1、 1前言近年來(lái),國(guó)際道路界有一個(gè)倍受關(guān)注的名詞重任務(wù)(Heavy Duty交通,它是指道路通車(chē)后累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次大大超過(guò)一般水平時(shí),路面性能衰減超常規(guī)發(fā)展的現(xiàn)象。在我國(guó),對(duì)這類(lèi)情況一般稱(chēng)之為重載交通,主要指道路上車(chē)輛軸重超過(guò)道路的規(guī)定限值,從而對(duì)路面一次性破壞較為嚴(yán)重的情況。在工業(yè)建設(shè)中,承載著大量物流貨運(yùn)的廠(chǎng)區(qū)道路就是典型的具有這種特點(diǎn)的道路,尤其像寶鋼這樣的特大型鋼鐵企業(yè),主要物流干道上實(shí)際行駛著大量軸重超過(guò)13t的車(chē)輛,這些車(chē)輛對(duì)路面的破壞是主導(dǎo)性的。由于超出了公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ D50-2004的適用范圍,加上設(shè)計(jì)交通量參數(shù)的獲取手段太過(guò)粗糙,路面設(shè)計(jì)與其服務(wù)對(duì)象存在著比較大

2、的偏差。面對(duì)全新重載交通道路的特征,對(duì)路面設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的交通調(diào)查與軸載換算方法必須做相應(yīng)的外延和調(diào)整。為了提升寶鋼廠(chǎng)區(qū)道路養(yǎng)護(hù)管理的專(zhuān)業(yè)水平,本文擬針對(duì)該廠(chǎng)區(qū)交通組成的特殊性,對(duì)系統(tǒng)原有廠(chǎng)區(qū)道路交通調(diào)查軸載換算方法研究與計(jì)永椿1,楊強(qiáng)2,陳長(zhǎng)2(1.上海寶鋼建筑維修公司,上海201901;2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室,上海200092摘要:根據(jù)寶鋼廠(chǎng)區(qū)的交通特點(diǎn),對(duì)大型重工業(yè)廠(chǎng)區(qū)道路的交通調(diào)查和軸載換算方法研究中,具體可將各類(lèi)重型及超重型特種車(chē)輛重新分類(lèi),采用新的軸載換算方法確定當(dāng)量軸次,并通過(guò)實(shí)例進(jìn)行比較分析。該方法可用于指導(dǎo)寶鋼廠(chǎng)區(qū)的道路設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù),也可為其他大型重工業(yè)廠(chǎng)

3、區(qū)道路的設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)提供參考。關(guān)鍵詞:廠(chǎng)區(qū)道路;軸載換算;當(dāng)量軸次中圖分類(lèi)號(hào):U412.21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1002-4786(200805-0164-03Factory Area Road Traffic Investigation and Axle LoadConversion Method ResearchJI Yong-chun1,YANG Qiang2,CHEN Zhang2(1.Shanghai Baosteel Structure Maintenance Co.,Ltd.,Shanghai201901,China;2.Key Laboratory of Road and T

4、rafficEngineering of Ministry of Education,Tongji University,Shanghai200092,ChinaAbstract:According to the traffic characteristics in the factory area of Baosteel Company,the paper studies the method of traffic investigation and axle load conversion for the road in heavy manufacturing factory area.T

5、he author re-classifies heavy lorry and superheavy lorry,and calculates equal single axle load(ESALwith new conversion method.Comparison is made integrating the examples.The method in this paper can be used as the guidance of road design and maintenance in the factory area of Baosteel factory, and c

6、an also be referred for other heavy manufacturing factories.Key words:road of factory area;axle load conversion;equal single axle load(ESAL164 表1寶鋼廠(chǎng)區(qū)主要特種車(chē)輛的參數(shù)車(chē)型總重(kg前軸軸重(kg后軸軸重(kg后軸軸重(kg接地壓(kg/cm2*日野80t牽引車(chē)228705000178706.41 *60t全掛拖車(chē)(12m平臺(tái)7600038000380006.93 60t全掛拖車(chē)(16m平臺(tái)7900039500395007.04 60t全掛拖車(chē)(凹

