陳勝武，陳一鳴，熊文濤

江蘇省普通國省干線公路車轍發(fā)展規(guī)律研究與分析

陳勝武1，陳一鳴1，熊文濤2

（1.江蘇省交通運(yùn)輸廳公路局，江蘇 南京 210004；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

文章對江蘇全省普通國省干線公路瀝青路面車轍狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)合其近年交通增長情況、全省高溫氣候狀況以及各地市瀝青路面抗車轍性能分析，重點(diǎn)研究了蘇北、蘇中、蘇南城市所轄路網(wǎng)車轍發(fā)展規(guī)律，提出了基于抗車轍性能的高溫氣候等級(jí)，研究結(jié)論對全省普通國省干線公路后期開展車轍針對性養(yǎng)護(hù)決策具有參考價(jià)值，對各地市抗車轍技術(shù)的選擇應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。

普通國省干線；車轍；發(fā)展規(guī)律

近年來，江蘇公路交通發(fā)展始終保持全國先進(jìn)。進(jìn)入“十二五”以來，江蘇公路網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等級(jí)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，一級(jí)公路9 514 km，二級(jí)公路21 328 km。二級(jí)以上公路占總里程比重達(dá)23.2%，在全國各省區(qū)中排名第一，國省干線公路中二級(jí)公路比重達(dá)99%，居全國第一。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，江蘇省干線公路交通量迅猛增長，運(yùn)輸車輛中大型貨運(yùn)車輛的比重不斷增加、車輛超載現(xiàn)象普遍、交通組成復(fù)雜、車速相對較慢等因素是造成普通干線公路車轍產(chǎn)生的主要原因。此外，近年來極端高溫氣候頻發(fā)而部分地方干線公路路面材料抗車轍設(shè)計(jì)針對性不足，加劇了車轍的形成。通過對全省干線公路車轍發(fā)展規(guī)律的研究分析，以及對目前全省普通國省干線公路瀝青路面抗車轍性能的總體評(píng)估，對各地方后期開展車轍針對性養(yǎng)護(hù)、有效控制車轍發(fā)展具有重要意義。

1　車轍發(fā)展?fàn)顩r及抗車轍技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)

1.1車轍發(fā)展?fàn)顩r

近些年，江蘇省普通國省干線公路路面技術(shù)狀況每年均會(huì)進(jìn)行檢測，其中干線公路路面車轍深度狀況整體情況如圖1所示。

江蘇省13地市干線公路車轍深度指數(shù)平均值均超過90%，按照瀝青路面車轍評(píng)定等級(jí)評(píng)價(jià)為優(yōu)。對比2012年路面車轍情況，2013年部分地市經(jīng)過路面養(yǎng)護(hù)，車轍深度指數(shù)相應(yīng)提高；但即便如此，超過一半的地市其所轄路網(wǎng)整體車轍狀況仍呈現(xiàn)不同程度的衰減，其中無錫地區(qū)、徐州地區(qū)車轍狀況相對嚴(yán)重，車轍深度指數(shù)均在90%以下，仍亟待改善?；窗病⒊Ｖ莸鹊剀囖H深度指數(shù)呈現(xiàn)較大幅度衰減。

圖1　江蘇各地市路面車轍深度指數(shù)RDI

1.2抗車轍技術(shù)應(yīng)用情況及效果

近年來，一些抗車轍技術(shù)在江蘇省普通國省干線公路部分瀝青路面中進(jìn)行了應(yīng)用，主要包括［1-3］：

（1）抗車轍添加劑類

外摻添加劑是最常見的抗車轍手段，其作用機(jī)理是通過集料表面的增粘、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復(fù)等多重作用而大幅度提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，部分地市均進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。如DOMIX、路孚8 000、路科比、PR等在無錫、常州、揚(yáng)州、蘇州等地相繼進(jìn)行了應(yīng)用。其使用效果各異，部分路段抗車轍性能雖有提升，但也存在施工均勻性控制不佳、添加外摻劑的瀝青混合料設(shè)計(jì)和施工工藝調(diào)整針對性不足，從而衍生了水損害和早期疲勞裂縫等其它病害的現(xiàn)象。

（2）新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)

