广西地区普通公路交通流量特征及其影响研究

黄 慧，冯永平，何金兰，谢沛蓉

(1.广西公路技工学校，广西 南宁 530023；2.广西壮族自治区沿海公路管理局，广西 钦州 535000)



广西地区普通公路交通流量特征及其影响研究

黄 慧1，冯永平2，何金兰1，谢沛蓉1

(1.广西公路技工学校，广西 南宁 530023；2.广西壮族自治区沿海公路管理局，广西 钦州 535000)

文章调查研究了广西地区普通公路与高速公路的交通运行特征差异，并通过交通量大数据调查，分析了广西地区普通公路主要国省干道的交通等级水平及重载交通对普通公路使用性能的影响，同时结合普通公路建设与维修的经济、技术等实际条件，提出了综合考虑经济、技术等因素的结构与材料组成设计的适用性技术建议，为广西地区普通公路建养、设计、施工等单位提供参考。

普通公路；交通流量；大数据；交通水平；重载；路面结构；应对措施

0 引言

交通特征、气候、地形地质条件是影响道路结构与材料在运营期服役性能变化的最主要外在因素，是评价路面结构选择与材料组成设计是否合理、适用的重要因素，因此，充分研究并获取一个地区的交通、气候、地形地质条件特征是指导路面结构与材料设计的重要工作。一般来讲，气候、地形地质条件是一个地区相对稳定的地方属性特征，而交通特征相对复杂、可变因素较多，通过大数据调查掌握一个地区的交通流量特征对指导路面结构设计具有重要意义。因此本文通过研究分析广西地区普通公路交通流量特征，通过交通量大数据调查，对广西地区主要国省干道的交通等级进行了划分，结果表明广西地区主要国省干道重交通及特重交通特征明显，分析了重载交通对路面结构与材料的影响，并针对广西地区实际情况提出了相应对策，可为广西地区普通公路路面结构与材料组成优化设计提供技术参考。

1 普通公路交通流量特征

由于普通公路与高速公路在运输功能及作用定位等方面明显不同，使得普通公路与高速公路交通运行条件差异性较大，尤其是在交通流量分布特征上也有明显不同，主要体现在以下几个方面：

(1)交通网络扩散性：高速公路多为国家或省级干线，运输区域广，交通延伸性大；路网公路多为省道或省内县市干线，交通运输流通循环区域较小。

(2)交通量特征：一般情况下，高速公路交通量要大于路网公路交通量，且重载交通明显，然而近几年路网公路重载交通特征逐渐凸显。另外，相比云南、贵州、湖南等周边省区，广西地区大多数普通公路建设、养护情况及整体路况良好，良好的运输条件使广西普通公路吸引了大量交通流，因此使广西主要国省干道重型货车通行量较大。

(3)交通运行特征：高速公路的交通渠化特征要比普通公路明显，且高速公路的行车速度明显大于普通公路的行车速度。

(4)货车通行特征：由于高速公路货车通行费用远高于普通公路通行费用，在物流运输成本影响下，根据运输货物特性的不同，普通干线公路分流了一大部分货车流量。高速公路大型货车运输货物一般具有运输时间短、运输距离远、货物贵重、对路况要求高(防碰、防颠簸等)、对安全性要求高等特征，如运输绿色农产品、运输车辆、运输危化品及贵重的大型大宗货物；而普通公路分流的货车流具有中低价值货物、超重货物、短途距离运输、受路况运输性能影响小等特点。另外由于高速公路与普通公路对超重车的收费及管理处罚力度不同，普通公路中的大型货车单车载重量更大，一般都会超重超载，如普通公路运输中常见水泥运输车、砂石料运输车等。

(5)普通公路国省干道沿线分布的大型厂矿、大型重工企业、砂石场的重载超重特征十分明显，在路面设计中应予以重点关注。

(6)随着普通公路取消收费，受高速公路收费高等物流运输成本影响，国省干道的重载交通压力会越来越大，因此在普通公路路面结构与材料组成设计中应给予重视，以适应重载交通的分布特征及变化。

