第三章 水泥混凝土路面交通参数的调查与分析
§3-1 交通荷载调查方法
汽车是路基路面的服务对象,路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要成因,而且,车辆荷载的作用又是影响路面使用寿命的关键因素之—。因此,为了保证设计的路基路面结构达到预计的功能,具有良好的结构性能,车辆荷载是路面设计时考虑的重要因素。影响路面设计的车辆荷载作用的参数主要是:设计使用期内标准轴载的累计作用次数。为此,需采集交通量和轴载方面的数据,预测设计使用期内的交通增长,进行标准轴载作用次数的当量换算等交通分析。
首先应对行驶的汽车作调查分析,包括汽车轮重与轴重的大小与特性;不同车型车轴的布置等。
一、车辆的种类
道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。
客车又分为小客车、中客车与大客车。小客车自身重量与满载总重都比较轻,但车速高,一般可达120km/h,有的高档小车可达200km/h以上;中客车一般包括6个座位至20个座位的中型客车;大客车一般是指20个座位以上的大型客车(包括铰接车和双层客车),主要用于长途客运与城市公共交通。
货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。整车的货厢与汽车发动机为一整体;牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的,牵引车提供动力,牵引后挂的挂车,有时可以拖挂两辆以上的挂车;牵引式半挂车的牵引车与挂车也是分离的,但是通过铰接相互连接,牵引车的后轴也担负部分货车的重量,货车厢的后部有轮轴系统,而前部通过铰接悬挂在牵引车上。货车总的发展趋向是向大吨位发展,特别是集装箱运输水陆联运业务开展之后,货车最大吨位已超过40—50t。
在交通调查中,一般将汽车分为十类:即小型客车、大型客车、小型载货汽车、中型载货汽车、中型载货自卸汽车、中型载货特种汽车、大型载货自卸汽车、大型载货特种汽车、载货拖拉机、大型载货汽车。每种汽车应属于何种分类,交通部工管司提供了交通调查分类图。交通调查时,只要先熟悉每种汽车应属于何种类型,便可得出某断面昼夜混合汽车交通量。
汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面,所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准,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,有时可以不计。
路面结构设计与验算使用的交通量是标准轴载累计作用次数。实际计算时,对沥青路面,只将轴载大于2.5KN的汽车计入。但是在考虑路面表面特性要求时,如平整性、抗滑性等,以小汽车为主要对象,因为小车的行驶速度高,所以要求在高速行车条件下具有良好的平稳性与安全性。
二、汽车的轴型
车辆的全部质量都是通过车轮传给路面的。车辆停放在路面上时,车轮传给路面的荷载是静荷载。静荷载的大小与车辆总质量及轮轴的型式有关。
由于作用在路面的设计荷载千变万化,一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载,其它各种轴载按照一定的原则换算成标准轴载。而标准轴载一般要求对路面的响应较大、同时又能反映本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。
为了统一设计标准和便于交通管理,各个国家对于轴重的最大限度均有明确的规定。据国际道路联合会1989年公布的统计数据,在141个成员国和地区中,轴限最大的为140kN,近40%执行100kN轴限。我国根据公路运输运营车辆的实际,公路与城市道路相关路面设计规范中均以100KN作为设计标准轴重,通常认为我国的道路车辆轴限为100kN。美国为18kip(80.1KN—单轴)(1KN=224.809lbf)、32kip(142.34KN—双轴);德国为110KN;印尼为50KN;黎巴嫩为140KN;联合国141个成员国的比例如下:小于100KN占67.36%、101KN~110KN占11.56%、111KN~120KN占5.44%、大于121KN占15.64%。
通常,整车形式的客、货车车轴分前轴和后轴。绝大部分车辆的前轴为二个单轮组成的单轴,轴载约为汽车总重力的1/3。极少数汽车的前轴由双轴单轮组成,双前轴的载重约为汽车总重的一半。汽车的后轴有单轴、双轴和三轴三种,大部分汽车后轴由双轮组组成,只有少量轻型货车由单轮组成后轴。每一根后轴的轴载大约为前轴轴载的两倍。目前,在我国公路上行驶的货车的后轴轴载,一般在60~130kN范围内,大部分在100kN以下。各种不同轴型的货车如表3-1-1所示,我国常用汽车路面设计参数如表3-1-2所示。
轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结构强度,标准轴载问题涉及运输经济和
路面结构经济性两个方面。国外目前有货车重型化、载客汽车小型化的趋势,使公路运输超限问题同样日趋严重。对中国,由于市场经济的逐步建立,公路货运的经济性为货运部门主要考虑的因素,超限车辆的比例愈来愈大。路面结构的早期破坏与公路货运的超限有很大的关系,因此,必须加强管理,尽可能限制超限车辆的运行。无论是客车还是货车,车身的全部重力都通过车轴上的轮子传给路面,因此,对于路面结构设计而言,更加重视汽车的轴重。由于轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结强度,为了统一设计标准和便于交通管理,各个国家对于轴重的最大限度均有明确的规定。
