中國標準與南部非洲標準關于路面設計累計當量軸次計算的比較

馬傳繼　胡亞軍

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司　安徽　合肥　230088）

中國標準與南部非洲標準關于路面設計累計當量軸次計算的比較

馬傳繼胡亞軍

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司安徽合肥230088）

南部非洲在公路工程建設中，采用的路面設計標準是南部非洲交通運輸委員會（Southern African Transport and Communications Commission，簡稱SATCC）編寫的道路路面設計手冊（Code of Practice for the Design of Road Pavements（September 1998）），作為SATCC的規范，它適用于南非、萊索托、贊比亞、納米比亞、安哥拉、坦桑尼亞、博茨瓦納、津巴布韋、斯威士蘭等國家的公路工程建設，其他國家可以參照采用。根據對南部非洲標準路面設計的研究，并與中國標準進行比較，對中國工程設計單位在南部非洲進行道路設計具有一定的現實意義。

標準；路面設計；累計當量軸次

1　引言

南部非洲，即非洲南部地區。指非洲大陸南部地區及周圍島嶼。通常包括安哥拉、贊比亞、馬拉維、莫桑比克、津巴布韋、博茨瓦納、納米比亞、南非、斯威士蘭、萊索托、馬達加斯加、毛里求斯、科摩羅13國及留尼汪（法）、圣赫勒拿島（英）及其屬島阿森松島與特里斯坦-達庫尼亞群島。

隨著我國綜合國力的不斷增強，越來越多的中國建設單位參與到國際工程的設計、建設之中。2013～2015年，筆者多次參與在贊比亞共和國公路項目的設計，對南部非洲標準進行了較為深入的研究。本文就路面設計標準軸載累計當量軸次的計算，進行中國標準與南部非洲標準的比較。

2　計算前提條件

雙向2車道，路面寬7.2m，瀝青混凝土路面結構，設計年限10年，交通量增長率6%。采用的車型如表1。

表1　

3　根據中國標準計算

3.1各種軸載換算成標準軸載P的當量軸次Na計算公式

根據《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50-2006），計算公式如下：

式中：Na——以設計彎沉值、瀝青層剪應力和瀝青層層底拉應變為設計指標時的當量軸次（次/d）；

ni——被換算車型的各級軸載作用次數（次/d）；

P——標準軸載（kN）；

Pi——被換算車型的各級軸載（kN）；

C1——被換算車型的軸數系數；

C2——被換算車型的輪組系數，單輪組為6.4，雙輪組為1.0，四輪組為0.38；

k——被換算車型的軸載級別。當軸間距大于或等于3m時，應按一個單獨的軸載計算；當軸間距小于3m時，雙軸或多軸的軸數系數應按下式計算：

式中：m——軸數。

3.2標準軸載的當量軸次計算

表2　標準軸載的當量軸次計算表

3.3累計當量軸次計算

瀝青路面設計基準期內一個車道上的累計當量軸次按下式計算：

式中：Ne——設計基準期內一個車道上的累計當量軸次（次/車道）；

t——設計基準年（年）；

N1——路面營運第一年單向日平均軸次（次/d）；

γ——設計基準期內交通量的年平均增長率（%）；

η——設計車道分布系數。

車道系數η按表3取值。公路無分隔時，車道窄宜選高值，車道寬宜選低值。

表3　車道系數

3.4累計當量軸次計算結果

3.5交通等級確定

交通等級取值見表4。

表4　

因此，按照中國標準計算，結果為輕型交通等級。

4　根據南部非洲標準計算

4.1一種車輛的單向的總設計交通量

根據南部非洲標準《道路路面設計手冊》（1998.09），計算公式如下：

4.2轉化實際的軸負載量為標準當量軸載式中：DT——一種車輛的單向的總設計交通量；

T——在第一年一種車輛的平均日交通量（單向）；

r——平均設想的增長率，每年百分比；

p——設計的使用周期。

根據以下公式計算：

式中：F——標準當量軸載的同等承載因素；

P——軸載（單位千克或者千牛）；

n——相關損壞指數，通常取值為4。

4.3計算結果

累計當量軸次T=DT×F=2405495×3.7602=904.5084萬次

4.4交通等級確定

交通等級取值見表5。

表5　交通等級

根據表5，按照南部非洲標準，計算結果屬于T6交通等級。

5　結束語

（1）南部非洲標準路面設計中標準軸載采用的是80kN或8160kg，而國內采用的是100kN。而且在國內標準中柔性路面（多為瀝青混凝土）和剛性路面（多為水泥混凝土）的累計標準軸載計算公式不同，兩者的劃分標準也不一樣，相對而言，國內的軸載計算更加細化，適應不同材料的路面結構。但也存在標準不統一，可能帶來不易進行經濟及技術比較的現實問題。

（2）南部非洲標準路面設計中交通等級根據交通量由少變多分為T1～T8共八個等級，而國內路面設計一般僅分為輕型、中型、重型及特重四個等級。考慮國內道路上行駛車輛重載超載情況較多的現實，軸載等級區分較少是符合實際情況的，但一定程度上不能體現技術經濟比較的優勢。

[1]中華人民共和國行業標準《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50-2006）.

[2]南部非洲標準.《道路路面設計手冊》（1998.09）.

[3]肖永剛.援外道路路面結構選擇及設計[J].2015（03）：32～35.

U416.2

A

1673-0038（2015）43-0223-02

2015-10-2