超载车辆对高速公路沥青路面破坏原因的分析及对策
摘要：过量超载的车辆是造成高速公路沥青路面开裂、凹陷、唧泥
、使用寿命骤减的主要原因。以厦漳高速公路厦门路段为例，对该路段
沥青路面进行路况调查、钻芯取样试验、实际交通量分析、路面各层弯
拉应力、剪应力验算，并提出修补方案以及防止损坏的措施。
关键词：超载；高速公路；路面；损坏；分析
厦漳高速公路于1997年12月建成通车，使用一年后部分路段发现路
面出现开裂现象，为此，1999年5月至2000年4月对损坏的情况进行了全
面的检查、钻芯取样观察、弯沉测定、理论分析计算和修补方法的探索
。认为造成路面局部开裂、凹陷、唧泥的原因主要来源于运输煤炭、水
泥的车辆过量超载（载重5t车装运13t～18t），使沥青路面所承受的剪
应力过大而破坏。
1 厦漳高速公路路面设计情况
厦漳高速公路路面设计交通量，依据1993年OD调查结果推算，竣工第一
年的标准轴载BZZ－100型日平均当量轴次为1300次?日，交通量增长率
为9．8％，使用年限15年，一个车道累计当量轴次为742万轴次，设计
容许弯沉值Lr＝0．359mm。路面设计以交通部JTJ014—86《公路柔性路
面设计规范》的有关规定为依据。
沥青路面结构从下到上为：20cm厚水泥石灰综合稳定土基层，33cm厚5
％水泥稳定碎石基层，1cm沥青表处下封层，6cmAC－25Ⅱ下面层，4cm
AC－16Ⅰ中面层，4cm多碎石SAC－16抗滑表面。2 路况调查结果
厦门至漳州（称下行线）通车一年半来，路况基本保持完好，裂缝很少
。而漳州至厦门（称上行线）部分路段出现横向裂缝、网状裂缝、局部
出现车辙和凹陷、唧泥。病害的主要特征：横向裂缝集中在行车道，一
般没有伸入超车道；纵向裂缝主要集中在行车道，以及超车道右侧附近
；网状裂缝主要集中在行车道及超车道右划线附近区域，呈现细小分布
较广；主车道局部路段有较明显车辙和凹陷。主车道这种车辙是由于行车荷载作
用、路表开裂后的渗水引起的不可恢复的永久变形，而不是常见的高温
引起的车辙。凹陷、唧泥是在车辙的位置，经荷载反复作用，雨水浸入
造成。
从路况调查表明：因上行线和下行线车辆载重的差异，行车一年半后的
路况不同，病害状况也不同。从而同一断面或同一地段下行线没有横向
、纵向裂缝，上行线有横向、纵向裂缝的情况分析，可以排除因路基不
均匀沉陷，半刚性基层裂缝往上反射的可能性。
3 钻芯取样试验结果
厦门高速公路有限公司委托长沙交通学院交通设计研究所（以下称长沙
交研所）对出现病害的路段进行钻芯取样观察和芯样试验。
长沙交研所对上行线网裂和凹陷部位的钻芯试样10个，停车道和路面完
好部位的钻芯样4个，开裂处钻芯样2个，并同时对严重凹陷的挖孔进行
了观察。
3．1 对芯样和挖孔观测
（1）网裂和凹陷的部位钻取的芯样，表面层和中面层层间粘接良好，
中面层与底面层易分开；底面层AC－25－Ⅱ混合料水损害严重，中面层
与底面层之间几乎已没有沥青；半刚性基层表层的1cm～2cm有软化现象；
（2）凹陷严重部位挖开观察，33cm分二次摊铺的半刚性基层，上层16
cm已完全松散，下层17cm完好。这是面层开裂后地表水渗入半刚性基层
表面并在行车冲击作用下引起的；
（3）紧急停车道和路面完好部位钻孔表明半刚性基层板结良好。
3．2 芯样实测孔隙率及抽提筛分试验
（1）表面层混合料在紧急停车道上钻孔试件孔隙率明显比行车道上大；
（2）中面层混合料空隙率对比表明，紧急停车道和行车道混合料差异
不太显著，但有明显追密趋势；
（3）抽提筛分试验表明，混合料级配均未发现任何异常，而其中一组
油石比较低，是由于面层开裂，地表水渗透、冲刷及车载冲击作用，使
