容許拉應(yīng)力為δ R =δs/K S =1/2.32=0.43 MPa，實(shí)際路面結(jié)構(gòu)層材料層底容許拉應(yīng)力較小，達(dá)不到設(shè)計(jì)層底拉應(yīng)力強(qiáng)度，而實(shí)際材料抗劈裂強(qiáng)度要求值為δs＝δ R K S ＝0.64×2.32＝1.48 MPa，超出材料容許極限劈裂強(qiáng)度，路面在超載車輛作用下自然遭到破壞。
5.3剪切應(yīng)力分析
按彎拉強(qiáng)度驗(yàn)算方法，對剪切強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)算，從計(jì)算結(jié)果分析表明：在超載車的作用下產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力是容許彎拉強(qiáng)度δ R 的2倍～3倍，瞬時最大剪應(yīng)力接近各層瀝青混合料臨界開裂彎拉強(qiáng)度值。雙輪靜態(tài)時，當(dāng)量圓四周均會出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，車輛行進(jìn)時，雙輪邊緣以外某一縱向區(qū)域內(nèi)形成高剪切應(yīng)力的疲勞作用，因此產(chǎn)生縱向裂縫。硬路肩縱向隆起，是因車轍而產(chǎn)生的經(jīng)常性凹陷，由于輪載作用時并不完全帶有方向性，很大程度上都是隨機(jī)的，高剪應(yīng)力區(qū)為雙輪作用區(qū)域，并非作用線，因此面層瀝青向橫坡下方移動形成。發(fā)表論文。所以過量超載車輛產(chǎn)生的剪應(yīng)力，是造成瀝青路面車轍、凹陷和隆起的另一重要原因。
6、路面病害修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)方法：
路面損壞的特征主要是裂縫、車轍、凹陷和隆起這幾種類型。維修應(yīng)根據(jù)類型采取不同的方法。對有裂縫而沒有凹陷的地段，用針筒灌注乳化瀝青2遍～3遍，特別是氣溫高的情況下盡量多灌一些，防止雨水浸入，軟化水泥穩(wěn)定砂礫基層，加速面層疲勞破壞。
對車轍、凹陷和隆起的地段修補(bǔ)的方法：用切割機(jī)切開瀝青面層，用SBS或SMA改性瀝青砼鋪筑，以增加瀝青面層的抗剪切破壞。
7、防止超載車輛損壞瀝青路面的措施
7.1路政管理
由于瀝青路面維修困難、費(fèi)用高、影響行車安全等特性，過量超載造成路面迅速損壞。在管理的措施上，采取入口嚴(yán)格稽查的辦法，載貨量超過交通部規(guī)定限量的，必須卸載，是防止路面過早破壞的最有效措施。
7.2設(shè)計(jì)留有余地
1、分析交通量時，充分考慮交通量和超載的因素，應(yīng)把超載車輛的荷載都換算成當(dāng)量軸次，據(jù)此算出容許彎沉值，設(shè)計(jì)時應(yīng)留有余地；
2、瀝青面層應(yīng)采用抗車轍、抗浸水性能較好的改性瀝青、SMA混合料路面。
參考文獻(xiàn)：
［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTG D50-2006《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》人民交通出版社2006·北京
［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》人民交通出版社2004·北京
［2］徐世法《瀝青鋪裝層病害與典型》人民交通出版社2005·北京
［3］沈金安《改性瀝青與SMA路面》人民交通出版社1999·北京