2 广西国省干道交通等级划分

2.1 重型货车通行量调查

在道路上行驶的多种车辆的组合中，重型货车与大客车起决定作用，轻型货车与中小客车影响很小，在交通量调查中可以不计。根据沥青路面设计规范中交通等级划分标准，当各种货车每日每车道交通量>1 500辆时属于重交通，>3 000辆时属于特重交通。因此，本文通过对广西地区普通公路典型路段进行24 h断面交通流量大数据调查，研究分析了广西地区主要干道交通总量和重型货车通行量，并以此进行了交通等级划分，如表1所示。

表1 广西地区重型货车通行分布特征调查结果表

由表1可知，普通公路中主要国省干道重型货车通行量达到重交通甚至特重交通水平。因此，路网公路在建设或大中修工程中，应充分考虑路段内的交通量水平，必要时适当增加工程资金，优化路面结构组合与材料组成设计，以提高普通公路路面结构与材料的重载交通适应性。

2.2 轴载换算及交通等级划分

根据对路网公路货车通行现场观测调查，路网公路通行的大型货车类型多样，既有中大型货车，又有超大型货车(如双联轴、三联轴等)。在本次交通流量观测时，统计了重型货车总通行量，但未进行现场实地轴载称重。因此，本文为计算累计标准轴载当量轴次，根据对典型路段的交通调查与经验，同时充分考虑全部货车类型及超重影响，在进行轴载换算时将货车代表车型预估为黄河JN360(3轴)。

根据沥青路面设计规范以双轮组单轴载100 kN作为标准轴载，以设计弯沉值为指标验算沥青层层底拉应力对应的累计当量轴次，计算公式如下：

N=∑C1C2ni(Pi/P)4.35

(1)

式中：N——标准轴载的当量轴次(次/日)；

ni——被换算车型的各级轴载作用次数(次/日)；

P——标准轴载(kN)；

Pi——被换算车辆的各级轴载(kN)；

C1——轴数系数；

C2——轮组系数。

本次轴载换算中的计算参数如表2所示。

表2 代表车型轴载换算参数表

备注：轴载<25 kN的轴载作用不计

(2)

根据沥青路面设计规范，采用公式(2)预测广西地区普通公路未来10年的标准轴载当量轴次。计算中取车道系数为0.7，以2011年实测交通量为基准(初始年份)，交通量年平均增长率为8%，预估2011-2021年的累计当量轴次计算结果如表3所示。

表3 广西地区主要国省干道重载交通分布表

由表3可知：(1)广西地区主要国省干道重载交通水平严峻，大部分国道交通量水平达到或接近特重交通水平；(2)按轴载换算累计当量轴次交通等级划分优于按重型货车自然通行量进行等级划分；(3)由于现行沥青路面设计规范轴载换算仅适用于轴载<130kN的情况，还无法准确预估轴载>130kN超载车辆的轴载换算结果，表3轴载换算交通等级划分是根据标准轴载计算而来，未考虑超载影响，而实际普通公路上尤其是靠近大型砂石厂矿、河道港口等物流运输特征明显的干道上超载车辆占比仍然很高。因此在路面设计中应充分考虑超载对路面结构的影响，在经济、技术充分论证下，可适当提高按标准轴载换算获得的交通等级。

3 重载交通影响与对策

3.1 重载对水泥路面的影响与对策

广西地区由于石灰岩及其水泥资源丰富，水泥路面在广西地区公路中尤其是普通公路中得到了良好的应用。据统计分析表明，广西地区水泥路面大部分都能使用8～10年及以上并未进行大中修。水泥路面的重载交通适应性较强，发挥了其良好的抗压特性，但随着重载交通的增长，水泥路面的断板在运营期间会越来越多，主要是受基层脱空或下承层不稳固，面板承受了较大的动荷载下的弯拉应力，在重载振动效应下面板发生断裂。现场调查表明，相同结构下，重载交通越明显水泥路面断板率越高，如G209线某段，上下行双向重载交通差异明显，上行方向重车满载多，下行方向货车空载多，导致上行方向水泥路面断板、破碎板等病害大幅度超出下行方向的路面病害。鉴于水泥路面在广西地区的适用性良好，且水泥路面对重载交通具有较强的适应性，在经济、技术等条件综合考虑下，一是可采用复合式路面，新建水泥路面+至少4cm以上的沥青面层；二是可采用分期修建方式，初期施工水泥路面运营5～10年，在水泥路面使用性能尚未明显下降情况进行沥青面层罩面(>4cm)处理。

