基于哈平路车辆轴载谱调查下城市道路路面使用性能研究.doc

基于哈平路车辆轴载谱调查下城市道路路面使用性能研究 　　摘要：重载交通已成为目前城市道路路面使用性能破坏的主要形式，论文在对哈尔滨市哈平路的交通量观测数据基础上，结合参考和借鉴了国内外城市道路轴载换算原则和方法，对哈尔滨市城市道路交通量进行轴载换算，得出了相应的轴载谱，别结合轴载谱的结果提出了相应的解决措施。并针对城市道路实际轴载对道路使用性能的影响进行了分析。 　　关键词：城市道路；轴载谱；使用性能；防治措施 　　中图分类号：TU997文献标识码： A 　　1 引言 　　随着我国国民经济的持续发展，我国高等级城市道路建设取得了空前的成就，城市道路通车里程快速增长。然而，在国民经济水平不断提高以及城市道路交通运输事业快速发展的同时，交通运输需求量与运输能力之间的矛盾也越来越突出。城市道路交通量激增，交通运输中的车型日益复杂化，运输车辆中大型货运车辆的比重日益增加，重载车辆增多，车辆超载、超限现象在全国范围内普遍存在并十分严重。路面的早期损坏也即路面的实际使用寿命达不到设计使用年限就出现破坏。目前不少路面的实际使用情况远远达不到这个水平，除材料、施工质量、特殊气候条件等因素外，还有路面结构设计本身的问题及路面结构厚度不足的问题，如果不认真分析造成这些路面早期破坏的原因，形成一致性结论，很难保证这些路面改建后不会出现同样的问题。 　　因此，论文结合了哈尔滨市城市道路的实际情况，通过实际调查研究城市道路上实际车辆的组成、轴载分布特征，建立了城市道路轴载谱，利用轴载调查结果指导和服务于今后的工程设计、建设和养护。 　　2 交通量调查与分析 　　交通量调查是轴载普建立的基础，调查中选择哈尔滨市具有代表性的哈平路进行交通量的观测，交通量的观测采用短期间隙观测和高峰小时观测两种方法。短期间隙调查一般在上午6点到晚上 22点这一区间内进行；高峰小时观测一般在上、下午高峰时间范围内作包括高峰小时在内的 1h~3h 的连续观测。 　　公路年平均日交通量(AADT)指标反映了路网交通量的平均水平，是定量分析路网交通量状况的宏观指标。各典型路段的不同年份的年平均日交通量统计见下表1所示。 　　 　　 表1 哈平路不同年份、不同车型年平均日交通量 　　 　　 　　 　　 　　3 轴载普的建立与分析 　　在我国交通部2000年2月所颁布的《超限运输车辆行驶公路管理规定》中对车辆轴载质量有所新的规定：“单轴单轮组载质量6t，单轴双轮组载质量10t，双轴双轮组载质量18t，三轴双轮组22t”。 　　论文研究中考虑到，若按照超载进行控制，在实际操作和数据处理上存在不方便实施的情况，故采用超限指标来控制。在交通部等七部委2004年4月30日发布的“关于在全国开展车辆超限超载治理工作的实施方案”中，制定了统一的超限超载认定标准，所有车辆在装载时，不能超过下表2中所规定的最大标准。 　　表2 车辆超限超载认定标准 　　 　　 　　 　　 　　根据车辆超限超载时的认定标准，轴载换算时考虑了以弯沉为指标的轴载换算和弯拉应力为指标的轴载换算方法。路面结构在单后轴双轮组的不同轴载作用下，弯沉比的简化公式形式如下： 　　式1 　　或 　　 式2 　　式中：、表示轻车的弯沉；重车的弯沉； 　　、表示标准车型的轮胎压应力；拟换算车型的轮胎压应力； 　　、表示标准车型的单轮传压面当量圆(双圆)直径;拟换算车型的单轮传压面当量圆(双圆)直径； 　　、表示标注车型的弯沉系数;你算车的弯沉系数；a、b表示弯沉比系数； 　　按着上述的统计方法，利用车辆轴载自动称量装置对哈同高速货车进行了连续装载称重调查，并对车辆的每一根轴逐一称取轴重并记录该车辆的总装载重量，哈平路车流量(按轴数)统计结果见表3。 　　表3 车型比例统计表 　　 　　 　　 　　根据公式换算的Ⅰ型轴实际作用次数如下表4-5，轴载普示意图如下图1-2。 　　表4 Ⅰ型轴实际作用次数 　　 　　 　　 　　表5 Ⅱ型轴实际作用次数 　　 　　 　　 　　 　　图1 Ⅰ型轴轴载谱图2 Ⅱ型轴轴载谱 　　根据以上的计算方法得出，Ⅲ型轴轴载谱图和Ⅳ型轴轴载谱如下图3-4. 　　 　　 　　 　　 　　 　　图3 Ⅲ型轴轴载谱图4 Ⅳ型轴轴载谱 　　 　　通过图1~4中各轴型的轴载谱可以得出，Ⅰ型轴(单轴、单轮)的轴载谱只表现出一个峰值，因为车辆前轴多用这种轴型，车辆载重量的多少对它轴载影响不太大。Ⅱ型轴(单轴、每侧双轮)轴载谱显现出两个峰值，分别对应于空车和承载车。超出国家规定的最高限10吨的轴数较多，占总轴数的45.87%，甚至有4.02%的Ⅱ型轴载超过了20吨。Ⅲ型轴(双联轴、每侧双轮)载荷大多集中在20~25吨，其