近年來,隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,公路交通以其特有的優(yōu)勢,在我國“大交通”體系中占有十分重要的地位。農(nóng)村公路里程的日益增加,交通量的日益增大,公路網(wǎng)的日益密集,無疑為搞活流通和發(fā)展我國的市場經(jīng)濟開辟了廣闊的發(fā)展天地。但是,隨著公路交通量的迅速增長,載重車輛軸載加大,它們在為國民經(jīng)濟和發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的同時,也給公路帶來了許多不利的影響,引發(fā)了一系列的問題。近年來,我國公路超重運輸現(xiàn)象十分普遍,貨運部門通過改裝車身、后橋和輪胎來大幅度提高貨車的裝載能力,使運輸效率和自身經(jīng)濟效益得到很大的提高。然而,車輛的超重行駛加劇了路面的破壞,致使原有的路面出現(xiàn)了裂縫、坑槽等早期破壞,縮短了路面的使用壽命,同時也增加了公路管理部門的養(yǎng)護和改建資金的投入。因此,深入分析農(nóng)村公路損壞的原因,尋求一條公路建設(shè)與保護協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑,從根源上預(yù)防農(nóng)村公路的損壞,不僅具有理論上的研究價值,也具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。
1路面破壞的原因解析
結(jié)構(gòu)設(shè)計較為簡單的農(nóng)村公路,從通車開始的第一天起,超限車輛就以超出核定核載和公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)軸載幾倍甚至十幾倍的質(zhì)量,給公路造成大幅度深層次的破壞,部分路段在通車不久就面目全非。針對這種現(xiàn)象,從超限運輸和公路結(jié)構(gòu)兩方面進行剖析。
1.1直接外因
超限、超載是路面破壞的直接外因。車輛超重包括超限和超載兩種情況,其中,超限指車輛的總質(zhì)量和軸載質(zhì)量超過規(guī)定的限值;超載是指車輛的裝載質(zhì)量超過該車輛核定的裝載噸位。對公路造成直接破壞的是超限車輛,主要是汽車和大拖。據(jù)初步了解,諸城市僅在2008上半年新增解放、斯太爾自卸翻斗車近100輛,加上原有車輛,同類車數(shù)量不下500輛,并且70%在市內(nèi)從事建筑運輸,100%從事超限運輸,其運輸貨物主要為沙石、水泥、煤、地面磚等比重大的產(chǎn)品,其超限質(zhì)量通常為核定荷載的3-5倍,路面面臨嚴(yán)峻的考驗,負(fù)擔(dān)沉重不堪。
前不久,諸城市交通局專門組織人員在部分路損地段對交通量情況作了一次摸底性調(diào)查。206國道城北段兩側(cè)是新建成的工業(yè)廠房,其中運輸材料(沙、石)的黃河、解放翻斗車絡(luò)繹不絕,最高峰為每2分鐘1輛,每車載重為30多噸,有次發(fā)現(xiàn)一輛嚴(yán)重超載運輸?shù)孛娲u的斯太爾,其掛車質(zhì)量27.5噸,車輛總重達(dá)到99.5噸,其中主車后軸載達(dá)到20.1噸,軸載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)軸載100千牛。這些車載為了逃避稽查,多數(shù)繞走農(nóng)村公路。斯太爾拖掛車超載情況調(diào)查實例見表一。
同樣在一條縣鄉(xiāng)公路上,調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)從沙場出來的一輛大拖拉機,其拖斗明顯經(jīng)過改裝,擋板加高兩層70厘米,其實際容積由原來的7立方米增加到18立方米,拉貨量由原來的核定5噸增加到30噸。這種現(xiàn)象,直接造成了公路的一次性破壞,在修補過程中發(fā)現(xiàn)不但公路路面變形破壞,而且基層也發(fā)生裂縫、龜裂現(xiàn)象。由于超限造成路面損壞面積占到公路病害總面積的90%以上,是瀝青路早期破壞的最最主要原因。
1.2間接原因
