适合我国高速公路交通荷载特性的轴载谱参数分析

在传统的路面结构设计方法中是将混和交通换算成当量轴载作用次数(ESAL),这将不可避免的带来误差。使用轴载谱的方法可以更精确的分析交通荷载对路面的破坏作用。该研究针对我国高速公路的交通荷载特性,将车辆按其轴载组成划分为11种不同车型,这11种车型占总交通流量的99%以上,适用于我国情况且使用简单。收集了江苏省某高速公路从2004年到2006年所有车辆的动态称重数据,按新的车辆分类方法确定了其轴载谱参数,包括车辆类型分布系数、月调节系数、小时分布系数、轴数系数和轴载分布系数,供路面结构分析和设计参考。     

高速公路路段交通量分析及轴载换算

交通荷载数据对沥青路面设计和管理有重要作用。轴载谱方法可以更为全面、准确地描述交通荷载。文中收集了江西省部分高速公路荷载站点的实测轴载数据和交通量数据。通过对每一辆车进出收费站的名称识别,结合公路网分布统计得到各路段的交通荷载数据集合。对各路段实测轴载数据特征、交通增长率和累计标准轴次等进行分析,建立了轴载谱数据和交通量数据之间的关系,并给出了调查地区的当量轴次换算系数参考值。     

基于实测轴载谱的重载沥青路面交通参数

为更准确地确定重载沥青路面设计的交通参数,首先提出了车辆分类方法,然后通过调查收集京沪高速公路鲁苏省界的车辆类型及轴载数据和长深高速公路滨州段的动态称重数据,创建了车辆轴载信息数据库.根据数据库查询统计,分析了沥青路面设计的交通参数,包括车辆类型分布系数、卡车月调节系数、卡车小时分布系数、轴数系数和轴栽分布系数,并给出了相应的推荐值.最后分别统计分析了前轴、双轮组单轴、双联轴和三联轴的轴载累积分布率.结果表明,在进行路面结构设计时,宜根据交通等级和类似道路车辆轴载统计确定设计代表荷载;基于实测轴载分析提出以单轴160 kN作为重栽交通设计轴载,以双联轴380 kN作为验算荷载.     

新旧规范中交通荷载分析方法对比分析

以江西省(南)昌至九(江)高速公路交通量数据为例,比较分析新、旧规范中交通荷载分析的计算差异。从分析新规范中关于交通荷载分析的修订内容入手,通过对实际算例的计算,对两种方法进行比较。结果表明:新规范与旧规范相比,标准轴载的选择更有科学性,车型分类更精确,交通参数的选择更符合实际情况,当量轴载换算结果偏大,符合研究现状,新规范可以更好地计算交通荷载。     

永久性沥青路面试验路力学响应分布的数值仿真

为解决重载交通和复杂环境条件耦合作用下路面结构力学响应计算与实际不符的技术难题,采用永久性沥青路面试验路实测交通荷载、路面结构温度场和力学响应数据,分别构建轴载、路面温度场参数概率分布函数和基于轴载、温度变量的沥青层底最大应变力学响应回归模型。在此基础上,用计算机编程语言基于蒙特卡罗模拟法设计出参数抽样和沥青路面力学响应概率分布程序,建立了针对轴载、温度场参数离散型分布和正态分布特点的随机变量抽样方法,实现了参数输入和基于全年交通组成与温度变化周期的沥青路面力学响应分布的模拟仿真。结果表明,模拟的力学响应分布与工程实测结果一致,均近似服从正态分布。研究证明了通过蒙特卡罗模拟可揭示路面结构在荷载和温度耦合作用下的力学响应规律。     

江苏省高速公路交通量轴载谱特性分析

车辆荷载对于高速公路路面状况及使用寿命的影响十分显著,传统基于交通调查与分析的方法难以真实合理的反映高速公路路面实际承受的车辆荷载状况。为了对车辆轴载分布特征进行更为精确的描述,本文依据江苏省高速公路联网数据,对江苏省各高速公路断面交通量、交通组成等进行了详尽的调查。在此基础上,对江苏省高速公路轴载谱分布特性进行了分析研究。研究结果表明:江苏省高速公路交通量中小型客车占据比例较大,达到了58%,但由于轴重较小,对路面损伤作用较小;对路面性能影响较大的货车中各种轴型均存在较为严重的超载现象,其中三联轴双轮货车超载最为严重,但超限吨位基本不超过限值的35%,计重收费效果明显。因此,货车超载现象在江苏省高速公路中十分普遍,应进一步严格限制货车超载,保障路面使用性能及使用寿命。     

