中国标准与南部非洲标准关于路面设计累计当量轴次计算的比较

马传继　胡亚军

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司　安徽　合肥　230088）

中国标准与南部非洲标准关于路面设计累计当量轴次计算的比较

马传继胡亚军

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088）

南部非洲在公路工程建设中，采用的路面设计标准是南部非洲交通运输委员会（Southern African Transport and Communications Commission，简称SATCC）编写的道路路面设计手册（Code of Practice for the Design of Road Pavements（September 1998）），作为SATCC的规范，它适用于南非、莱索托、赞比亚、纳米比亚、安哥拉、坦桑尼亚、博茨瓦纳、津巴布韦、斯威士兰等国家的公路工程建设，其他国家可以参照采用。根据对南部非洲标准路面设计的研究，并与中国标准进行比较，对中国工程设计单位在南部非洲进行道路设计具有一定的现实意义。

标准；路面设计；累计当量轴次

1　引言

南部非洲，即非洲南部地区。指非洲大陆南部地区及周围岛屿。通常包括安哥拉、赞比亚、马拉维、莫桑比克、津巴布韦、博茨瓦纳、纳米比亚、南非、斯威士兰、莱索托、马达加斯加、毛里求斯、科摩罗13国及留尼汪（法）、圣赫勒拿岛（英）及其属岛阿森松岛与特里斯坦-达库尼亚群岛。

随着我国综合国力的不断增强，越来越多的中国建设单位参与到国际工程的设计、建设之中。2013～2015年，笔者多次参与在赞比亚共和国公路项目的设计，对南部非洲标准进行了较为深入的研究。本文就路面设计标准轴载累计当量轴次的计算，进行中国标准与南部非洲标准的比较。

2　计算前提条件

双向2车道，路面宽7.2m，沥青混凝土路面结构，设计年限10年，交通量增长率6%。采用的车型如表1。

表1　

3　根据中国标准计算

3.1各种轴载换算成标准轴载P的当量轴次Na计算公式

根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006），计算公式如下：

式中：Na——以设计弯沉值、沥青层剪应力和沥青层层底拉应变为设计指标时的当量轴次（次/d）；

ni——被换算车型的各级轴载作用次数（次/d）；

P——标准轴载（kN）；

Pi——被换算车型的各级轴载（kN）；

C1——被换算车型的轴数系数；

C2——被换算车型的轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0，四轮组为0.38；

k——被换算车型的轴载级别。当轴间距大于或等于3m时，应按一个单独的轴载计算；当轴间距小于3m时，双轴或多轴的轴数系数应按下式计算：

式中：m——轴数。

3.2标准轴载的当量轴次计算

表2　标准轴载的当量轴次计算表

3.3累计当量轴次计算

沥青路面设计基准期内一个车道上的累计当量轴次按下式计算：

式中：Ne——设计基准期内一个车道上的累计当量轴次（次/车道）；

t——设计基准年（年）；

N1——路面营运第一年单向日平均轴次（次/d）；

γ——设计基准期内交通量的年平均增长率（%）；

η——设计车道分布系数。

车道系数η按表3取值。公路无分隔时，车道窄宜选高值，车道宽宜选低值。

表3　车道系数

3.4累计当量轴次计算结果

3.5交通等级确定

交通等级取值见表4。

表4　

因此，按照中国标准计算，结果为轻型交通等级。

4　根据南部非洲标准计算

4.1一种车辆的单向的总设计交通量

根据南部非洲标准《道路路面设计手册》（1998.09），计算公式如下：

4.2转化实际的轴负载量为标准当量轴载式中：DT——一种车辆的单向的总设计交通量；

T——在第一年一种车辆的平均日交通量（单向）；

r——平均设想的增长率，每年百分比；

p——设计的使用周期。

根据以下公式计算：

式中：F——标准当量轴载的同等承载因素；

P——轴载（单位千克或者千牛）；

n——相关损坏指数，通常取值为4。

4.3计算结果

累计当量轴次T=DT×F=2405495×3.7602=904.5084万次

4.4交通等级确定

交通等级取值见表5。

表5　交通等级

根据表5，按照南部非洲标准，计算结果属于T6交通等级。

5　结束语

（1）南部非洲标准路面设计中标准轴载采用的是80kN或8160kg，而国内采用的是100kN。而且在国内标准中柔性路面（多为沥青混凝土）和刚性路面（多为水泥混凝土）的累计标准轴载计算公式不同，两者的划分标准也不一样，相对而言，国内的轴载计算更加细化，适应不同材料的路面结构。但也存在标准不统一，可能带来不易进行经济及技术比较的现实问题。

（2）南部非洲标准路面设计中交通等级根据交通量由少变多分为T1～T8共八个等级，而国内路面设计一般仅分为轻型、中型、重型及特重四个等级。考虑国内道路上行驶车辆重载超载情况较多的现实，轴载等级区分较少是符合实际情况的，但一定程度上不能体现技术经济比较的优势。

[1]中华人民共和国行业标准《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）.

[2]南部非洲标准.《道路路面设计手册》（1998.09）.

[3]肖永刚.援外道路路面结构选择及设计[J].2015（03）：32～35.

U416.2

A

1673-0038（2015）43-0223-02

2015-10-2