国外设计方法-附录D 路面设计中混合交通到当量单轴载的转换.doc

PAGE PAGE 2 附录D 路面设计中混合交通到当量单轴载的转换 D.1 综合考虑 本指南的第一部分说明，在路面结构设计和分析的过程中，交通量及其特性的估计是非常重要的。在第二和第三部分中，路面结构的设计需要交通信息。本附录提供了为路面结构在特定的设计期内估计预期当量单轴载做用次数的方法，或者是估计现有路面结构已经承受的当量单轴载的次数。虽然为了说明的目的，本附录中提供了典型的历史上的交通参数，道路设计者和分析者应该使用最好的所能得到的数据来代表某一特定的条件。这些交通数据应该可以从设计部门的日常交通观测获得。随着路面设计和管理科学的日渐成熟，在这些组织之间存在一个紧密的合作关系是非常重要的。 目前，正在进行着不少重大项目来提高交通数据的质量，许多州采用了基于统计的方法进行交通观测。微型计算机技术正在快速的提高规划者用车辆自动分类和动态称重系统来汇集交通数据的能力。 历史已经说明，虽然当前的交通可以被精确的测量，交通特性却随时间而变化。除了这些年由于燃油短缺的影响外，交通量明显地呈稳定增长的趋势。交通规划人员利用此信息，加上人口。 预测，土地使用，经济因素等来预测未来的交通。在当地，这样的预测是在一个系统的基础上完成，对于特定的交通大动脉是在众多的高等级公路的基础上。这些应该被应用于路面结构设计过程中。 从1970到1983，在总交通量中小汽车和公共汽车（在材乡州际公路）的比例从77%降到了63%，而与轴后更多轴的车辆的比例从9%上升到17%。1970到1983年之间，总的当量轴载作用次数增加了105%。重要的一点是如果道路结构是在1970年设计的，对各种类型的车辆假设一个衡定的交通增长率，这将造成路面结构设计的严重不足。 本指南的用户注意，这里讨论的是全国范围的汇总数据，对某一特定的州或公路，趋势可能会有很大的改变。这里可能有很多原因，包括经济条件，当地工业部局，卡车重量限制规定，执行力度，卡车工业的设备变化等。路道设计者应非常注意由1982年的表面交通铺助法案（STAA）可能带来的全国范围内的变化。这个法案可能带来以下结果。（1）特定卡车类型的重量的巨大变化和转移到其他不同的类型（双挂）。（2）由于较宽卡车所带来的荷载作用位置的变化。（3）对为这些新型车辆指定的道路的使用增加。 另外卡车工业界的规则废除也可能会改变许多重要交通线上空载卡车的比例。 这些讨论为了重点强调每一州都应该进行一个交通量规则，车辆分类和卡车陈重的一个综合计划。这些变化的交通趋势预期会给现有道路的寿命和新建道路的设计带来很大的影响。 为了使用本指南中提供的路面设计方法，混合交通必须被转化为18磅单轴载的当量作用次数。为完成这一变化需要以下过程： 轴载当量系数的推导； 将混合交通转化为18磅当量轴载作用次数 考虑车道分布情况； 为了把各种荷载用一个设计参数表示出来，需要确定荷载当量系数。把这些系数乘以给定轴载重类型的作用次数，就可以得到18磅单轴载的作用次数，这个作用次数对路面的使用性能的影响是一样的。 轴载当量系数指的是能够和一次18磅单轴载作用对PSI产生同样减少量的任何轴载和轴组成（单轴、双联轴、三联轴）的重复作用次数。后面的D.1到D.18对一系列的路面结构组合，轴组成，和当最终服务性指数为2.0，2.5，3.0时的轴载当量系数。第二卷的附录MM给出了用来产生这些表格的基于AASHTO试验路的公式。它也给出了把这些表格扩展到三联轴的一些根据。 用来做设计的预测交通量一定基于过去的交通信息，然后考虑增长因素和其他预期的变化进行修改。大多数的州通过和FHWA合作，用卡车重量研究W-4表格的形式积累过去的交通信息，典型的信息包括：（1）每隔2000磅区间的轴重分布（2）所有称重卡车的ESAL（3）每一类型卡车1000个称重卡车的ESAL（4）所有卡车的ESAL（5）ESAL根据卡车类型的分布。 为了得到设计ESAL，需要为柔性路面选择结构数（SN），为刚性路面选择板厚（D），然后从表D.1到表D.18选择单量系数。对设计来讲，选择结构数与或板厚9英寸会给出足够精确的结果，虽然最终设计可能有所不同。如果发生错误，这个假设通常会高估计当量单轴载。当希望更精确的设计结果，计算得到的设计和假设值有很大不同时（刚性路面1英寸的PCC或揉性路面1英寸的沥青混凝土），应重新假设一个新值，重新计算设计ESAL和结构设计。这一过程应持续到假设值日和计算值和所期望的一样接近。 如果当量轴载次数是指两个方向所有车道的作用次数，为了设计，这个作用次数需要但方向和车道进行分布。方向分布通常假设为每一个方向承担教多的载重卡车，在另一个方向上有较多的空车）造成其他分布。对于车道分布，许多州把每个方向100%的交通（总交通的50%）用于设计车道。 一些州对多车道设施确定了车