水泥混凝土路面车辆轴载调查与分析

聂子健

（甘肃交通职业技术学院，甘肃兰州730070）

一、水泥混凝土路面车辆轴载调查的意义

随着我国公路建设的发展，越来越多的水泥混凝土路面面临改造或拓宽的情况，特别对于高速公路和一级公路，由于车辆增速快、物流业发展迅猛，既有道路在承载能力、行车舒适性及通行能力上均不同程度成为制约地方经济发展的瓶颈。在道路改建中十分关键的一个技术参数就是对路面设计基准期内交通轴载的分析。以往经常通过资料调查预估车辆设计轴载累计次数，但由于经济发展较快，往往用历史数据不能真实反映道路的交通轴载情况，造成路面结构设计的不合理。而通过实测路面车辆轴载并对调查数据进行统计分析，能客观地评价道路的交通轴载情况。

二、车辆轴载调查的前期准备工作

车辆轴载调查是一项综合性的调查工作，每个项目、每个路段都有其不同的特点，因此，在对一个项目进行轴载调查前应作好充分的准备工作，并制定详细可行的调查方案。

1、人员培训

首先，对参与轴载调查的技术人员应进行技术培训。主要培训标准轴载的概念、调查的方法、车型的分类、调查数据的统计方法、统计结果的分析等。根据调查断面的数量把调查人员分组分工，各负其责，特别是车型判定人员要多熟悉几种车型，能够在短时间内快速确定车辆轴型。

2、调查表格设计

轴载调查的同时，也要进行交通量的调查，因此，要将交通量的调查与轴载调查结合起来。由于交通量的调查主要以车型为主，轴载调查主要以轴型为主，所以，在调查表格的设计上应全盘考虑，表1为某项目的调查表格模板。

表1 车辆轴载调查表

表中的第三行为车辆轴型，可以自行设定，也可根据称重仪厂家的规定设定，例表中的设定方法是根据仪器厂家的标准设定。

3、模拟训练

考虑到轴载调查工作的环节较多，建议先找模拟场地进行训练，最佳练习场所宜为沥青搅拌站，既可以利用搅拌站的地磅核对仪器称重准确度，也方便加载不同吨位的车辆模拟现场的情况。模拟训练以程序为主，主要把轴载调查的全过程统一演练熟练，便于到现场及时应对。

4、历史管养资料的收集与验证

由于轴载调查属抽样调查，所调查到的车辆数据相对于道路的整个设计期车辆数量而言是相当少的，根据水泥混凝土路面设计规范要求，统计的2轴6轮以上车辆不得少于3000辆。一般而言，除国道及高速公路外，要调查到这么多车辆是需要较长时间的，所以，要注重调查项目当地管养单位的历史数据，在调查中予以核实。

5、现场实况踏勘

由于各项目所在地的情况千差万别，不能千篇一律地采用统一调查方案，应到现场实地了解路线的走向、周边支路的情况、车辆的大概组成、是否有收费站等，以便编制具有可操作性的调查方案。

6、动态称重设备标定

用于称取车辆轴重的设备必须进行标定，其动态称得误差不得超过1%。由于在使用过程中，车辆的冲击会对设备的准确性造成影响，建议每天采用称重过的车辆进行验证称的准确性。

三、水泥混凝土路面车辆轴载调查断面的选择

车辆轴载调查的断面应选在能代表路面实际通行车辆重量的位置，但由于高速公路主线基本不设收费站，一般宜选交通量较大的匝道收费站进行，国道也尽量选收费站出入口，其它道路根据需要也可与交通执法单位联合称重。对于调查路段没有收费站且无法查车称重的，一般以附近的高速路口或国省道收费站称重数据为参考，适当作以修正。

四、车辆轴载调查的几种方法

车辆轴载调查一般分为两种，即以轴型为基础的轴载当量换算系数法和以车辆为基础的车辆当量换算系数法。这两种方法的总体思路基本一致，但在计算轴载的最小样本取划分上存在差异，即以轴型为统计最小单位还是以车辆为统计最小单位。

1、轴载当量换算系数法

该方法把车辆划分为不同轴型进行调查与分析，一般把单轴单轮设定为1，单轴双轮设定为2，双轴单轮设定为3（该类轴型很少见），双轴单双轮设定为4（比较少见），双轴双轮设定为5，三轴双轮设定为7。图1为常见的几种车辆轴型。

图1 常见货车轴型图

2、车辆当量换算系数法

该方法以车辆为基本单元进行调查与分析。实际上也是调查轴重后，在计算时把不同轴型的车辆分别进行统计。如把所有12轴型的车划为一类，把125轴型的车划为一类，把127轴型的车划为一类，确定每类车的轴载换算系数。由于车辆当量换算系数是在轴载调查的基础上做粗分类进行统计的，一般以轴载当量换算系数法应用居多，而且在分析时，也比较灵活，因此，本文以轴载当量换算系数法为主进行论述。

五、车辆轴载调查的实施

1、车辆轴载调查

首先定好车辆轮迹带，由于车辆宽度有所差异，建议在一段时间内选择车辆宽度相近的车辆进行调查，否则来回调整称重仪器比较麻烦而且不够安全。

2、调查组人员

每组宜不少于3人，其中：1人进行交通量及轴型调查；1人在车辆进入称重通道前确认轴型并通过对讲机告知轴重仪操作人员；1人进行轴重仪操作，在收到车辆轴型的信息后快速输入仪器中，并确认车辆轮胎均按预设的轴型有效通过，获取到轴重信息后，轴重仪会自动记录并打印出清单，轴重仪的操作人员应予以确认。

六、车辆轴载调查结果的统计与分析

在采集到足够的车辆轴重数据后（按规范为3000辆），需对这些数据进行统计分析。一般情况，会剔除单轴重200kN以下的数据，根据轴重的极差选10kN或20kN分级，并根据公式计算不同单轴轴重级位的当量换算系数。根据单轴轴载谱和相应的设计轴载当量换算系数，按公式计算得到设计车道使用初期的设计轴载日作用次数。设计基准期内水泥混凝土路面设计车道临界荷位处所承受的设计轴载累计作用次数按公式计算。公式中的符号意义参见《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）附录A。以某项目（一级公路）调查数据（2000辆货车/日）为例，计算过程如下：

1、对收集到的轴型数据进行分类统计

根据调查的车辆总数（3000辆）及轴型分布情况，汇总统计各种轴型的占比，如轴型12、轴型125、轴型15共3辆车的轴包含3个1型轴、2个2型轴、2个5型轴。统计结果如表2所示。

表2 车辆轴型汇总统计表

2、绘制轴载谱

根据实测的轴重结果，分级统计不同轴型的轴载情况。典型的轴载谱如图2、图3所示。

3、计算不同轴型的轴载系数

根据前述公式及实测的轴载数据计算不同轴型的轴载系数。计算结果汇总情况见表3。

表3 各类轴载系数汇总表

4、计算设计车道使用初期设计轴载日作用次数

根据以上调查及统计结果可以计算得到设计车道（车道分配系数取0.5）使用初期轴载日作用次数（次/日）。

通过上述水泥混凝土路面的轴载调查流程可以看出，路面轴载调查是一项环节多、影响因素复杂、统计分析繁琐的工作，因此，在实践过程中，要通过大量的训练和缜密的调查分析，才可能得出比较准确的轴载调查数据。