超载运输是指车辆所装载的货物超过车辆额定载货质量。对路面设计来说,超限运输主要指运输车辆超过路面结构的容许承载能力。超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响,超载且超限的车辆对路面的使用寿命有很大的影响,有的甚至超过路面或桥梁结构的极限承载力,使路面结构出现结构性破坏、使桥梁结构出现整体破坏,产生严重的安全事故。对超载条件下路面结构的设计问题,公路设计技术人员十分重视,目前中国交通部已经颁布并实施了公路超限运输管理条理。
由于汽车货运向大型重载方向发展,货车的总重有增加的趋势,为了满足各个国家对汽车
轴限的规定,趋向于增加轴数以提高汽车总重,因此出现了各种多轴的货车。有些运输专用设备的平板挂车,采用多轴多轮,以便减轻对路面的压力。
不同类型的货车示意图 表3-1-1
序号 | 简图 | 典型车名 | 序号 | 简图 | 典型车名 |
1 | 跃进 | 9 | 挂车 | ||
2 | 解放 | 10 | 黄河挂车 | ||
3 | 黄河 | 11 | 五十铃 | ||
4 | 日野 | 12 | 半挂大于20吨 | ||
5 | 大拖拉 | 13 | 集装箱小于25吨 | 限牌城市||
6 | 客车 | 14 | 集装箱大于25吨 | ||
7 | 大客车 | 15 | 车轴数大于6 | ||
日产逍客8 | 半挂 | 16 | 大中型拖拉机 | ||
我国常用汽车路面设计参数 表3-1-2
序 号 | 汽车型号 | 总重 (KN) | 载重 (KN) | 前轴重 (KN) | 后轴重 (KN) | 后轴数 | 轮组数 | 轴距 | 出产国 |
1 | 解放CA10B | 80.25 | 40.00 | 19.40 | 60.50 | 1 | 双 | 中国 | |
2 | 解放CA15 | 91.35 | 50.00 | 20.97 | 70.38 | 1 | 双 | 中国 | |
3 | 解放CA30A | 99.90 | 46.50 | 26.50 | 2×36.70 | 2 | 双 | 中国 | |
4 | 解放CA30A | 103.00 | 46.50 | 29.50 | 2×36.75 | 2 | 双 | 中国 | |
5 | 解放CA50 | 92.90 | 50.00 | 28.70 | 68.20 | 1 | 双 | 中国 | |
6 | 解放CA340 | 78.70 | 36.60 | 22.10 | 56.60 | 1 | 双 | 中国 | |
7 | 解放CA390 | 105.15 | 60.15 | 35.00 | 70.15 | 1 | 双 | 中国 | |
8 | 东风EQ140 | 92.90 | 50.00 | 23.70 | 69.20 | 1 | 双 | 中国 | |
9 | 黄河JN150 | 150.60 | 82.60 | 49.00 | 101.60 | 1 | 双 | 中国 | |
10 | 黄河JN162 | 174.50 | 100.00 | 59.50 | 115.00 | 1 | 双 | 中国 | |
11 | 黄河JN162A | 178.50 | 100.00 | 62.28 | 116.22 | 1 | 双 | 中国 | |
12 | 黄河JN253 | 187.00 | 100.00 | 55.00 | 2×66.00 | 2 | 双 | 中国 | |
13 | 黄河JN360 | 270.00 | 150.00 | 50.00 | 2×110.0 | 2 | 双 | 中国 | |
14 | 黄河QD351 | 145.65 | 70.00 | 48.50 | 97.15 | 1 | 双 | 中国 | |
15 | 延安SX161 | 237.10 | 135.00 | 54.60 | 2×91.25 | 2 | 双 | 135.0 | 中国 |
16 | 长征XD160 | 213.00 | 120.00 | 42.60 | 2×85.20 | 2 | 双 | 中国 | |
17 | 长征XD250 | 189.00 | 100.00 | 37.80 | 2×72.60 | 2 | 双 | 中国 | |
18 | 长征XD980 | 182.40 | 100.00 | 37.10 | 2×72.65 | 2 | 双 | 122.0 | ds品牌故事中国 |
19 | 长征CZ361 | 229.00 | 120.00 | 47.60 | 2×90.70 | 2 | 双 | 132.0 | 中国 |
20 | 交通SH141 | 80.65 | 43.25 | 25.55 | 55.10 | 1 | 双 | 中国 | |
21 | 交通SH361 | 280.00 | 150.00 | 60.00 | 2×110.0 | 2 | 双 | 130.0 | 中国 |
22 | 南阳351 | 146.00 | 70.00 | 48.70 | 97.30 | 1 | 双 | 中国 | |