部分集料表面的沥青被水剥落，唧泥时带走，使得下面层AC－25－Ⅱ混
合料油石比偏底。在停车道和完好路面钻芯样试验，证实油石比正常，
未发现明显异常。
从上述取芯试验调查分析，各面层混合料配合比设计、施工配合比控制
及现场压实情况基本正常，可以排除因施工质量造成路面损坏的疑问。
4 标准轴载计算及分析
4．1 交通量调查和分析
根据收费车辆流量分析。2000年4月和5月二个月通过该路段日平均交通
量一类车（载重2500kg以下）4875辆次；二类车（载重2500kg～7000kg）5940辆次；
三类车（载重7000kg～15000kg）1248辆次；四类车（载重15000kg～20000kg）615辆次。
经现场对超载车辆调查，超载的主要是二类车，且二类车以东风牌超载
居多，核定载重5000kg，一般都载重10000kg至15000kg，甚至18000kg
。夜间超载比率高，上行线占重载车80％，下行线占重载车10％。本文
分析时，设定三类车按黄河JN－150标准载重换算，四类车按日野ZM44
0标准载重换算，二类车按东风EQ140换算，按上行线60％重载，40％空
载，其中重载车30％按标准载荷，40％载荷10000kg，20％载荷13000k
g，10％载荷15000kg，一般情况下80％行驶在行车道，20％行驶在超车
道；下行线空载60％，重载40％，超载10％按载重10000kg计算。
4．2 轴载当量作用次数换算
按现行《公路沥青路面设计规范》推荐的各级轴载换算成标准轴载的公
式，将各类车辆轴载换算为标准轴载当量作用次数。作为探讨，对大于
130kN轴载仍按规范推荐的公式进行换算。
经换算各类车型的换算系数作 《超载车辆对高速公路沥青路面破坏原因的分析及对策》
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、使用寿命骤减的主要原因。以厦漳高速公路厦门路段为例，对该路段
沥青路面进行路况调查、钻芯取样试验、实际交通量分析、路面各层弯
拉应力、剪应力验算，并提出修补方案以及防止损坏的措施。
关键词：超载；高速公路；路面；损坏；分析
厦漳高速公路于1997年12月建成通车，使用一年后部分路段发现路
面出现开裂现象，为此，1999年5月至2000年4月对损坏的情况进行了全
面的检查、钻芯取样观察、弯沉测定、理论分析计算和修补方法的探索
。认为造成路面局部开裂、凹陷、唧泥的原因主要来源于运输煤炭、水
泥的车辆过量超载（载重5t车装运13t～18t），使沥青路面所承受的剪
应力过大而破坏。
1 厦漳高速公路路面设计情况
厦漳高速公路路面设计交通量，依据1993年OD调查结果推算，竣工第一
年的标准轴载BZZ－100型日平均当量轴次为1300次?日，交通量增长率
为9．8％，使用年限15年，一个车道累计当量轴次为742万轴次，设计
容许弯沉值Lr＝0．359mm。路面设计以交通部JTJ014—86《公路柔性路
面设计规范》的有关规定为依据。
沥青路面结构从下到上为：20cm厚水泥石灰综合稳定土基层，33cm厚5
％水泥稳定碎石基层，1cm沥青表处下封层，6cmAC－25Ⅱ下面层，4cm
AC－16Ⅰ中面层，4cm多碎石SAC－16抗滑表面。2 路况调查结果
厦门至漳州（称下行线）通车一年半来，路况基本保持完好，裂缝很少
。而漳州至厦门（称上行线）部分路段出现横向裂缝、网状裂缝、局部
出现车辙和凹陷、唧泥。病害的主要特征：横向裂缝集中在行车道，一
般没有伸入超车道；纵向裂缝主要集中在行车道，以及超车道右侧附近
；网状裂缝主要集中在行车道及超车道右划线附近区域，呈现细小分布
