公路路面重载情况研究与分析

赵倩倩

(辽宁省交通规划设计院，辽宁 沈阳 110166)

在我国，车辆的重载问题非常严重。在交通轴载不断增加的同时，传统道路的承载能力却增长缓慢，使得很多道路产生了提前破坏，往往在预测的维修期之前便已造成严重破坏，不得不提前进行维修。因此我们有必要对目前道路的重载情况进行分析并探讨出一种适应重载超载的路面结构。

众多研究证实，重载及超载对道路设施的影响十分严重。目前我国相关规范将0.7MPa作为标准接地压力，以进行路面结构和材料设计。实际上，由于重载和超载现象的存在，实际的接地压力往往要大的多。同济大学孙立军等研究了超载作用及不同轮胎类型对路面接地压力的影响，认为轮胎类型会对路面接地压力造成压力分布不均的问题，大部分情况下轮胎外缘引起的剪切应力是造成路面车辙等病害的主要原因;轮胎外缘的剪切应力大于标准接地压力，在超载和较大轮胎气压的情况下，接地压力往往可以达到1.0MPa以上。由于路面结构往往存在极限要求，若轴载作用超过极限要求，必将造成结构提前损坏，使用期内养护费用骤增，还会导致道路的服务质量水平大幅下降。现在新建的道路往往不到设计年限便出现损坏和重载超载的影响是密切相关的。

因此，通过对路面重载的分布特性和作用情况进行数据采集和研究，能够引导设计人员正确认识道路特性理解路面运行中的实际情况，在设计过程中合理采用设计参数保证路面结构稳定，在设计中做到有的放矢。

1 重载数据的收集

选取山东省某市一条二级公路作为研究对象，在交警的协助下采用现场地磅抽样实测的方法对通过车辆做详细信息采集，采集内容主要为车牌、实测总质量、核定总质量、超限质量、各组轴号及其对应的轴型和实测轴重。

信息采集的格式如下：每辆车所拥有轴组的轴号从车头至车尾最多分为1-4号(不同车型所拥有的轴组数不同，最少的有1-2号轴，最多有1-4号轴)，而每组轴的类型由编号 1、2、5、7 表示。其具体意义如下：1——单轴单轮组;2——单轴双轮组;5——双轴双轮组;7——三轴双轮组。以车牌号为鲁XXXXX的车辆为例，该车信息采集为该车实测质量20390kg，核定总质量55000kg，超限质量为0;1号轴为单轴单轮组，实测质量4200kg;2号轴为单轴单轮组，实测质量3550kg;3号轴为单轴双轮组，实测质量4410kg;4号轴为三轴双轮组，实测质量8230kg。

本研究采取按不同车型对数据进行分类，其中不同车型通过其拥有的轴型种类和顺序进行分类，分类如下图。

车型1+1——1号轴为单轴单轮，2号轴单轴双轮;车型1+2——1号轴为单轴单轮，2号轴双轴双轮;车型1+1：S1——1号轴为单轴单轮，2号轴单轴单轮，3号轴单轴双轮;车型1+1：S2——1号轴为单轴单轮，2号轴单轴单轮，3号轴双轴双轮;车型1+2：S2——1号轴为单轴单轮，2号轴双轴双轮，3号轴双轴双轮;车型1+1：S3——1号轴为单轴单轮，2号轴单轴双轮，3号轴三轴双轮;车型1+2：S3——1号轴为单轴单轮，2号轴双轴双轮，3号轴三轴双轮;其他挂车——轴数＞6的车型(无图示)。

2 实测重载数据结果

由于篇幅所限，不能将结果全部贴出，仅给出部分超载情况下的测量结果：

1+2车型：样本1超限质量9930Kg，1号轴1，实测质量6520Kg，2号轴5，实测质量33410Kg，超载率33.1%;样本 2超限质量10090Kg，1号轴1，实测质量7080Kg，2号轴5，实测质量33010Kg，超载率33.6%;样本 3超限质量 9440Kg，1号轴1，实测质量6280Kg，2号轴5，实测质量33160Kg，超载率31.4%。

