天津市高速公路货车轮胎接地特性调查与分析★

肖 田 孙吉书 王晓华

0 引言

随着国民经济的快速发展，公路运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超载现象十分普遍[1］。根据天津市的干线公路交通调查资料，货运汽车的平均超载率为53%～85%，最大超载率达到了220%[2］。重超载现象已成为引起当前我国沥青路面破坏的最主要因素之一[3］。

货车轮胎的接地面积和接地压强是沥青路面设计的重要参数，我国《公路沥青路面设计规范》规定的标准轴载采用BZZ-100，接地压强 0.7 MPa，当量圆半径 10.65 cm[4］。而轮胎接地压力分布特性随轮胎胎压、负荷甚至花纹的不同而有很大变化，特别是当负荷超载、胎压超限时，这种变化更为显著[5］。为了应对重载交通问题，本文通过实测得到了天津市高速公路典型货车轮胎在不同轴载作用下的接地面积与接地压强，统计分析得到了轮压与轮胎接地面积的相关关系计算公式，有利于了解实际货车的接地状态，提高沥青路面的设计质量。

1 调查方法简述

为了明确天津市高速公路上行驶的货车的实际轴载及其轮胎接地状态情况，我们首先初步调查了不同车辆在满载和空载情况下的轮胎充气压力、接地压强与接地面积，进而选出典型的车辆类型，采用CL102B便携式超限超载汽车轴重仪分别对不同轴型货车每轴进行称重，应用复写纸记录下不同轴载作用下轮胎的接地面积，进而计算出不同轴载作用下货车轮胎的接地面积、接地压强等参数。

调查方法流程为:不同货车满载情况下轮胎充气压力、接地压强与接地面积调查→典型车型的选择→不同轴载作用下的轮胎接地面积调查、轮重检测→接地压强计算、轴载—轮胎接地面积关系式的确定。

2 调查结果与分析

2.1 不同车型充气压力与接地面积调查

通过初步的调查与分析，本文对天津市高速公路上行驶的常见车型进行了空载与满载情况下的轮胎充气压力及接地面积实地调查，结果详见表1～表4。

表1 三轴车(单轴单轮+双轴双轮)轮胎充气压力和接地面积(单侧)

表2 四轴半挂车(单轴单轮+单轴双轮—双轴双轮)轮胎充气压力和接地面积(单侧)

表3 五轴半挂车(单轴单轮+单轴双轮—三轴双轮)轮胎充气压力和接地面积(单侧)

从表1～表3的调查结果可以看出，调查范围内各种车辆所有车辆轮胎充气压力均大于0.7 MPa，空载车辆轮胎接地压强大于0.7 MPa的约占53%，满载车辆轮胎接地压强大于0.7 MPa的占95.3%，即几乎都超过规范中所规定标准限值(0.7 MPa)。因此，对于重载交通的沥青路面设计，需要根据实际调查结果，统计分析出更为适合的轴载—轮胎接地面积公式。

2.2 轮载—轮胎接地面积关系式的确定

应用典型车辆，分别检测不同轴载作用下其轮胎接地面积值，调查结果详见表4。

从表4的实测数据可以看出，随着轴载的增大，轮胎的接地面积会随之而增大。应用最小方差法得出轮载—轮胎接地面积关系式如下:

其中，A为轮胎接地面积，cm2;P为轮胎压力，N。

假定轮载P均匀分布在接触面的圆面积上，则当量圆半径为r，可求得接地压强p为:

这样，就能更为准确地设置路面参数，进而优化路面结构设计，提高路面设计质量。

表4 不同轴重情况下轮胎的接地面积

3 结语

本文实测得到了天津市高速公路典型货车轮胎在不同轴载作用下的接地面积与接地压强，统计分析得到了轮压与轮胎接地面积的相关关系计算公式，主要结论如下:

1)调查范围内各种车辆所有车辆轮胎充气压力均大于0.7 MPa，空载车辆轮胎接地压强大于0.7 MPa的约占53%，满载车辆轮胎接地压强大于0.7 MPa的占95.3%，即几乎都超过规范中所规定标准限值(0.7 MPa)。

2)随着轴载的增大，轮胎的接地面积会随之而增大。

3)应用最小方差法，得出轮载—轮胎接地面积的计算关系

式:A=0.007 2P+180，可以更为准确地设置路面参数，进而优化路面结构设计，提高路面设计质量。

[1]陈浙江，王玲娟.超载下的沥青路面轴载换算[J］.公路交通技术，2007(1):37-40.

[2]天津市市政公路局.天津市主要干线公路交通调查报告[R］.2007.

[3]孙吉书.超重车辆作用下柔性路面的破损分析[J］.中外公路，2009(2):61-65.

[4]JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范[S］.

[5]胡小弟，孙立军.重型货车轮胎接地压力分布实测[J］.同济大学学报(自然科学版)，2005(11):1443-1448.