基于有限混合分布建模方法的道路轴载模型研究

车辆轴载谱是道路路面设计的关键。对此,提出采用有限混合分布建模方法,精确模拟车辆轴载的分布特性,建立了基础经典分布选择、分布参数校核和基于最小二乘误差优化等方法。并基于四条高速公路的实测WIM数据,校验了该有限混合分布模型,获得车辆单轴和联轴的典型荷载分布模式。结果表明:采用对数正态分布与正态分布线形组合的有限混合分布模型,能很好地拟合车辆轴载的分布特征,R2均在0.96以上,拟合精度高。该混合分布模型具有参数易校验、连续可微等优点,可广泛适用于任意数据类型,其形成的全概率模型也可为道路路面设计提供理论依据。     

与路面协调设计的公路路基设计指标及使用环境探讨

针对当前公路路基路面设计协调性差及规范的适用环境与当前公路使用环境、轴载状态差异问题,本着路基路面协调设计的思想,从影响路基结构特性的因素入手,研究了温度、湿度、荷载3大影响路基路面结构设计的主要因素,分析计算了不同环境、轴载状态下重载交通公路路基动应力、应变及公路工作区深度变化规律,揭示了在使用环境条件下进行路基结构设计的重要性.最后根据路基动应力、应变分析结果与控制标准,提出了适应重载交通的交通等级与设计标准轴载,以及适应重载交通高速公路的设计轴载与路基强度指标标准建议值,并基于与路面协调设计思想对使用环境下的公路路基设计提出了一些建议.     

城区道路交通荷载等级双维度划分标准的研究

通过国内多座城市交通轴载调查,分析了当前城区道路交通量与轴载关系、道路交通量变化趋势以及道路被交叉口分隔后的各段交通量差异。提出表征城区道路荷载特性参数Z,并以其为指标进行道路荷载等级分级划分,提出比例谱划分法与简易划分法。适应城市交通荷载变化特点,将荷载等级分级与交通等级分级共同构成双维度耐久性沥青路面结构设计的依据,以荷载等级分级进行路面结构组合设计,以交通等级分级进行路面结构厚度设计,可为城区沥青路面设计借鉴。     

某黄土边坡对循环重载的响应研究

为了揭示交通超载车辆荷载引发或加剧黄土边坡失稳的机制,通过共振柱试验研究了不同动荷载条件下黄土的动力特性。基于此,建立黄土边坡动力分析模型,分析超载车辆荷载作用下边坡的动态响应规律。结果表明:当车速一定时,位移、速度、加速度响应随交通车辆轴载的增加近线性增大。当轴载不变时,车速在30~50 km/h之间易引起边坡土体的共振响应。在低速、超载行驶的交通车辆荷载作用下,易产生不利于黄土边坡稳定的动态响应,相对于下坡面,上坡面更易失稳。     

路面管理系统的车辆轴载调查分析

结合上海市公路路面－桥梁管理系统研究，对车辆轴载进行了调查方案设计，数据调查和数据分析。通过交通量观测资料推算路面标准轴载换算次数，得出了不同交通特征道路，不同路面结构类型的车辆轴载换算系数，同时提出了路面管理系统的车辆荷载分级标准。     

交通荷载轴载谱参数的确定及分析

对在某高速公路上收集到的动态称重数据分析后确定了其全部的轴载谱参数,发现其轴载位于重轴区间的比例要大于美国全国的代表值,反映了我国高速公路的重载交通性质。利用该文轴载谱和美国代表轴载谱进行了当量轴载换算和路面性能预测,并对结果进行了比较,显示了文中轴载谱对路面较大的破坏作用,也体现了利用轴载谱方法分析重载交通的优越性,为在我国开发基于轴载谱的路面设计方法提供了基础数据。     

半刚性基层沥青路面交通荷载适应能力分析

根据路面状况和车辆轴载的长期检测数据,以及路面养护维修历史数据,分析了几种典型路面结构下路面破损状况、路面平整度、路面强度与累计当量轴次之间的关系。根据所得到的典型路面结构的使用性能变化规律,分别按路面破损状况、平整度、强度指标估计路面结构能够承受的交通荷载作用次数,得到了典型半刚性沥青路面结构的交通荷载适应能力。     