蘇中、蘇南部分地市近年來對一些抗車轍新技術(shù)進(jìn)行了積極探索，如揚(yáng)州地區(qū)從2010年開始引入了耐久性高模量技術(shù)，蘇州、無錫甚至使用了半柔半剛性混合料技術(shù)用于處治車轍，均取得了一定效果。

對新結(jié)構(gòu)類型，常州等地對三層路面結(jié)構(gòu)、雙層改性瀝青結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)踐，由于時(shí)間較短，其抗車轍效果、對江蘇省普通國省干線公路使用狀況的適應(yīng)性、基于壽命周期費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性還需要進(jìn)行長期觀測和全面評(píng)估。

2　交通量影響因素分析

江蘇省各地市經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況不一樣，交通情況也不一樣，選取蘇南、蘇中、蘇北路面車轍病害程度不同地區(qū)的8條線路交通量、車轍發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析，研究交通量對車轍病害的影響，蘇南、蘇中、蘇北地區(qū)交通量發(fā)展分別如圖2～圖4所示。

由8條線路交通量發(fā)展情況分析發(fā)現(xiàn)：（1）江蘇省干線公路交通量，蘇南地區(qū)交通量總數(shù)超過蘇中地區(qū)，蘇中地區(qū)高于蘇北地區(qū)。（2）各地區(qū)不同線路交通量隨時(shí)間發(fā)展增長不明顯。結(jié)合8條線路車轍發(fā)展情況，對交通量增長與平均車轍深度發(fā)展進(jìn)行了相關(guān)性分析，如圖5所示。

圖5表明，8條線路年交通量發(fā)展與車轍深度增長規(guī)律不明顯，無直接聯(lián)系，說明交通量增長不是引起車轍深度增長的主要因素。

圖2　蘇南地區(qū)交通量發(fā)展

圖3　蘇中地區(qū)交通量發(fā)展

圖4　蘇北地區(qū)交通量發(fā)展

圖5　交通量發(fā)展與車轍深度增長關(guān)系圖

3　高溫氣候影響因素分析

3.1高溫氣候影響

高溫對瀝青路面車轍影響大，極端高溫持續(xù)時(shí)間長短直接影響著瀝青路面的車轍病害情況，為分析歷年江蘇省干線公路車轍病害發(fā)展與極端高溫持續(xù)時(shí)間的影響規(guī)律，對2011年～2013年江蘇省不同地區(qū)的高溫持續(xù)天數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6所示（極端高溫為≥35 ℃，高溫為≥30 ℃）。

圖6　高溫持續(xù)時(shí)間

分析江蘇省各地市歷年高溫天氣持續(xù)時(shí)間狀況可知：從2011年到2013年，各地市高溫持續(xù)天數(shù)總體呈現(xiàn)逐年增長趨勢。2013年高溫持續(xù)時(shí)間最長，且增幅大；蘇北地區(qū)高溫持續(xù)天數(shù)增加到2013年前蘇南地區(qū)水平，蘇南地區(qū)高溫持續(xù)天數(shù)增加更多；其中蘇州、無錫、蘇州2013年高溫持續(xù)時(shí)間超過110 d。

3.2極端高溫氣候影響

江蘇省各地市極端高溫持續(xù)天數(shù)與高溫持續(xù)天數(shù)年增長情況如圖7所示。

圖7　極端高溫持續(xù)時(shí)間

江蘇省各地市歷年極端高溫天氣持續(xù)時(shí)間狀況分析如下：

（1）2013年各地市極端高溫持續(xù)時(shí)間驟增，蘇北地區(qū)極端高溫持續(xù)時(shí)間大部分地區(qū)超過20 d，增長超過300%，蘇中地區(qū)持續(xù)時(shí)間超過35 d，增長超過200%、蘇南大部分地區(qū)持續(xù)時(shí)間超過40 d，增長超過100%。

（2）江蘇省各地市2013年極端高溫持續(xù)時(shí)間驟增，蘇北地區(qū)極端高溫天氣時(shí)間增加到2013年以前蘇南地區(qū)水平，蘇北地區(qū)抗車轍性能要求應(yīng)提高到蘇南地區(qū)水平，蘇南地區(qū)極端高溫持續(xù)時(shí)間更長，抗車轍性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)進(jìn)一步提升，以滿足極端氣溫對抗車轍性能的要求。