1+1：S1车型：样本 1实测质量 44340Kg，超限质量14340Kg，1 号轴 1，实测质量 7100Kg，2 号轴 1，实测质量8940Kg，3号轴2，实测质量28300Kg，超载率33.1%。

1+2：S2车型：样本 1实测质量 55120Kg，超限质量5120Kg，1 号轴 1，实测质量 5560Kg，2 号轴 5，实测质量25870Kg，3 号轴 2，实测质量 10570Kg，4 号轴 2，实测质量13120Kg，超载率10.2%;样本2实测质量55000Kg，超限质量5000Kg，1 号轴 1，实测质量 5140Kg，2 号轴 5，实测质量25730Kg，3 号轴 2，实测质量 10280Kg，4 号轴 2，实测质量13850Kg，超载率10.0%。

1+2：S3及＞6轴车车型：样本1实测质量88870Kg，超限质量33870Kg，1号轴1，实测质量8000Kg，2号轴5，实测质量31020Kg，3号轴7，实测质量49850Kg，超载率61.6%;样本2实测质量82310Kg，超限质量27310Kg，1号轴 1，实测质量7310Kg，2 号轴 5，实测质量 30130Kg，3 号轴 7，实测质量44870Kg，超载率49.7%;样本3实测质量93890Kg，超限质量38890Kg，1 号轴 1，实测质量 7940Kg，2 号轴 5，实测质量35160Kg，3号轴7，实测质量50790Kg，超载率70.9%。

1+1车型、1+1：S2车型、1+1：S3车型在抽样实测载重过程中没有发现超载现象。

3 现场交通量调查结果

依托工程路段日交通量调查结果为1+1型626辆，1+2型104辆，1+1：S1型96辆，1+1：S2型188辆，1+2：S2型12辆，1+1：S3型326辆，大于六轴612辆。

由上可知，该路段1+2：S3及大于六轴车型交通量极大，仅次于1+1车型，占日总交通量的31.2%。

对现场轴载数据的分析，可得出如下结论：

(1)1+2：S3及其他6轴车型的单车超载率为所有调查车型中最高的，实测车辆超载率达71.7%。

(2)超载最多的车型为车型1+2：S2车型与1+2：S3及其他6轴车型，超载车辆比率为50%左右。

(3)经过计算，该路段轴载数据中的车辆平均装载率为72.7%。

4 实测轴载当量标准轴载换算

本次当量轴载换算的换算原理及方法来源于《公路沥青路面设计规范》的当量轴载换算方法，计算数据来源于本次调查路面的数据处理结果。取单轴单轮100KN为标准当量轴载。经换算后，各车型单车平均当量轴载如下：

1+1：0.48;1+2：8.14;1+1：S1：19.65;1+1：S2：3.72;1+2：S2：6.24;1+1：S3：3.85;1+2：S3：18.81。.

计算日标准当量轴载结果如下：

1+1：302;1+2：847;1+1：S1：1886;1+1：S2：699;1+2：S2：75;1+1：S3：1254;1+2：S3：11510。.

计算车道年标准当量轴载，采用保守估计，同比与地区GDP年增长率，交通量年增长系数选取为8%，设计年限12年，车道系数，一般双向四车道取0.6-0.7。则设计年限内的累计当量轴载为7.5×107，由《公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)》可知，该路段属特重交通。

5 结语

从以上分析我们可以看出：

(1)载重越大的车辆越容易超载，且超载率超过50%，换算为接地压力超过1.0MPa，因此应该在设计和规范修改时适当考虑重载对路面加速破坏的影响。

(2)超载对路面设计参数的选取影响很大。根据车辆数划分，本路段应为重交通路段，经过轴载实测及当量轴载换算，本路段交通量确定为特重交通。可见，用车辆数划分交通等级存在局限性，在设计中应充分考虑超载对当量轴载换算的贡献率，做到设计和我国目前重载的现实相一致。

［1］孙立军.沥青路面行为理论.人民交通出版社

［2］公路沥青路面设计规范.JTG D50-2006