3.2 重载对沥青路面的影响与对策

由于广西地区夏季炎热高温多雨，重载交通对沥青路面的影响更加突出，尤其是广西地区普通公路沥青路面沥青层厚度普遍偏薄(4～7cm)，已有路况调查表明，广西地区沥青路面病害以车辙、反射裂缝、疲劳开裂为主，均与重载交通荷载作用密切相关。因此，为提高广西地区沥青路面的重载交通适应性应做到：(1)在结构设计上适当提高沥青面层厚度，半刚性基层沥青面层厚度宜控制≥10cm，刚性基层复合式路面沥青面层厚度宜控制≥4cm；(2)可采用优化型大粒径级配碎石基层+至少10cm的沥青面层结构。在充分压实的情况下，利用大粒径级配碎石良好的骨料嵌挤作用，并具有一定的排水功能，可降低行车作用下的变形和永久变形，为上部沥青面层提供足够的承载能力；(3)在工程经济成本允许情况下，采用柔性基层沥青路面结构，柔性基层采用约10cm厚ATB类沥青稳定碎石，面层采用4～5cm的AC类沥青混凝土；(4)在材料组成设计上，增强沥青混合料的高温、重载抗变形能力，可采用改性沥青胶结料和骨架嵌挤密实型级配等技术措施提高沥青混合料的抗变形能力。

4 结语

本文通过大数据交通量调查研究，分析了广西地区普通公路的交通运行特征，研究了广西地区普通公路主要国省干道的交通等级水平，得到如下结论与建议：

(1)本文调查分析表明，广西地区普通公路主要国省干道大部分达到重交通及特重交通水平，尤其是随着普通公路取消收费，普通公路重载交通特征将会越来越凸显，普通公路路面结构与材料的抗重载问题会越来越突出。

(2)大型、重型、特大型货车在普通公路交通流量中比例较大，尤其是普通公路沿线分布大型砂石场、厂矿、航道码头等重载交通运输通道的路段中，重载交通对路面结构与材料的损害大，在进行标准轴载累计当量轴次换算中应考虑超重超载货车的影响，并在路面结构与材料组成设计中应进行优化设计。

(3)基于普通公路建养、维修工程的资金投入问题，为提高重交通、特重交通路线的路面结构与材料的适应性，延长普通公路使用寿命，减少普通公路全寿命周期内的资金投入，综合考虑经济、技术、使用寿命等因素，提出修建复合式路面或分期式修建复合式路面、适当增厚沥青面层厚度、采用柔性基层或大粒径级配碎石基层、采用改性沥青胶结料和骨架嵌挤密实型级配等技术措施，以满足普通公路主要国省干道适应日益增长的重载交通需求。

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Study on Traffic Flow Characteristics and Its Impact of Ordinary Highway in Guangxi Region

HUANG Hui1，FENG Yong-ping2，HE Jin-lan1，XIE Pei-rong1

(1.Guangxi Highway Technical School，Nanning，Guangxi，530023；2.Guangxi Coastal Highway Administration，Qinzhou，Guangxi，535000)

This article investigated and studied the traffic operation characteristics differences between ordinary highways and expressways in Guangxi region，and through the investigation of traffic flow large data，it analyzed the traffic grade level of major national and provincial highways in Guangxi ordinary highways as well as the influence of heavy load traffic on the road performance of ordinary highways，and then combined with the actual economic and technical conditions of ordinary highway construction and maintenance，it proposed applicable technical recommendations for the structure and material composition design considering the economic，technological and other factors，which can provide reference for construction and maintenance，design，construction and other units of ordinary highways in Guangxi region.

Ordinary highway；Traffic flow；Large data；Traffic level；Heavy load；Pavement structure；Countermeasures

U491.1+11

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.09.003

1673-4874(2016)09-0009-04

2016-08-02

黄 慧(1984—)，硕士，工程师，研究方向：公路结构与材料性能、公路建设、养护等；

冯永平(1967—)，高级工程师，研究方向：公路建设、养护、管理；

何金兰(1986—)，硕士，讲师，研究方向：公路结构与材料性能、养护等；

谢沛蓉(1988—)，助理工程师，研究方向：公路结构与材料性能、养护等。

广西交通科技项目“广西路网公路路面结构适用性研究”(批准号：20122636)