武汉市城市道路重载交通分布及特点

2015-01-08张守城

城市道桥与防洪 2015年6期

张守城，彭磊，刘璐，何丹

（1.武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉 430023；2.武汉路源工程质量检测有限公司，湖北武汉 430056）

1 背景

随着我国经济的快速发展，货运和货车需求量都在逐年增长，重型货车占民用货车拥有量比重也在持续上升，从2002年的18.3%上升到2012年的24.9%，尤其是在大中城市的工矿企业、物流园区内部及周边道路，货运需求量大，重型货车比例较高，重载交通特征明显，导致路面轴载作用次数呈指数级[1，2]上升，严重削弱道路使用寿命。

为保证道路正常使用寿命，一方面需要治理车辆超载超限现象，另一方面还需要考虑“治超”的长期性和复杂性。在重载交通路面结构设计时，要考虑超载对路面结构的影响，适当提高标准[3]。国内科研院所[4，5]针对重载交通路面结构进行了大量的研究工作，提出了适应重载交通条件的路面结构设计方法、轴载换算公式等，在山西、河北、山东等地高速公路修筑了大量的试验路段，上海、天津、长沙等城市在部分道路中也设计了适应重载交通的路面结构[6]，取得了良好的效果。

武汉市作为全国重要的工业基地和商贸物流中心，货运量大，部分城市道路重载、超载车辆较多，路面屡修屡坏，造成较大的经济损失和不良的社会影响。为避免建设和养护资金的浪费，需要针对武汉市城市道路重载交通分布及特点进行调查，以选择合适的路面结构设计方案。

2 重载货运源头分布

重载货运源头根据货物的类型大致可以分为三类：一类是建设物资源头，建设物资主要是指市政工程、建筑工地等大规模建设需要的建设材料及产生的建筑垃圾，如砂土、渣土、混凝土等，主要源头分散在市内砂石厂、建设工地、商品混凝土搅拌站等；二类是重工业物资源头，重工业物资是指化工业、钢铁企业、大型机械等重工业企业的生产资料及产品，如钢板、石油等，主要源头包括武钢、东风、中石化等重工业企业；三类是物流中心，其物资种类较多，主要包括居民消费品、工业生产资料等，主要源头包括汉口北物流中心、吴家山货运中心、汉阳货运中心、湖北农资白沙洲配送中心。

从重载货运源头分布的地域来看，砂石源头主要分布在长江、汉江沿线，商品混凝土搅拌站主要分布在三环线附近，渣土源头主要分布在市内建设工地，重工业物资源头主要分布在青山武钢厂区、化工区以及沌口开发区东风汽车生产基地，物流中心主要分布在汉口西北部，鹦鹉大道沿线、白沙洲大道沿线。总体来说，由于建设工地遍布武汉市区，故建设物资源头也较为分散，重工业物资源头和物流中心由于规划的影响，则相对集中。

3 重载交通道路分布

前文分析了重载货运源头的分布情况，可知不同货物类型其源头不同，且分布在不同区域，根据其货运方向可大致确定重载交通道路分布。砂石主要从砂场或码头运向混凝土搅拌站和建设工地，砂场或码头周边道路重型货车比例较高，汉江沿线襄河堤、郭茨口路，长江沿线包括武金堤路、武惠堤等均是重载交通道路。渣土主要从建设工地运向渣土消纳场地，其货运方向主要从工地运往三环线外，承担渣土运输的道路包括四新地区道路、后湖地区道路、白沙洲大道等。混凝土运输由于搅拌站和建设工地较为分散，所以集中度不高。重工业物资运向主要从三环线外原材料基地运到厂区，工业产品运往销售地。承担重工业物资运输的道路主要集中在工业区内部及周边，对市区内道路无太大影响，包括青王路、青化路、21号公路等。物流中心主要分布在三环线附近，与其相连接的城市主干路承担了较多的物流货物运输，主要包括解放大道、谌家矶大道、白沙洲大道、冶金大道等。根据货物运输方向，可初步确定主要承担重型货运的道路，其大体分布情况如图1所示，可见武汉市重载交通道路主要分布在三环线毗邻地区。

图1 武汉市主城区重载交通道路分布图

4 重载交通道路质量现状

根据初步调查，重载交通道路相较于一般城市道路，早期破损较为明显，81%的重载交通路段有较严重的路面破损状况。即使是高标准设计的三环线，建成通车5 a左右，局部路段也已经出现了较严重的路面破损。

在武汉主城区选取2条重载交通道路进行了路面质量状况检测，检测内容包括外观、结构层厚度、混凝土强度。道路A主要承担砂石运输，其设计标准为三级公路，水泥混凝土设计厚度为26 cm，混凝土抗压设计强度35 MPa，基层为35 cm水泥稳定碎石。经检测，路面病害板数占总板数的48.1%，PCI评分44.1分，评定等级为差，混凝土芯样厚度代表值为26.8 cm，抗压强度推定值为38.4 MPa。道路B为重工业物资通道，历经多次养护改造，早期混凝土抗折设计强度为4.5 MPa，后期为5.0 MPa。经检测，路面病害板数占总板数的38.9%，PCI评分54.9分，评定等级为差，混凝土厚度由于历经多次改造，混凝土共有3层，总厚度超过65 cm，芯样弯拉强度标准值为4.7 MPa。

从上述路段的检测情况来看，尽管路面混凝土强度和厚度基本满足设计标准[1，2]要求，但路面破损却比较严重，判断与车辆超载超限有直接关系。

5 重载交通道路轴载分布

经过对武汉市几条主要重载交通典型道路进行现场调研后，发现重载交通道路超载车辆较多。以道路B为例，其单轴轴载分布情况如图2所示，单轴轴重超过20 t比例高达28.8%，实测最大单轴双轮轴重达32 t，远大于《超限运输车辆行驶公路管理规定》[7]中单轴重10 t的限值。根据路面设计规范轴载换算公式进行计算，道路通行一天货车累计当量标准轴载就已经达到设计基准期为20 a极重交通荷载等级标准，大大超过设计标准。对车辆超载程度的调查表明，三轴、四轴货车超载最为严重，部分超载车辆见图3。车辆大多经过改装加高，超载最高达到车辆核定载重的460%。刘朝晖[4]等人的研究结果表明，超载达到60%时，路面预期寿命不超过3个月。因此，车辆超载超限对路面早期病害起着决定性作用。