23 | 齐齐哈尔QQ560 | 177.00 | 100.00 | 56.00 | 121.00 | 1 | 双 | 中国 | |
24 | 太脱拉111 | 186.70 | 102.40 | 38.70 | 2×74.00 | 2 | 双 | 120.0 | 捷克 |
25 | 太脱拉111R | 188.40 | 102.40 | 37.40 | 2×75.50 | 2 | 双 | 122.0 | 捷克 |
26 | 太脱拉111S | 194.90 | 102.40 | 38.50 | 2×78.20 | 2 | 双 | 122.0 | 捷克 |
27 | 太脱拉138 | 211.40 | 120.00 | 51.40 | 2×80.00 | 2 | 双 | 132.0 | 捷克 |
28 | 太脱拉130S | 218.40 | 120.00 | 50.60 | 2×88.90 | 2 | 双 | 132.0 | 捷克 |
29 | 太脱拉138S | 225.40 | 120.00 | 45.40 | 2×90.00 | 2 | 双 | 132.0 | 捷克 |
30 | 吉尔130 | 85.25 | 40.00 | 25.75 | 59.50 | 1 | 双 | 前苏联 | |
31 | 斯柯达706R | 140.00 | 73.00 | 50.00 | 熊猫报价90.00 | 1 | 双 | 捷克 | |
32 | 斯柯达706RTS | 138.00 | 65.50 | 45.00 | 93.00 | 1 | 双 | 捷克 | |
33 | 日野KB222 | 154.50 | 80.00 | 50.20 | 104.30 | 1 | 双 | 日本 | |
34 | 日野KF300D | 198.75 | 106.65 | 40.75 | 2×79.00 | 2 | 双 | 127.0 | 日本 |
35 | 日野ZM440 | 260.00 | 152.00 | 60.00 | 2×100.0 | 2 | 双 | 127.0 | 日本 |
36 | 尼桑CK10G | 115.25 | 66.65 | 39.25 | 76.00 | 1 | 双 | 日本 | |
37 | 尼桑CK20L | 149.85 | 85.25 | 49.85 | 100.00 | 1 | 双 | 日本 | |
38 | 尼桑6TW(I)13SD | 219.85 | 121.95 | 44.35 | 2×87.75 | 2 | 双 | 日本 | |
39 | 尼桑CW(L)40HD | 237.60 | 141.75 | 50.00 | 2×93.80 | 2 | 双 | 日本 | |
40 | 扶桑FP101 | 154.00 | 94.10 | 54.00 | 100.00 | 1 | 双 | 日本 | |
41 | 扶桑FU102N | 214.00 | 133.80 | 44.00 | 2×85.00 | 2 | 双 | 日本 | |
42 | 扶桑FV102N | 254.00 | 164.95 | 54.00 | 2×100.0 | 2 | 双 | 日本 | |
43 | 菲亚特682N3 | 140.00 | 75.50 | 10.00 | 100.0 | 1 | 双 | 意大利 | |
44 | 菲亚特650E | 105.00 | 67.00 | 33.00 | 72.00 | 1 | 双 | 意大利 | |
45 | 依士慈TD50D | 142.95 | 76.65 | 46.55 | 96.40 | 1 | 双 | 日本 | |
46 | 依士慈TD50 | 132.20 | 76.65 | 42.20 | 80.00 | 1 | 双 | 日本 | |
47 | 依发H6 | 132.00 | 什么叫无级变速 65.50 | 45.50 | 86.50 | 1 | 双 | 德国 | |
48 | 布切奇5BR2N | 92.50 | 50.00 | 24.55 | 67.95 | 1 | 双 | 罗马尼亚 | |
49 | 喀什布阡131 | 68.25 | 35.00 | 18.00 | 50.25 | 1 | 双 | 罗马尼亚 | |
50 | 劳斯莱斯报价及图片 切贝尔D350 | 72.00 | 35.00 | 24.00 | 48.00 | 1 | 双 | 匈牙利 | |
51 | 切贝尔D420 | 83.00 | 45.00 | 28.20 | 54.80 | 1 | 双 | 匈牙利 | |
52 | 切贝尔D45.01 | 101.00 | 55.00 | 32.00 | 69.00 | 1 | 双 | 匈牙利 | |
53 | 切贝尔D750.0 | 160.00 | 93.60 | 60.00 | 180.00 | 1 | 双 | 匈牙利 | |
54 | 沃尔沃N8648 | 175.00 | 100.00 | 55.00 | 120.00 | 1 | 双 | 瑞典 | |
55 | 斯堪尼亚L760 | 180.00 | 100.00 | 70.00 | 120.00 | 1 | 双 | 瑞典 | |
56 | 玛斯200 | 137.00 | 72.00 | 36.00 | 101.00 | 1 | 双 | 前苏联 | |
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