沿江高速常州段使用状况调查与分析

孔 峰

(东台市公路管理站，江苏 东台 224200)

沿江高速常州段使用状况调查与分析

孔 峰

(东台市公路管理站，江苏 东台 224200)

结合沿江高速公路(常州至太仓段)的车辆荷载状况总结了常州地区车辆荷载的特点，分析了当地道路施工材料选择和施工工艺特点。研究表明，该地区交通量很大，且增长速度很快；SMA路面的使用控制了当地沥青路面的水损害，但在施工中仍存在压实不足的问题；道路使用初期病害以车辙为主，后期以裂缝为主。

车辆荷载；道路病害；SMA；沥青混合料

1 概 况

沿江高速公路(常州至太仓段)于2004年8月正式通车，是江苏省路网规划中“五纵九横七联”主骨架网“横七”的重要组成部分，同时为国省路网G15和S38的重要组成部分，是江苏省与上海市的主要出入通道之一。沿江高速公路途径全国百强县中前10名的武进、江阴、张家港、常熟、太仓等市、区，设计时速为120 km/h，主线全长134.7 km。其中S38段起讫点桩号：K0+000～K101+450，全长101.45 km，该段为双向四车道，路基宽28 m；G15段起讫点：K1218+233～K1251+495，全长33.262 km，该段为双向六车道、路基宽35 m。

2 路面结构与荷载

沿江高速常州段根据道路材料形式分为两段，其中K83+116～K84+824段路面结构形式为：4 cm改性沥青混合料SMA-13+6 cm改性沥青混合料AC-20I+8 cm改性沥青混合料AC-25I+40 cm水泥稳定碎石+20 cm二灰稳定土；K84+824～K101+450段路面结构形式为：4 cm改性沥青混合料AK-13A+6 cm改性沥青混合料AC-20I+8 cm改性沥青混合料AC-25I+40 cm水泥稳定碎石+20 cm二灰稳定土。两段道路的主要区别在于上面层的材料，两段路上面层分别采用了AK-13A和SMA-13，其他各层材料与结构相同。AK类材料是在AC类混合料的基础上发展起来的，一段时间内在江苏应用非常普遍，但现在很少采用。SMA由于良好的路用性能现在被普遍采用。但SMA对施工时的道路清洁和压实工艺有很高的要求，压实强度过小会导致压实度不足；由于SMA具有粗骨料骨架，压实强度过大(如压路机使用大振)会导致粗骨料破碎，丧失骨架结构。另外，SMA在造价上也高出AC类沥青路面不少。

该路段根据收费站(进出口)也分为两段，即常州南-戚墅堰(K90+011～K101+052)，戚墅堰-横山枢纽(K83+116～K90+011)，K83+116～K84+824段(下文简称A段)与K84+824～K90+011段(下文简称B段)采用了不同的上面层形式，但在理论上承担了相同的轴载，对于分析不同沥青混合料的适用性具有很高的研究价值。而B段与K90+011～K101+450段(下文简称C段)采用相同的路面形式承担不同的轴载，对于研究不同路面在轴载作用下的响应有研究价值。

本段道路自2004年通车，经历了江苏迅速发展的时期，交通量上升迅速。我国的收费站采取计重收费，为轴载换算提供了丰富资料。一般而言，研究轴载与道路破坏的关系时所采用的轴载都是当量轴载。轴载换算方法存在一定争议，但长期以来对于指导我国的道路设计和研究很有成效。表1记录了2004～2011年戚墅堰-横山枢纽及常州南-戚墅堰的当量轴载作用次数

表1 2004～2011年两路段当量轴载作用次数(万次)

20042005200620072008200920102011戚墅堰-横山枢纽4.8681.81142.09188.24277.03336.87422.35469.70常州南-戚墅堰0.6117.9138.9858.85100.03132.00180.27210.38

可以看出两段道路自通车后交通量稳步增长。不计2004年数据，戚墅堰-横山枢纽当量轴载次数从2005年的81.8万次增长到了2011年的469.7万次，年平均增长率33.8%，平均每年增长66万次。常州南-戚墅堰当量轴载次数从2005年的17.9万次增长到了2011年的210.4万次，年平均增长率50.8%，平均每年增长30万次。两段道路当量轴载的变化趋势非常类似，逐年的增长率都是震荡式下降并趋于平缓，每年增长数量则分别在45～90万次和20～50万次之间变化。

3 路面性能与病害

3.1 车辙

本文使用车辙和路面养护记录评价路面性能，其中主要考虑路面车辙。路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。面积类养护数据容易受到局部大面积破损的数据影响，其中由车祸引起的损坏尤为明显，一些大面积的油污往往也会导致统计数据的不稳定，容易缺乏可比性。另一方面，交通运营养护部门最关心的也是车辙和裂缝数据，因为这两个数据更能反映道路性能。对于小规模的裂缝一般采取灌缝措施，而对于车辙一般没有简单的处理方法，需要铣刨加铺等大中修手段。表2是每50 m采集一次的路面车辙深度数据统计形成的，具有较高的精度。