基于WIM的广东省公路桥梁车辆荷载模型研究

为研究适合于广东省实际的公路桥梁车辆荷载模型,选取该省5条具有代表性的高速公路,基于动态称重(WIM)系统实测的交通轴载数据,参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)的方法,拟定符合广东省实际交通状况的车辆荷载参数,获得相应车辆荷载模型,并采用推荐车辆荷载模型与规范荷载模型对不同结构形式的桥梁活载效应进行对比分析.分析结果表明,按照规范原则得到的广东省实测车辆荷载总重和轴重均大于规范给定值;各种结构桥梁在推荐的车辆荷载模型作用下的活荷载效应均为规范计算值的1.4倍左右,桥梁跨径越小,活载所占设计荷载的比例越大,规范对活载效应的低估越明显.     

重载交通路段的道路路面设计方法探析

分析了重载交通路段的交通状况和运维特点,总结了车辆荷载对道路路面的作用机理,包括弯曲、疲劳、剪切和车辙效应。分析了我国规范对于重载交通路段设计的不适宜性,从而提出针对重载交通路面的设计方法,首先需要确定临界作用荷载,并进行轴载换算等效,最后基于长寿命路面设计思路进行沥青路面设计,这样能够满足重载交通路段路面的运营使用寿命。     

重载条件下沥青路面按弯沉等效的轴载换算

重轴载高胎压是目前我国干线公路上重要的交通荷载条件。基于调查的重载交通轴载、胎压的组成特点,考虑干线公路路面典型结构及其材料的非线性性质,计算得到不同重轴载下、不同轮胎接地压强的理论弯沉。利用理论弯沉与轴载的关系,通过综合弯沉修正系数,按弯沉等效原则,得出在实际重轴载、高胎压条件下,考虑材料非线性的半刚性沥青路面的轴载换算指数公式,并通过实际工程测试得到了验证。进一步分析表明,在反应不同接地压强轮胎对路面损坏的不同和对轴载换算系数的影响方面,现容许弯沉公式存在不足,本文依据调查的重轴载作用特点和有关文献资料,提出了适于重载的容许弯沉公式修正式。     

基于公交专用道的城市道路荷载分布及问题对策分析

通过交通调查数据,结合城市交通的特点,分析了城市道路交通流的车种构成;使用规范建议的方法,对各种车辆的轴载进行标准换算,计算各种车辆在道路交通荷载中的比例。通过分析指出设置公交专用道将导致道路交通荷载在横向的严重不均匀分布;从荷载分布的角度,进一步讨论了公交专用道对道路使用状况等产生的不良影响,并提出了解决问题的方法和途径。     

天津滨海新区重载交通工作区深度的分析

该文提出了我国现行路基设计规范中对动荷载的影响深度统一界定为1.5m深度的问题,认为其与轴载有一定关系,进而提出重载交通及工作区深度的定义,并以天津滨海地区高等级道路建设为工程实例,以该地区的典型地质条件、交通轴载、路面结构为模型,计算分析了不同轴载的路基工作区深度,得出标准轴载工作区深度为1.5m,重载交通工作区深度...     

基于轴载谱的高速公路超载系数研究

针对目前路面设计中车型替代换算方法预算累计当量轴次无法考虑超载因素而导致路面使用寿命较短的问题,该文基于陕西省典型高速路段实测轴载称重数据提出轴载谱换算方法,并与现行设计中常用的车型替代换算方法进行对比,推荐出陕西省的超载系数为1.6,使得在缺乏实测轴载数据的情况下运用车型替代换算方法预算累计当量轴次依然能够客观反映实际交通状况.     

高速公路货车轴载与路面损坏关系研究

针对目前高速公路交通载荷研究的不足,首先基于高速公路收费数据建立了断面标准轴载累计当量轴次计算模型。在此基础上,结合路面技术状况检测数据,提出了高速公路未养护路段路面使用性能变化的分析方法,并建立了标准轴载累计当量轴次与路面使用性能变化回归模型。最后,以陕西省汉宁高速公路为例,计算得到了各断面上行和下行的标准轴载累计当量轴次,并求解和验证了货车轴载与路面损坏的回归模型。