交調(diào)在遼寧公路設(shè)計(jì)的應(yīng)用

文

《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，二級(jí)設(shè)計(jì)水平是根據(jù)區(qū)域軸載譜情況制定地方系數(shù)換算軸次進(jìn)行設(shè)計(jì)。這對(duì)未來路面設(shè)計(jì)工作提出明確要求：調(diào)查地區(qū)的軸載譜，制定地方軸次換算系數(shù)，依靠地方常規(guī)的交調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

遼寧交調(diào)工作現(xiàn)狀

遼寧省現(xiàn)有干線公路凈里程1.6萬余公里（交通量趨同路段665個(gè)），截至2018年年底安裝了51臺(tái)軸載調(diào)查設(shè)備，占設(shè)備總數(shù)8%。遼寧省內(nèi)一些固定治超站附近安裝了15套預(yù)檢系統(tǒng)，基本與軸載設(shè)備檢測(cè)工作原理一樣，采集的數(shù)據(jù)能夠共享使用，擁有155套連續(xù)式設(shè)備參與交通情況調(diào)查，加上軸載設(shè)備、預(yù)檢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將有221個(gè)代表路段（近三分之一）可結(jié)合交調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2018年軸載調(diào)查報(bào)告顯示：遼寧全年交通量為1.23億輛（41個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)），其中11521萬輛未超載，占93.7%；779萬輛超載，占6.3%。超30%以上為400萬輛，占超載總數(shù)量近一半，超過百噸以上為75萬輛，約占十分之一。

地方系數(shù)制定

軸次換算。當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)，各級(jí)軸載按下面公式換算當(dāng)量軸次：

2018年遼寧省大連市旅順口區(qū)黑大線北三家軸載站特大型貨車交通特征示意圖

設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層除滿足彎沉控制時(shí)的設(shè)計(jì)要求，還要滿足以半剛性材料層拉應(yīng)力為指標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)的要求，各級(jí)軸載按下面公式換算當(dāng)量軸次：

新規(guī)范也需這兩個(gè)方面調(diào)查換算，公式做了一定的調(diào)整。

研究過程。常規(guī)調(diào)查共分七種車型，其中小貨、小客因換算軸次很小，可忽略不計(jì)，只對(duì)中貨（包括大客）、大貨、特大貨、集裝箱四種車型的系數(shù)研究即可。

使用特大貨車型為例，先調(diào)查全省特大貨一年交通量及產(chǎn)生軸次，然后計(jì)算平均數(shù)得出特大貨車型平均軸次，這個(gè)軸次就是地方系數(shù)。如果最后計(jì)算得出平均單車軸次為11次，那么11就是特大貨的地方系數(shù)。

常規(guī)連續(xù)式設(shè)備雖無軸重參數(shù)，但可以調(diào)查中貨等四種車型的交通量。地方系數(shù)能夠確定，就可通過系數(shù)對(duì)四種車型的交通量進(jìn)行軸次換算，確保常規(guī)交調(diào)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)結(jié)合使用，無軸載地區(qū)的設(shè)計(jì)能保證二級(jí)設(shè)計(jì)水平，這就是研究的目的和意義。

遼寧省交調(diào)分析

單點(diǎn)分析。根據(jù)大連市旅順口區(qū)北三家站點(diǎn)全年所有貨車重量不同噸位，進(jìn)行交通量、軸次、軸次系數(shù)的調(diào)查結(jié)果制圖。橫坐標(biāo)采用31萬個(gè)交通量數(shù)據(jù)，將該站點(diǎn)全年的交通特征形象地顯現(xiàn)出來。北三家站點(diǎn)特大型貨車全年交通量為31萬輛，軸次369萬次，最后得出特大貨系數(shù)是11.8。

藍(lán)色曲線代表交通量變化，在超限臨界值49噸左右時(shí)出現(xiàn)波峰。紅色曲線代表軸次變化，隨車體重量增加，軸次也會(huì)增大，從50噸到150噸區(qū)間交通量雖然減小了，但由于每輛車軸次都很大，個(gè)別車軸次達(dá)到1700多次，所以對(duì)應(yīng)的軸次變化曲線相對(duì)平緩。波峰根據(jù)各個(gè)地方實(shí)際情況，治超不嚴(yán)，相對(duì)超載嚴(yán)重地區(qū)波峰可能移動(dòng)在60噸或70噸的位置。

遼寧省情況分析。遼寧省14個(gè)市的調(diào)查分析結(jié)果顯示，全年（中貨以上）超載與未超載全部車輛共計(jì)1246萬輛。超載率大于200%而小于300%的中型貨車系數(shù)是1.9，特大型貨車的系數(shù)是24.4。

表1 2018年遼寧省交通量、軸次情況表

表2 鞍山、撫順、丹東、錦州、遼陽、鐵嶺、朝陽、葫蘆島8個(gè)市交通量、軸次情況表

普通地區(qū)情況分析。為了避開個(gè)別超載嚴(yán)重地區(qū)的影響，確保得出的系數(shù)具有地區(qū)代表性，剔除特殊地區(qū)如沈陽、大連、本溪、營(yíng)口等市的數(shù)據(jù)，對(duì)鞍山、撫順等8個(gè)地市的數(shù)據(jù)再進(jìn)行分析。其中，超載率小于300%的特大型貨車系數(shù)剔除前為24，剔除后為11。

地方系數(shù)復(fù)核。最后確定下來的地方系數(shù)實(shí)際分兩組，一組是彎沉控制使用，另一組是彎拉控制時(shí)使用。

交調(diào)應(yīng)用于公路設(shè)計(jì)的案例

某條一級(jí)公路路面擬新建、大修兩個(gè)方案，交通量增長(zhǎng)率為4%，設(shè)計(jì)年限為15年，日均交通量如表4所示。

第一步：軸次換算，表中軸次換算是按地方系數(shù)換算結(jié)果。第二步：確定累計(jì)軸次，彎沉控制時(shí)一個(gè)車道1514萬次，彎拉驗(yàn)算時(shí)一個(gè)車道3146萬次，屬于重交通等級(jí)。第三步：采用計(jì)算機(jī)軟件根據(jù)彎沉控制時(shí)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定基層厚度，然后再進(jìn)行彎拉驗(yàn)算復(fù)核，兩指標(biāo)同時(shí)滿足，最終路面結(jié)構(gòu)層厚度為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

表3 遼寧省地方系數(shù)表

表4 某一級(jí)公路日均交通量

路面早期出現(xiàn)破損的原因之一是由于未按實(shí)際抗彎拉控制時(shí)的結(jié)構(gòu)層厚度作為最終結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，基層彎拉強(qiáng)度不足，從基層開始出現(xiàn)開裂，反射到面層，面層便出現(xiàn)網(wǎng)裂，業(yè)主和設(shè)計(jì)部門今后應(yīng)注意避免問題。

交調(diào)數(shù)據(jù)應(yīng)用于公路設(shè)計(jì)重要且必要，建議制定下發(fā)相關(guān)制度或辦法，對(duì)設(shè)計(jì)前期工作提出明確要求，納入交調(diào)數(shù)據(jù)的使用規(guī)定，確保工作執(zhí)行中有依據(jù)，也使公路行業(yè)路面設(shè)計(jì)前期使用的數(shù)據(jù)獲取有正規(guī)的渠道、前期工作更加嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，把好設(shè)計(jì)的龍頭關(guān)，這樣整個(gè)行業(yè)設(shè)計(jì)工作的水平才會(huì)不斷提升。