水泥混凝土路面車輛軸載調查與分析

聶子健

（甘肅交通職業技術學院，甘肅蘭州730070）

一、水泥混凝土路面車輛軸載調查的意義

隨著我國公路建設的發展，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、物流業發展迅猛，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濟發展的瓶頸。在道路改建中十分關鍵的一個技術參數就是對路面設計基準期內交通軸載的分析。以往經常通過資料調查預估車輛設計軸載累計次數，但由于經濟發展較快，往往用歷史數據不能真實反映道路的交通軸載情況，造成路面結構設計的不合理。而通過實測路面車輛軸載并對調查數據進行統計分析，能客觀地評價道路的交通軸載情況。

二、車輛軸載調查的前期準備工作

車輛軸載調查是一項綜合性的調查工作，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查前應作好充分的準備工作，并制定詳細可行的調查方案。

1、人員培訓

首先，對參與軸載調查的技術人員應進行技術培訓。主要培訓標準軸載的概念、調查的方法、車型的分類、調查數據的統計方法、統計結果的分析等。根據調查斷面的數量把調查人員分組分工，各負其責，特別是車型判定人員要多熟悉幾種車型，能夠在短時間內快速確定車輛軸型。

2、調查表格設計

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

表1 車輛軸載調查表

表中的第三行為車輛軸型，可以自行設定，也可根據稱重儀廠家的規定設定，例表中的設定方法是根據儀器廠家的標準設定。

3、模擬訓練

考慮到軸載調查工作的環節較多，建議先找模擬場地進行訓練，最佳練習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場的情況。模擬訓練以程序為主，主要把軸載調查的全過程統一演練熟練，便于到現場及時應對。

4、歷史管養資料的收集與驗證

由于軸載調查屬抽樣調查，所調查到的車輛數據相對于道路的整個設計期車輛數量而言是相當少的，根據水泥混凝土路面設計規范要求，統計的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，要調查到這么多車輛是需要較長時間的，所以，要注重調查項目當地管養單位的歷史數據，在調查中予以核實。

5、現場實況踏勘

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一調查方案，應到現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查方案。

6、動態稱重設備標定

用于稱取車輛軸重的設備必須進行標定，其動態稱得誤差不得超過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查斷面的選擇

車輛軸載調查的斷面應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，其它道路根據需要也可與交通執法單位聯合稱重。對于調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據為參考，適當作以修正。

四、車輛軸載調查的幾種方法

車輛軸載調查一般分為兩種，即以軸型為基礎的軸載當量換算系數法和以車輛為基礎的車輛當量換算系數法。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，即以軸型為統計最小單位還是以車輛為統計最小單位。

1、軸載當量換算系數法

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

圖1 常見貨車軸型圖

2、車輛當量換算系數法

該方法以車輛為基本單元進行調查與分析。實際上也是調查軸重后，在計算時把不同軸型的車輛分別進行統計。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。由于車輛當量換算系數是在軸載調查的基礎上做粗分類進行統計的，一般以軸載當量換算系數法應用居多，而且在分析時，也比較靈活，因此，本文以軸載當量換算系數法為主進行論述。

五、車輛軸載調查的實施

1、車輛軸載調查

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

2、調查組人員

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設的軸型有效通過，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予以確認。

六、車輛軸載調查結果的統計與分析

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

1、對收集到的軸型數據進行分類統計

根據調查的車輛總數（3000輛）及軸型分布情況，匯總統計各種軸型的占比，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。統計結果如表2所示。

表2 車輛軸型匯總統計表

2、繪制軸載譜

根據實測的軸重結果，分級統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

根據前述公式及實測的軸載數據計算不同軸型的軸載系數。計算結果匯總情況見表3。

表3 各類軸載系數匯總表

4、計算設計車道使用初期設計軸載日作用次數

根據以上調查及統計結果可以計算得到設計車道（車道分配系數取0.5）使用初期軸載日作用次數（次/日）。

通過上述水泥混凝土路面的軸載調查流程可以看出，路面軸載調查是一項環節多、影響因素復雜、統計分析繁瑣的工作，因此，在實踐過程中，要通過大量的訓練和縝密的調查分析，才可能得出比較準確的軸載調查數據。