7、型平臺(tái)7820039100391007.02 36t容器翻斗車(chē)581101301022550225506.29日野30t翻斗車(chē)49800980020000200008.00奔馳28t翻斗車(chē)450001000017500175007.20 72t升降翻斗車(chē)1093172494842185421858.30德國(guó)產(chǎn)60t升降傾翻車(chē)8400021000kg/軸×4軸5.25德國(guó)產(chǎn)90t升降框架車(chē)11900023800kg/軸×5軸5.95 *德國(guó)產(chǎn)120t升降傾翻車(chē)158*kg/軸×7軸5.64德國(guó)產(chǎn)140t升降框架車(chē)180*kg/軸×6軸6.67表2緯5路路段

8、小時(shí)交通量統(tǒng)計(jì)表<2t2t10t10t30t全掛拖車(chē)框架車(chē)合計(jì)13:3014:30831514152129 14:3015:30771022189136小計(jì)16025363311265車(chē)型時(shí)間的交通量采集方法進(jìn)行修改,使之既要符合寶鋼道路管理的要求,便于使用人員的掌握和操作,同時(shí)也為其他大型重工業(yè)廠(chǎng)區(qū)道路的設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)提供參考。2寶鋼廠(chǎng)區(qū)道路交通概況寶鋼屬特大型鋼鐵工業(yè)企業(yè),目前每年鋼產(chǎn)量達(dá)1500多萬(wàn)噸,廠(chǎng)區(qū)占地面積達(dá)20多平方公里,道路面積約為290多萬(wàn)平方米,鋼鐵產(chǎn)成品道路運(yùn)輸量占廠(chǎng)區(qū)總交通量的70%以上,廠(chǎng)區(qū)道路以大型載重車(chē)交通為主。2.1寶鋼運(yùn)輸車(chē)輛概況20世紀(jì)中后期寶鋼產(chǎn)能大幅

9、度提升,為了滿(mǎn)足產(chǎn)成品運(yùn)輸?shù)男枨?隨著機(jī)械裝備業(yè)的迅速發(fā)展,引進(jìn)了大量的特種車(chē)輛。這些運(yùn)輸車(chē)輛的主要特征是大型化、多軸化和超重化,其中最典型的就是德國(guó)產(chǎn)140t框架車(chē),自重達(dá)48t,滿(mǎn)載總重達(dá)180t。寶鋼運(yùn)輸部提供的廠(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有特種汽車(chē)外廓尺寸及接地壓等參數(shù)表 中列舉了寶鋼廠(chǎng)區(qū)部分主要特種車(chē)輛的一些主要參數(shù),見(jiàn)表1。2.2寶鋼交通概況因前期交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量的缺乏,本文僅以2003年廠(chǎng)區(qū)緯5路的經(jīng)5路至經(jīng)6路路段的交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為對(duì)象進(jìn)行分析(如表2和圖1所示。從多年來(lái)道路養(yǎng)護(hù)巡視管理觀(guān)察的情況來(lái)看,廠(chǎng)區(qū)主干道高峰時(shí)段交通流量約為100輛/h150輛/h,可見(jiàn)寶鋼廠(chǎng)區(qū)道路路段交通總量不大,但大于10t

10、以上的重載車(chē)、特種車(chē)所占比例較大,達(dá)35%以上,而且這其中30t以上的特種車(chē)輛達(dá)50%以上。因此,在缺乏相關(guān)資料的情況下,如何結(jié)合道路管理的需要,較為快捷、方便、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)路段交通量信息,并合理地對(duì)各類(lèi)10t以上的重載車(chē)進(jìn)行軸載換算,對(duì)路面養(yǎng)護(hù)的科學(xué)決策和分析有著十分重要的意義。3路段交通調(diào)查與分析3.1各種車(chē)輛分類(lèi)在交通調(diào)查中,一般將車(chē)輛分為八類(lèi):大型貨車(chē)、中型貨車(chē)、小型貨車(chē)、大型客車(chē)、小型客車(chē)、拖掛車(chē)、集裝箱、大中型拖拉機(jī)。車(chē)輛具體所屬分類(lèi),則應(yīng)根據(jù)其軸數(shù)、軸載、輪距、軸距和總重等各類(lèi)技術(shù)參數(shù)而定。在寶鋼廠(chǎng)區(qū)運(yùn)輸車(chē)輛中,車(chē)型繁多復(fù)雜,除上述提到運(yùn)輸部的特種車(chē)輛外,還有其他如廢棄物、廢鋼、資

