高速公路实测轴载分布特征及车辙等效轴载换算模型研究

摘要

随着国民经济的持续发展，公路交通量激增且重载车辆增多，对路面设计和施工提出了新的挑战。为提高路面设计水平和工程质量，减少早期损害，对于交通参数、轴载换算方法及路面设计参数的研究具有重要意义。
　　 交通参数是路面结构设计中最重要的设计参数之一。针对我国现行路面结构设计方法中用当量轴载作用次数(ESAL)来表征轴载分布的不足，本文提出了一种用对数正态分布组合得到一种混合分布模型来准确表征轴载谱的方法，详细论述了该模型的发展过程并且通过浙江省主要高速公路连续两年的动态称重数据论证了模型预测的准确性。通过分析说明，该模型对于所有观测地点动态称重数据的拟合都能取得较高的R2值(大于0.93)，表明此模型预测准确性较好，这种模型基于统计学理论，道路设计者可以根据本地区的特殊性有选择的使用已有数据，用以指导路面结构设计及路面性能评估。
　　 车辙是渠化交通高等级公路沥青路面的主要损坏形式之一，是影响路面平整度、路面使用性能、行车安全性和舒适性的重要因素。针对我国现行沥青路面设计方法设计指标方面存在的不足，本文提出增加车辙作为路面设计指标。在详细分析国内外车辙预估模型的基础上，总结影响车辙发展的主要因素，建立了反映塑性应变与沥青层厚度、温度、轴重和轴载作用次数关系的新的车辙预估方程，进一步结合变形等效的轴载换算公式，通过大量的室内车辙试验，借助MATLAB、ORGIN等软件工具，利用迭代法、非线性最小二乘法等数学方法，得出基于车辙等效的轴载换算模型。对于多车道高速公路交通量的分析及预测方法、轴载特征、道路超载现象、多车道高速公路的方向系数和车道系数进行了全面分析，为路面结构设计及养护维修提供了依据。