中國標(biāo)準(zhǔn)與南部非洲標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于路面設(shè)計(jì)累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算的比較

馬傳繼　胡亞軍

（安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司　安徽　合肥　230088）

中國標(biāo)準(zhǔn)與南部非洲標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于路面設(shè)計(jì)累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算的比較

馬傳繼胡亞軍

（安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)中，采用的路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是南部非洲交通運(yùn)輸委員會(huì)（Southern African Transport and Communications Commission，簡稱SATCC）編寫的道路路面設(shè)計(jì)手冊（Code of Practice for the Design of Road Pavements（September 1998）），作為SATCC的規(guī)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(shè)，其他國家可以參照采用。根據(jù)對南部非洲標(biāo)準(zhǔn)路面設(shè)計(jì)的研究，并與中國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，對中國工程設(shè)計(jì)單位在南部非洲進(jìn)行道路設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

標(biāo)準(zhǔn)；路面設(shè)計(jì)；累計(jì)當(dāng)量軸次

1　引言

南部非洲，即非洲南部地區(qū)。指非洲大陸南部地區(qū)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(dá)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(dá)庫尼亞群島。

隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，越來越多的中國建設(shè)單位參與到國際工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)之中。2013～2015年，筆者多次參與在贊比亞共和國公路項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，對南部非洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較為深入的研究。本文就路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)當(dāng)量軸次的計(jì)算，進(jìn)行中國標(biāo)準(zhǔn)與南部非洲標(biāo)準(zhǔn)的比較。

2　計(jì)算前提條件

雙向2車道，路面寬7.2m，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)年限10年，交通量增長率6%。采用的車型如表1。

表1　

3　根據(jù)中國標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算

3.1各種軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次Na計(jì)算公式

根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD50-2006），計(jì)算公式如下：

式中：Na——以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青層剪應(yīng)力和瀝青層層底拉應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的當(dāng)量軸次（次/d）；

ni——被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)（次/d）；

P——標(biāo)準(zhǔn)軸載（kN）；

Pi——被換算車型的各級(jí)軸載（kN）；

C1——被換算車型的軸數(shù)系數(shù)；

C2——被換算車型的輪組系數(shù)，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(jí)別。當(dāng)軸間距大于或等于3m時(shí)，應(yīng)按一個(gè)單獨(dú)的軸載計(jì)算；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：

式中：m——軸數(shù)。

3.2標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次計(jì)算

表2　標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次計(jì)算表

3.3累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算

瀝青路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次按下式計(jì)算：

式中：Ne——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車道）；

t——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年（年）；

N1——路面營運(yùn)第一年單向日平均軸次（次/d）；

γ——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)交通量的年平均增長率（%）；

η——設(shè)計(jì)車道分布系數(shù)。

車道系數(shù)η按表3取值。公路無分隔時(shí)，車道窄宜選高值，車道寬宜選低值。

表3　車道系數(shù)

3.4累計(jì)當(dāng)量軸次計(jì)算結(jié)果

3.5交通等級(jí)確定

交通等級(jí)取值見表4。

表4　

因此，按照中國標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，結(jié)果為輕型交通等級(jí)。

4　根據(jù)南部非洲標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算

4.1一種車輛的單向的總設(shè)計(jì)交通量

根據(jù)南部非洲標(biāo)準(zhǔn)《道路路面設(shè)計(jì)手冊》（1998.09），計(jì)算公式如下：

4.2轉(zhuǎn)化實(shí)際的軸負(fù)載量為標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載式中：DT——一種車輛的單向的總設(shè)計(jì)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(shè)想的增長率，每年百分比；

p——設(shè)計(jì)的使用周期。

根據(jù)以下公式計(jì)算：

式中：F——標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載的同等承載因素；

P——軸載（單位千克或者千牛）；

n——相關(guān)損壞指數(shù)，通常取值為4。

4.3計(jì)算結(jié)果

累計(jì)當(dāng)量軸次T=DT×F=2405495×3.7602=904.5084萬次

4.4交通等級(jí)確定

交通等級(jí)取值見表5。

表5　交通等級(jí)

根據(jù)表5，按照南部非洲標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算結(jié)果屬于T6交通等級(jí)。

5　結(jié)束語

（1）南部非洲標(biāo)準(zhǔn)路面設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)軸載采用的是80kN或8160kg，而國內(nèi)采用的是100kN。而且在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算公式不同，兩者的劃分標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，相對而言，國內(nèi)的軸載計(jì)算更加細(xì)化，適應(yīng)不同材料的路面結(jié)構(gòu)。但也存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，可能帶來不易進(jìn)行經(jīng)濟(jì)及技術(shù)比較的現(xiàn)實(shí)問題。

（2）南部非洲標(biāo)準(zhǔn)路面設(shè)計(jì)中交通等級(jí)根據(jù)交通量由少變多分為T1～T8共八個(gè)等級(jí)，而國內(nèi)路面設(shè)計(jì)一般僅分為輕型、中型、重型及特重四個(gè)等級(jí)?？紤]國內(nèi)道路上行駛車輛重載超載情況較多的現(xiàn)實(shí)，軸載等級(jí)區(qū)分較少是符合實(shí)際情況的，但一定程度上不能體現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的優(yōu)勢。

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD50-2006）.

[2]南部非洲標(biāo)準(zhǔn).《道路路面設(shè)計(jì)手冊》（1998.09）.

[3]肖永剛.援外道路路面結(jié)構(gòu)選擇及設(shè)計(jì)[J].2015（03）：32～35.

U416.2

A

1673-0038（2015）43-0223-02

2015-10-2