超载交通对外环隧道路面的影响0711

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1、超载交通运输对浦江桥隧道的影响及对策研究1引言上海市外环隧道是目前黄浦江上最北端的越江通道，东起浦东三岔港，西至浦西吴淞公园附近，是连接黄浦江东、西两岸的城市快速道路、重要交通枢扭。全长2882.8m，交通功能以通行货运车为主，隧道分为三孔八车道，车道宽约13m，高达5m，其通行宽度和高度大大超过盾构隧道。图一2交通量调查和分析外环隧道2003年开通以来，车流量不断上升，从2008年开始平均流量总体在8万辆/日左右，至今仍保持着这个流量，可以认为车流量已达到饱和状态。其中以大型货运车辆为主，大型货车（含集卡）占总流量的80％左右，与原设计时预测大型车占总流量的30

2、％差异较大。2008年至2010年进行多次人工车流量测试，测试结果为：重型车（集装箱车）占总流量为75%、大货车(8t以上)占总流量为7%、中货车(5～8t含)占总流量为7%、小货车(5以下)占总流量为3%、大中客车占总流量为2.5%、小客车占总流量为5.5%。（见图二）3图二根据8万辆左右的日平均流量折算成标准车日流量pcu/d（Passenercarunit）已达18.5万辆左右，已远远超出2020年的设计流量。（见表一）而且目前由于汽车运输业的不规范，超载车的比例也在大幅度上升。这种超载交通的状态对于外环隧道沥清路面极为不利。参数大/小型车比例24小时备注设

3、计参数30/70130000pcu/d（2020年）2009年的数据是全年的平均值　实测参数80/20185000pcu/d（2009年）表一3超载交通对路面设计的影响理论分析表明，沥清路面在通行情况下无论是因为实际车流量超出设计流量，还是车辆轴重超载。都会提前达到当量轴对沥清路面作用的累计次数，而影响沥清路面的使用寿命。但是实际流量超出设计流量相对车辆超载而言对沥清路面的影响是有限的，而车辆超载是沥青路面使用初期就受损严重的主要原因。破坏作用主要体现在四个方面：a.轴载超过设计标准，它大大地加速了路面材料的疲劳，使路面使用寿命缩短。b.在轴载达到一定程度后，在超

4、载荷的作用下，使半刚性基层底的拉应力超过其结构层材料的抗拉强度而产生极限破坏。c.超载车轮胎与路面的接触压强增大，使面层受到很大剪应力，造成路面面层的剪切推移破坏。d.超载车辆的车速很低，常处于爬行状态，重载荷对接触点的作用时间长，接地压力高。以及在刹车、转弯过程中有相当大的水平冲击力，会加快车辙的形成，加速了路面早期损坏和永久变形的出现。由此可见，超载交通对沥青路面原设计产生了巨大影响。外环隧道及隧道接线道路属市管公路，应采用现行的公路沥青路面设计规范，（JTJ014－97）是以设计弯沉值为路面整体刚度的控制指标，并以BZZ－100为设计标准轴，设计交通量的计算

5、应将不同轴重的各种车辆换算成BZZ－100标准轴重的当量轴次。而近年来，随着交通量的剧增，尤其是大型货车。以及汽车运输业的不规范化，运输者追求利益最大化，载货汽车的超载现象日趋严重，有超载50%、100%、200%、甚至300%。通过计算，当车辆超载50%时，换算成BZZ－100标准轴重的当量轴次的数量增大3倍左右；当车辆超载100%时，标准轴重的当量轴次的数量增大7倍左右；当车辆超载200%时，标准轴重的当量轴次的数量增大24倍左右。显而见之，超载交通是在增加我们设计中的标准轴数量，以提前达到当量轴的对沥清路面作用次数，而影响沥清路面使用寿命。如果车辆超载严重的

6、其破坏作用将会相当严重，有时甚至变疲劳损坏为一次性损坏。4超载交通对外环隧道路面的影响实际调查中发现，在外环隧道通行的中型货车如东风、解放等载重量可超出15t，后轴载荷可达13t以上；大型货车如黄河JN－150等，后轴重可达18t以上，有的甚至达20～30t。按一辆超载200%的黄河JN－150货车折算BZZ－100标准轴时为450次左右，就疲劳破坏来说，已大大超出正常的设计值和规范所允许范围。由于设计时采用的BZZ－100标准轴就是对轴载为100kN的限制，并用路面设计弯沉值来表征路面整体刚度大小的指标，当路面结构确定后，它的设计弯沉的大小主要取决于3累计标准轴

7、次的数量。设计弯沉的大小直接影响路面的设计厚度，因此超载交通直接影响路面设计寿命。据不完全统计在外环隧道通过的大部分载货车都超载，将近60%～70%载货车都有不同程度的超载，超载重量从50%～200%，甚至300%。对于这种超轴载严重的已经不能单以疲劳作用的理论来考虑，而应加上振动、冲击、剪切、作用时间的破坏，在这种超极限的作用力下，很可能运行一次就足以导至以轴载为100kN设计的路面面层和半刚性基层以及底基层早期的破坏。外环隧道2003年正式开通，随着车流量和超载车的上升，从2006年元月份起，外环隧道通行了仅两年半，路面已开始大面积坏损，完全验证了前面所论述超

8、载交通直接