11、材備件等物資運(yùn)輸單位使用的大噸位貨車(chē)和超重特種車(chē)輛。此時(shí)若仍按原有方法對(duì)車(chē)輛進(jìn)行分類(lèi),顯然是行不通的。另外如對(duì)廠(chǎng)區(qū)各類(lèi)運(yùn)輸車(chē)輛的技術(shù)數(shù)據(jù)采取詳細(xì)調(diào)查的方法,不僅需耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間,而且該項(xiàng)工作的專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng),最終還可能會(huì)造成難以分類(lèi)或分類(lèi)較多的問(wèn)題,不利于后期操作人員方便快捷的運(yùn)用。因此,車(chē)輛分類(lèi)需針對(duì)上述現(xiàn)有寶鋼廠(chǎng)區(qū)運(yùn)輸車(chē)輛的特征,比如針對(duì)框架車(chē)、60t平板車(chē)等特種車(chē)有關(guān)容易辨認(rèn)、超重較多和所占比例較大的特點(diǎn),可以考慮單獨(dú)分類(lèi),至于其他運(yùn)輸車(chē)輛則可結(jié)165 表3由一般軸載換算方法所得計(jì)算結(jié)果序號(hào)車(chē)型分類(lèi)代表車(chē)型分類(lèi)平均小時(shí)交通(輛平均軸載換算系數(shù)等效軸載次數(shù)(次1中型貨車(chē)黃河JN-1501

12、30.11951.55 2大型貨車(chē)黃河JN-253180.826014.87 3拖掛車(chē)60t全掛拖車(chē)168.2410131.864拖掛車(chē)德國(guó)產(chǎn)120t升降框架車(chē)68.241049.45合計(jì)197.73表4由本文軸載換算方法所得計(jì)算結(jié)果序號(hào)代表車(chē)型小時(shí)交通(量軸載(kN軸載換算系數(shù)等效軸載次數(shù)(次前軸后軸1黃河JN-1501349(單軸單輪101.6(單軸雙輪1.35817.6542黃河JN-2531855(單軸單輪2×66(雙軸雙輪0.83615.0483牽引車(chē)+60t掛拖車(chē)1650(單軸單輪178(雙軸雙輪24.154386.464合計(jì)3374.7964120t升降框架車(chē)6226(

13、5軸單輪2軸雙輪340.4292042.574380(雙軸四輪380(雙軸四輪57.066913.056合廠(chǎng)區(qū)運(yùn)輸車(chē)輛的特點(diǎn)仍采用原有方法進(jìn)行分類(lèi)?？蓪S(chǎng)區(qū)車(chē)輛總體分為六類(lèi):小型客車(chē)、小型貨車(chē)、中型貨車(chē)、大型貨車(chē)、全掛拖車(chē)、框架車(chē)。3.2軸載換算公式在軸載換算中,除小型客車(chē)和小型貨車(chē)(總重2t以下可忽略不計(jì)外,還需針對(duì)其他四類(lèi)車(chē)輛合理選擇代表車(chē)型,并以100kN的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)上述廠(chǎng)區(qū)的道路交通特征,代表車(chē)型可分別選取:中型貨車(chē)-黃河JN-150、大型貨車(chē)-黃河JN-253、全掛拖車(chē)-60t全掛拖車(chē)、框架車(chē)-德國(guó)產(chǎn)120t 升降框架車(chē)。我國(guó)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ D50-

14、2004的軸載換算公式為:N=C1C2n1P iP"#4.35(1式中:N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日;n1各種被換算汽車(chē)的作用次數(shù)(次/日;P標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN;P i各種被換算車(chē)型的軸載(kN;C1輪組系數(shù),雙輪組為1,單輪組為6.4,四輪組為0.38;C2軸數(shù)系數(shù)。式(1主要用于設(shè)計(jì)彎沉值及瀝青層層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算,且僅適用于單軸軸載小于130kN的各種車(chē)型的軸載換算,而事實(shí)上全掛拖車(chē)等特種車(chē)輛軸載均大于130kN,這給選用上述公式帶來(lái)了困難。理論上,特種車(chē)的軸載都屬超重范疇,但輪壓均小于0.7MPa,故而不屬于超載,且框架車(chē)為46軸的多軸車(chē),對(duì)路面面層受力比超載有利。因此,在目前無(wú)成