可以看出通车初期的车辙并不明显，随着交通量的上升，车辙发展的趋势也呈明显上升的态势。通车前三年的车辙平均值为3.0 mm、2.8 mm、2.9 mm，考虑测试仪器的精度可以认为几乎没有变化。经过2008年一年，车辙均值从2008年的2.6 mm增长到了2009年的4.4 mm，增长了1.8 mm，且随后的两年并没有立即进行有效的养护措施，平均车辙分别增长了0.9 mm和0.4 mm，在2011年平均车辙达到了5.8 mm。车辙数据值在2007年和2011年之后两次出现了集体回落，原因是在2007年和2011年这段道路进行了中修养护。我们从表3中也可以看出，2007年进行的养护规模和投资都比较大，在遏制车辙方面短期有一定的效果，但长期看效果并不理想。相比之下2011年的局部小规模养护在很大程度上改变了车辙发展的态势，效果显著。从2011年进行了中大修之后车辙趋于稳定，2年时间平均车辙仅增长了0.25 mm。

表2 各段道路车辙深度统计表

表3 中大修统计表

从控制车辙的角度来讲，A段的车辙在建成通车后到目前为止都比B段严重，平均要严重0.48 mm。考虑到A、B段承受相同的交通荷载，可见AK混合料控制车辙的效果比SMA要好，这也与AK中添加了粗骨料控制车辙的设计思想有关。细心观察可以发现，两段路车辙发展的情况基本平行，说明SMA段较AK段车辙严重的部分是在通车后两年内形成的，随后的车辙发展趋势基本相同。有一种合理的解释是SMA路面在压实时存在一定的难度，容易压实不良，随着轴载的作用，逐步形成了一定的压密型车辙，而压密性车辙在通车一段时间较快形成，且形成后使得混合料被充分压实，不会继续发展。

B、C两段是一起铺筑的，都采用了AK混合料上面层，各层结构与材料完全相同，B段逐年承担的轴载一般为C段的两倍，其中2010年和2011年分别为C段的2.34倍和2.23倍。10年来，B段的车辙比C段平均严重0.5 mm，经过2011年的修整，近三年的差距缩小到了0.3 mm。考虑到这段道路车辙深度在4.5～6 mm，这样的差距可以接受。

总体说来，轴载和混合料类型对车辙控制都有一定影响，SMA混合料在初期车辙控制不如AK混合料，但从车辙的长期发展看，差别不大。

3.2 面积类病害

为了有效利用其他各类病害的数据，避免大面积油污、大幅沉降等数据对于总维修面积的影响，以宁太方向小修、修补次数作为统计对象。统计了三段道路局部病害修补的类型(除油污)，并简略统计了各段病害次数(不计桥面)，结果为：A段修补2次，每次平均1.17 km，B段修补19次，每次平均3.66 km，C段修补16次，每次平均1.45 km，统计结果在一定程度上能够更为直观反应病害的数量以及道路性能的实际状况。

从控制松散、坑塘等局部病害的角度，SMA路面的优势很明显，A、B段分别是SMA和AK混合料，承担了相同的轴载，但B段的平均每公里修补次数是A段的3.1倍。A段即使与只承受约一半轴载的C段AK路面相比(2010年和2011年A段轴载量分别为C段的2.34倍和2.23倍，2012年及以后数据缺乏)，修补也要略少，仅为80.7%。B、C两段是同样的AK材料，B段与A段轴载数相同，2010年和2011年分别为C段的2.34倍和2.23倍，而B段的修补数量是C段的2.5倍。对比B、C两段可以看出轴载对于坑洞、松散等面积类病害的影响非常显著。

进一步观察病害类型和病害面积，可以发现两个趋势，(1)病害类型逐步由坑塘向松散变化；(2)修补面积不断增大。这是典型的水损害发展过程，在流动水的作用下沥青和集料不断剥离，由局部的、单颗集料的剥离向局部的、一定范围的剥离发展。所以修补数据可以一定程度上视为水损害发展的数据资料。在此基础上，可以认为SMA与AK混合料相比对于水损害的控制优势明显，轴载作用会显著增加水损害。

4 结 论

(1)该地区交通量很大，且增长速度很快。

(2)混合料类型和轴载对于车辙都有一定影响，SMA与AK混合料相比初期车辙大，就沿江高速而言，深约0.5 mm，且这个差距在通车两年内形成，属于压密型车辙。80%车辙在通车后3～4年内形成。

(3)SMA对控制水损害(松散类病害)效果显著，相比AK减少了70%，但还存在早期水损害。通车2～3年后水损害数量很少，数量上占病害总量的2%以内，在表现形式上由坑塘向松散、小范围修补发展。早期水损害和早期车辙表明常州地区SMA施工压实度不足。

(4)常州地区SMA路面初期裂缝很少，随后车辙“J”型上升，通车一段时间后从数量看成为最主要的病害，占据病害总量的80%，且仍保持上升趋势。

[1] 叶中辰.统计过程控制在沥青混合料生产中的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.

[2] 黄晓明，潘钢华，赵永利.土木工程材料[M].南京:东南大学出版社，2001.

[3] 邓学钧．路基路面工程(第三版)[M]．北京：人民交通出版社，2008.

The survey and analysis of changzhou highway along the river segment usage situation

KONG Feng

(Dongtai Road Management Station,Dongtai,Jiangsu 224200,China)

According to the vehicle loading conditions of the speed along the river highway summaries vehicle load characteristics in Changzhou (Changzhou to Taicang section), and analyzes the local road construction material selection and construction process characteristics. Studies have shown that a large amount of traffic in the region, and growing fast; the use of SMA controls local asphalt pavement water damage, but still exists in the construction problem of inadequate compaction; road use early disease is main rut, in the latter part of the main crack.

vehicle load; road disease; SMA; asphalt mixture

2015-07-01

孔峰(1978-)，男，江苏东台人，工程师，从事道路桥梁施工与管理工作。

U412.21

C

1008-3383(2016)02-0003-03