较广；主车道局部路段有较明显车辙和凹陷。主车道这种车辙是由于行车荷载作
用、路表开裂后的渗水引起的不可恢复的永久变形，而不是常见的高温
引起的车辙。凹陷、唧泥是在车辙的位置，经荷载反复作用，雨水浸入
造成。
从路况调查表明：因上行线和下行线车辆载重的差异，行车一年半后的
路况不同，病害状况也不同。从而同一断面或同一地段下行线没有横向
、纵向裂缝，上行线有横向、纵向裂缝的情况分析，可以排除因路基不
均匀沉陷，半刚性基层裂缝往上反射的可能性。
3 钻芯取样试验结果
厦门高速公路有限公司委托长沙交通学院交通设计研究所（以下称长沙
交研所）对出现病害的路段进行钻芯取样观察和芯样试验。
长沙交研所对上行线网裂和凹陷部位的钻芯试样10个，停车道和路面完
好部位的钻芯样4个，开裂处钻芯样2个，并同时对严重凹陷的挖孔进行
了观察。
3．1 对芯样和挖孔观测
（1）网裂和凹陷的部位钻取的芯样，表面层和中面层层间粘接良好，
中面层与底面层易分开；底面层AC－25－Ⅱ混合料水损害严重，中面层
与底面层之间几乎已没有沥青；半刚性基层表层的1cm～2cm有软化现象；
（2）凹陷严重部位挖开观察，33cm分二次摊铺的半刚性基层，上层16
cm已完全松散，下层17cm完好。这是面层开裂后地表水渗入半刚性基层
表面并在行车冲击作用下引起的；
（3）紧急停车道和路面完好部位钻孔表明半刚性基层板结良好。
3．2 芯样实测孔隙率及抽提筛分试验
（1）表面层混合料在紧急停车道上钻孔试件孔隙率明显比行车道上大；
（2）中面层混合料空隙率对比表明，紧急停车道和行车道混合料差异
不太显著，但有明显追密趋势；
（3）抽提筛分试验表明，混合料级配均未发现任何异常，而其中一组
油石比较低，是由于面层开裂，地表水渗透、冲刷及车载冲击作用，使
部分集料表面的沥青被水剥落，唧泥时带走，使得下面层AC－25－Ⅱ混
合料油石比偏底。在停车道和完好路面钻芯样试验，证实油石比正常，
未发现明显异常。
从上述取芯试验调查分析，各面层混合料配合比设计、施工配合比控制
及现场压实情况基本正常，可以排除因施工质量造成路面损坏的疑问。
4 标准轴载计算及分析
4．1 交通量调查和分析
根据收费车辆流量分析。2000年4月和5月二个月通过该路段日平均交通
量一类车（载重2500kg以下）4875辆次；二类车（载重2500kg～7000kg）5940辆次；
三类车（载重7000kg～15000kg）1248辆次；四类车（载重15000kg～20000kg）615辆次。
经现场对超载车辆调查，超载的主要是二类车，且二类车以东风牌超载
居多，核定载重5000kg，一般都载重10000kg至15000kg，甚至18000kg
。夜间超载比率高，上行线占重载车80％，下行线占重载车10％。本文
分析时，设定三类车按黄河JN－150标准载重换算，四类车按日野ZM44
0标准载重换算，二类车按东风EQ140换算，按上行线60％重载，40％空
载，其中重载车30％按标准载荷，40％载荷10000kg，20％载荷13000k
g，10％载荷15000kg，一般情况下80％行驶在行车道，20％行驶在超车
道；下行线空载60％，重载40％，超载10％按载重10000kg计算。
4．2 轴载当量作用次数换算
按现行《公路沥青路面设计规范》推荐的各级轴载换算成标准轴载的公
式，将各类车辆轴载换算为标准轴载当量作用次数。作为探讨，对大于
130kN轴载仍按规范推荐的公式进行换算。
经换算各类车型的换算系数作 《超载车辆对高速公路沥青路面破坏原因的分析及对策》
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