(1)農(nóng)村公路建設(shè)受到建設(shè)資金的制約,大多數(shù)采用一層15厘米石灰土基層加18厘米水泥混凝土面層或一層15厘米石灰土底基層加一層15厘米水泥穩(wěn)定碎石基層加3厘米瀝青混凝土面層的形式。就現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求而言:《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》路面推薦結(jié)構(gòu)為:二級公路設(shè)計年限一個車道上累計軸次為100~200萬次,面層采用瀝青混凝土厚度為5~8厘米;半剛性基層上瀝青面層厚度推薦為:二級公路5~10厘米。3cm瀝青混凝土面層明顯過薄。就實際設(shè)計荷載而言:瀝青混凝土抗壓模量為1800~2200兆帕(15°C),石灰土的抗壓模量僅為350~450兆帕,且作為主要承重層。而實際超載車輛軸載為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計軸載的2~4倍。按照英國阿倫史密斯和美國NASHO道路試驗研究所表明,汽車軸載對公路路面之間的破壞關(guān)系是“四次方法則”。對瀝青路面而言,超限一倍,破壞力就增加16倍,超限兩倍,便是81倍。就實際交通量狀況衡量路面結(jié)構(gòu),這種原始結(jié)構(gòu)更顯得不堪一擊。
(2)另一個原因就是瀝青混凝土和石灰土兩種材料的彈性模量不一致,基層石灰土彈性模量為面層模量的1/3。在車輛荷載重復(fù)作用下,由于不同的伸縮形變,易造成二者的相互分離,面層不能將應(yīng)力傳送到基層中。在這種情況下,尤其受水平力的破壞最為嚴(yán)重。實驗表明,汽車行駛過程中水平作用力為豎向荷載的0.7~0.8倍,但在制動、起動時可達(dá)到0.9倍。這么大的力足以將面層扯斷,造成推擁、滑動現(xiàn)象,單純?yōu)r青混凝土面層混凝土的抗劈裂應(yīng)力僅為1.2~1.60兆帕(15°C)。
2車輛超載的危害
2.1嚴(yán)重?fù)p壞路面
農(nóng)村大部分公路等級低,路齡長,近年運輸車輛增長快、重車多,已經(jīng)很不適應(yīng),目前重車又大量超載,如前所述,車輛超載最大200%。平均也在60%左右,對路面損害就更嚴(yán)重。這種情況下不僅使原有道路因使用多年難以承受,新建道路也將因此而大大縮短使用壽命。
2.2嚴(yán)重?fù)p壞橋梁
農(nóng)村橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)低,許多早期修建的橋梁甚至達(dá)不到汽車15--級.車輛嚴(yán)重超載,即使現(xiàn)在修建的標(biāo)準(zhǔn)較高的混凝土橋梁,也不能避免撓度過大,引起混凝土開裂和鋼筋銹蝕,大大縮短了橋梁的使用壽命。
2.3引起交通事故
車輛嚴(yán)重超載,還極易出現(xiàn)交通事故,如輪胎爆破,主軸斷裂、剎車失靈、車輛前輕后重和駕駛不穩(wěn)等問題,造成交通事故,這是近年來惡性交通事故增加的重要原因。
3結(jié)論
。1)運輸市場的利益驅(qū)動是造成超限運輸?shù)闹饕颉?ldquo;不超限,不掙錢”是大多數(shù)運輸業(yè)戶的觀點,剛剛出廠的新車也要進行改裝,車廂加長、廂板加高及更換鋼板,置國家利益和他人利益于不顧,大搞惡性競爭。
。2)執(zhí)法管理是治理超限運輸?shù)闹饕侄巍5怯捎谲嚩、路長和交通執(zhí)法主體薄弱等原因,加上超限車輛的“刁滑”,采取各種手段逃避檢查,常常讓執(zhí)法人員查而無獲,收效甚微。面對日益增長的交通量和嚴(yán)重的超限運輸現(xiàn)象,必須提高執(zhí)法質(zhì)量,加大對超限現(xiàn)象的執(zhí)法處罰力度。
。3)應(yīng)注意從源頭抓起。公路管理部門應(yīng)配備稱重設(shè)備,掌握行駛車輛的車型,以便實施限級管理;同時應(yīng)加快調(diào)整公路結(jié)構(gòu),適應(yīng)交通發(fā)展。
“村村通油路工程”已實施多年,今年仍是農(nóng)村公路建設(shè)的高峰年,針對主要縣鄉(xiāng)村道路,應(yīng)將眼光放長,將公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高,要嚴(yán)格按照實際交通量,在調(diào)查、預(yù)測、分析的基礎(chǔ)上規(guī)劃、設(shè)計路面結(jié)構(gòu),保證新建的公路在設(shè)計年限內(nèi)能夠良好使用,這樣既有利于保護公路資源,又有利于公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。
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