根據(jù)江蘇省2013年各地市高溫持續(xù)時(shí)間、極端高溫持續(xù)時(shí)間與車轍深度指數(shù)繪圖，如圖8所示。

圖8　溫度與車轍深度指數(shù)關(guān)系

結(jié)合江蘇省干線公路路面車轍發(fā)展?fàn)顩r與高溫氣候發(fā)展，極端高溫持續(xù)時(shí)間與高溫持續(xù)時(shí)間的不同檔次對應(yīng)的車轍深度指數(shù)基本相同，極端高溫持續(xù)時(shí)間或高溫持續(xù)時(shí)間越長，路面車轍深度指數(shù)越小，車轍病害越嚴(yán)重［4-5］。

3.3氣候分級(jí)

根據(jù)2013年全省13地市極端高溫持續(xù)情況和高溫持續(xù)時(shí)間情況，繪制各檔持續(xù)天數(shù)的分布圖、極端高溫持續(xù)天數(shù)分布圖如圖9所示，高溫持續(xù)天數(shù)分布圖如圖10所示。

按照偏正態(tài)分布的曲線來分析各檔持續(xù)時(shí)間分布圖，從而進(jìn)行氣候等級(jí)劃分。鑒于此，以極端高溫持續(xù)天數(shù)與高溫持續(xù)天數(shù)為指標(biāo)劃分，提供適合不同溫度條件下的抗車轍技術(shù)方案，如表1所示。

圖9　極端高溫持續(xù)天數(shù)分布圖

圖10　高溫持續(xù)天數(shù)分布圖

表1　抗車轍氣溫分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)氣候等級(jí)分類，制定指導(dǎo)江蘇省干線公路抗車轍路面技術(shù)實(shí)施方案。

4　結(jié)語

（1）江蘇省國省干線公路瀝青路面車轍增加與交通量增長無明顯規(guī)律，交通量增長不是引起路面車轍增加的主要因素；

（2）高溫及極端高溫持續(xù)時(shí)長直接與瀝青路面車轍增長相關(guān)，持續(xù)時(shí)長越長，路面車轍病害越嚴(yán)重，并依據(jù)高溫氣候持續(xù)時(shí)長對抗車轍技術(shù)方案進(jìn)行分級(jí)，指導(dǎo)抗車轍技術(shù)應(yīng)用；

（3）江蘇省普通國省干線公路路面抗車轍技術(shù)應(yīng)用普遍，蘇南、蘇中地區(qū)新材料、新技術(shù)應(yīng)用較多，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，可供蘇北地區(qū)抗車轍借鑒。

［1］李海峰.瀝青混凝土抗車轍技術(shù)研究［J］.黑龍江交通科技，2013（5）：1-2.

［2］朱石成.摻加抗車轍劑瀝青混合料的路用技術(shù)性能研究［J］.公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2013，9（9）：181-183.

［3］楊進(jìn)，肖鵬飛.高模量低標(biāo)號(hào)瀝青抗車轍性能研究［J］.石油瀝青，2013（3）：35-38.

［4］徐占磊.基于抗車轍性能高模量瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)數(shù)值分析［J］.科技交流，2012（4）：69-73.

［5］趙文美，劉海龍，程培峰.瀝青混合料抗車轍性能試驗(yàn)研究［J］.黑龍江交通科技，2012（6）：12-12.

Research and Analysis of Rutting Development Rule for Jiangsu Arterial Highway

Chen Shengwu， Chen Yiming， Xiong Wentao
（1.Highway Bureau of Jiangsu Provincial Communications Department， Nanjing 210004， China；2. JSTI Group， Nanjing 210017， China）

In this paper， the asphalt pavement rutting condition of Jiangsu arterial highway was evaluated. Combined with the traffic growth， high temperature weather in recent years， and asphalt pavement anti-rutting performance analysis for each city in Jiangsu， it mainly focused on rutting development rule for the northern， the central and the southern Jiangsu， The high temperature climate grade was put forwarded based on the rutting resistance performance. The research conclusions could be taken as reference for rutting maintenance decision of arterial highway， and it had some guiding significance for the selection and application of anti-rutting technology for each city.

arterial highway； rutting； development rule

U418.6+8

A

1672-9889（2015）06-0005-03

陳勝武（1971-），男，江蘇淮陰人，高級(jí)工程師，主要從事道路科研、設(shè)計(jì)及施工工作。

（2015-04-12）