15、熟理論依據(jù)的條件下,結(jié)合廠(chǎng)區(qū)緯5路、經(jīng)6路等主干道主要損壞為車(chē)轍的現(xiàn)象,依據(jù)有關(guān)研究1針對(duì)軸載大于100kN的特種車(chē),可選擇基于車(chē)轍等效的重載軸載換算指數(shù)5.5,即以下軸載換算公式:N=C1C2n1P1P"$5.5(23.3其他因素除以上所述外,交通量增長(zhǎng)率、輪跡橫向分布系數(shù)等其他因素對(duì)交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的擬合性也有一定影響。其中廠(chǎng)區(qū)交通量增長(zhǎng)率與企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)能、項(xiàng)目建設(shè)等兩大因素有關(guān),而近年來(lái)寶鋼的鋼鐵產(chǎn)能已趨于穩(wěn)定,項(xiàng)目建設(shè)的廠(chǎng)址也主要位于規(guī)劃的新廠(chǎng)區(qū),這些對(duì)老廠(chǎng)區(qū)的路網(wǎng)交通量影響很小。因此,對(duì)廠(chǎng)區(qū)的交通量增長(zhǎng)率一般目前暫不考慮。寶鋼廠(chǎng)區(qū)主干道為雙向單車(chē)道形式,車(chē)道寬5m,與城市道路一

16、般最大寬度4m有明顯的不同,而寶鋼以平板車(chē)、框架車(chē)等為例的特種車(chē)寬度達(dá)3m,綜合考慮有關(guān)理論2,輪跡橫向分布系數(shù)取中值0.4。4兩種方法實(shí)例比較本文仍依據(jù)緯5路路段交通統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),除小型客車(chē)和小型貨車(chē)忽略不計(jì)外,分別按一般方法和本文建議的方法進(jìn)行實(shí)例計(jì)算,比較路段小時(shí)交通量的等效軸載次數(shù)(以100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。4.1按一般方法計(jì)算以同濟(jì)大學(xué)孫立軍教授在瀝青路面結(jié)構(gòu)行為理論中建議的車(chē)輛分類(lèi)和平均軸載換算系數(shù)為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表3。4.2利用本文推薦的方法計(jì)算根據(jù)本文所推薦的方法進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果見(jiàn)表4。166 4.3計(jì)算結(jié)果比較對(duì)比以上兩種方法的計(jì)算結(jié)果,二者相差17倍之多,這對(duì)道路管理輔助決策

17、和路面分析將起到?jīng)Q定性的影響,因此根據(jù)寶鋼廠(chǎng)區(qū)的交通特點(diǎn),必須對(duì)原系統(tǒng)中有關(guān)交通量統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行修改和完善。5結(jié)語(yǔ)本文在原道路管理交通量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合寶鋼廠(chǎng)區(qū)交通特點(diǎn)和相關(guān)理論,在車(chē)輛分類(lèi)和軸載換算系數(shù)等方面提出了新的方法,相對(duì)原有方法,新方法對(duì)于重載廠(chǎng)區(qū)道路等效軸載作用次數(shù)的估測(cè)更加合理,可用于指導(dǎo)重載廠(chǎng)區(qū)道路的設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)。不過(guò)鑒于新方法還只是建立在少量基礎(chǔ)交通數(shù)據(jù)和一些不太成熟的理論依據(jù)的基礎(chǔ)上,可能存在某些偏頗和不足,因此有待深入的研究,以得到不斷的完善和改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1顏利,周曉青,李宇峙,邵臘庚.基于直道足尺車(chē)轍試驗(yàn)的瀝青路面重載軸載換算方法研究J.公路交通科技,2006

18、,23(3:35-39.2鄧學(xué)鈞,等.路面設(shè)計(jì)原理與方法M.北京:人民交通出版社,2001.3孫立軍,等.瀝青路面結(jié)構(gòu)行為理論M.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2003.作者簡(jiǎn)介:計(jì)永椿(1974-,男(漢族,工學(xué)學(xué)士,工程師(道橋技術(shù)專(zhuān)業(yè),現(xiàn)任職于上海寶鋼建筑維修公司,1996年畢業(yè)于上海城市建設(shè)學(xué)院;楊強(qiáng)(1984-,男(漢族,湖南岳陽(yáng)人,工學(xué)學(xué)士,現(xiàn)為上海同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場(chǎng)工程系在讀碩士研究生,研究方向?yàn)槁坊访婀こ?路面維護(hù)管理;陳長(zhǎng)(1977-,男(漢族,講師,現(xiàn)任教于同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場(chǎng)工程系。收稿日期:2007-08-23!瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)在京福高速公路曲阜段的應(yīng)用閆新亭1,