水泥混凝土路面車輛軸載調(diào)查與分析

聶子健

（甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070）

一、水泥混凝土路面車輛軸載調(diào)查的意義

隨著我國公路建設(shè)的發(fā)展，越來越多的水泥混凝土路面面臨改造或拓寬的情況，特別對于高速公路和一級公路，由于車輛增速快、物流業(yè)發(fā)展迅猛，既有道路在承載能力、行車舒適性及通行能力上均不同程度成為制約地方經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。在道路改建中十分關(guān)鍵的一個技術(shù)參數(shù)就是對路面設(shè)計基準期內(nèi)交通軸載的分析。以往經(jīng)常通過資料調(diào)查預(yù)估車輛設(shè)計軸載累計次數(shù)，但由于經(jīng)濟發(fā)展較快，往往用歷史數(shù)據(jù)不能真實反映道路的交通軸載情況，造成路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理。而通過實測路面車輛軸載并對調(diào)查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，能客觀地評價道路的交通軸載情況。

二、車輛軸載調(diào)查的前期準備工作

車輛軸載調(diào)查是一項綜合性的調(diào)查工作，每個項目、每個路段都有其不同的特點，因此，在對一個項目進行軸載調(diào)查前應(yīng)作好充分的準備工作，并制定詳細可行的調(diào)查方案。

1、人員培訓(xùn)

首先，對參與軸載調(diào)查的技術(shù)人員應(yīng)進行技術(shù)培訓(xùn)。主要培訓(xùn)標準軸載的概念、調(diào)查的方法、車型的分類、調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法、統(tǒng)計結(jié)果的分析等。根據(jù)調(diào)查斷面的數(shù)量把調(diào)查人員分組分工，各負其責(zé)，特別是車型判定人員要多熟悉幾種車型，能夠在短時間內(nèi)快速確定車輛軸型。

2、調(diào)查表格設(shè)計

軸載調(diào)查的同時，也要進行交通量的調(diào)查，因此，要將交通量的調(diào)查與軸載調(diào)查結(jié)合起來。由于交通量的調(diào)查主要以車型為主，軸載調(diào)查主要以軸型為主，所以，在調(diào)查表格的設(shè)計上應(yīng)全盤考慮，表1為某項目的調(diào)查表格模板。

表1 車輛軸載調(diào)查表

表中的第三行為車輛軸型，可以自行設(shè)定，也可根據(jù)稱重儀廠家的規(guī)定設(shè)定，例表中的設(shè)定方法是根據(jù)儀器廠家的標準設(shè)定。

3、模擬訓(xùn)練

考慮到軸載調(diào)查工作的環(huán)節(jié)較多，建議先找模擬場地進行訓(xùn)練，最佳練習(xí)場所宜為瀝青攪拌站，既可以利用攪拌站的地磅核對儀器稱重準確度，也方便加載不同噸位的車輛模擬現(xiàn)場的情況。模擬訓(xùn)練以程序為主，主要把軸載調(diào)查的全過程統(tǒng)一演練熟練，便于到現(xiàn)場及時應(yīng)對。

4、歷史管養(yǎng)資料的收集與驗證

由于軸載調(diào)查屬抽樣調(diào)查，所調(diào)查到的車輛數(shù)據(jù)相對于道路的整個設(shè)計期車輛數(shù)量而言是相當少的，根據(jù)水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范要求，統(tǒng)計的2軸6輪以上車輛不得少于3000輛。一般而言，除國道及高速公路外，要調(diào)查到這么多車輛是需要較長時間的，所以，要注重調(diào)查項目當?shù)毓莛B(yǎng)單位的歷史數(shù)據(jù)，在調(diào)查中予以核實。

5、現(xiàn)場實況踏勘

由于各項目所在地的情況千差萬別，不能千篇一律地采用統(tǒng)一調(diào)查方案，應(yīng)到現(xiàn)場實地了解路線的走向、周邊支路的情況、車輛的大概組成、是否有收費站等，以便編制具有可操作性的調(diào)查方案。

6、動態(tài)稱重設(shè)備標定

用于稱取車輛軸重的設(shè)備必須進行標定，其動態(tài)稱得誤差不得超過1%。由于在使用過程中，車輛的沖擊會對設(shè)備的準確性造成影響，建議每天采用稱重過的車輛進行驗證稱的準確性。

三、水泥混凝土路面車輛軸載調(diào)查斷面的選擇

車輛軸載調(diào)查的斷面應(yīng)選在能代表路面實際通行車輛重量的位置，但由于高速公路主線基本不設(shè)收費站，一般宜選交通量較大的匝道收費站進行，國道也盡量選收費站出入口，其它道路根據(jù)需要也可與交通執(zhí)法單位聯(lián)合稱重。對于調(diào)查路段沒有收費站且無法查車稱重的，一般以附近的高速路口或國省道收費站稱重數(shù)據(jù)為參考，適當作以修正。

四、車輛軸載調(diào)查的幾種方法

車輛軸載調(diào)查一般分為兩種，即以軸型為基礎(chǔ)的軸載當量換算系數(shù)法和以車輛為基礎(chǔ)的車輛當量換算系數(shù)法。這兩種方法的總體思路基本一致，但在計算軸載的最小樣本取劃分上存在差異，即以軸型為統(tǒng)計最小單位還是以車輛為統(tǒng)計最小單位。

1、軸載當量換算系數(shù)法

該方法把車輛劃分為不同軸型進行調(diào)查與分析，一般把單軸單輪設(shè)定為1，單軸雙輪設(shè)定為2，雙軸單輪設(shè)定為3（該類軸型很少見），雙軸單雙輪設(shè)定為4（比較少見），雙軸雙輪設(shè)定為5，三軸雙輪設(shè)定為7。圖1為常見的幾種車輛軸型。

圖1 常見貨車軸型圖

2、車輛當量換算系數(shù)法

該方法以車輛為基本單元進行調(diào)查與分析。實際上也是調(diào)查軸重后，在計算時把不同軸型的車輛分別進行統(tǒng)計。如把所有12軸型的車劃為一類，把125軸型的車劃為一類，把127軸型的車劃為一類，確定每類車的軸載換算系數(shù)。由于車輛當量換算系數(shù)是在軸載調(diào)查的基礎(chǔ)上做粗分類進行統(tǒng)計的，一般以軸載當量換算系數(shù)法應(yīng)用居多，而且在分析時，也比較靈活，因此，本文以軸載當量換算系數(shù)法為主進行論述。

五、車輛軸載調(diào)查的實施

1、車輛軸載調(diào)查

首先定好車輛輪跡帶，由于車輛寬度有所差異，建議在一段時間內(nèi)選擇車輛寬度相近的車輛進行調(diào)查，否則來回調(diào)整稱重儀器比較麻煩而且不夠安全。

2、調(diào)查組人員

每組宜不少于3人，其中：1人進行交通量及軸型調(diào)查；1人在車輛進入稱重通道前確認軸型并通過對講機告知軸重儀操作人員；1人進行軸重儀操作，在收到車輛軸型的信息后快速輸入儀器中，并確認車輛輪胎均按預(yù)設(shè)的軸型有效通過，獲取到軸重信息后，軸重儀會自動記錄并打印出清單，軸重儀的操作人員應(yīng)予以確認。

六、車輛軸載調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計與分析

在采集到足夠的車輛軸重數(shù)據(jù)后（按規(guī)范為3000輛），需對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。一般情況，會剔除單軸重200kN以下的數(shù)據(jù)，根據(jù)軸重的極差選10kN或20kN分級，并根據(jù)公式計算不同單軸軸重級位的當量換算系數(shù)。根據(jù)單軸軸載譜和相應(yīng)的設(shè)計軸載當量換算系數(shù)，按公式計算得到設(shè)計車道使用初期的設(shè)計軸載日作用次數(shù)。設(shè)計基準期內(nèi)水泥混凝土路面設(shè)計車道臨界荷位處所承受的設(shè)計軸載累計作用次數(shù)按公式計算。公式中的符號意義參見《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD40-2011）附錄A。以某項目（一級公路）調(diào)查數(shù)據(jù)（2000輛貨車/日）為例，計算過程如下：

1、對收集到的軸型數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計

根據(jù)調(diào)查的車輛總數(shù)（3000輛）及軸型分布情況，匯總統(tǒng)計各種軸型的占比，如軸型12、軸型125、軸型15共3輛車的軸包含3個1型軸、2個2型軸、2個5型軸。統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 車輛軸型匯總統(tǒng)計表

2、繪制軸載譜

根據(jù)實測的軸重結(jié)果，分級統(tǒng)計不同軸型的軸載情況。典型的軸載譜如圖2、圖3所示。

3、計算不同軸型的軸載系數(shù)

根據(jù)前述公式及實測的軸載數(shù)據(jù)計算不同軸型的軸載系數(shù)。計算結(jié)果匯總情況見表3。

表3 各類軸載系數(shù)匯總表

4、計算設(shè)計車道使用初期設(shè)計軸載日作用次數(shù)

根據(jù)以上調(diào)查及統(tǒng)計結(jié)果可以計算得到設(shè)計車道（車道分配系數(shù)取0.5）使用初期軸載日作用次數(shù)（次/日）。

通過上述水泥混凝土路面的軸載調(diào)查流程可以看出，路面軸載調(diào)查是一項環(huán)節(jié)多、影響因素復(fù)雜、統(tǒng)計分析繁瑣的工作，因此，在實踐過程中，要通過大量的訓(xùn)練和縝密的調(diào)查分析，才可能得出比較準確的軸載調(diào)查數(shù)據(jù)。