Apr12007Journal TransportationResearch Development文章编号 1002Ο0268(2007) 04Ο0001Ο06 路面载重车辆的荷载特征 (11同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室 上海200092 21广东广韶高速公路有限公司 广东清远 513100) 摘要 在收集了我国公路上行驶的单、双后轴整车型的载重车辆轴载资料的基础上 参考国家现行轴限规定与轮胎型号等标准 从路面结构设计的角度上对轴载、轮胎气压 、接地压力 、轴型参数等荷载特征参数进行了整理分析 采用统计回归方法找到了特征参数的规律和相互关系 双轮间距、轮距 、轴距按 额定轴载进行分级的建议表 轮间距中图分类号 U416102文献标识码 dingChara ct eri stic TrucksOp erating MENGYan GUOLinΟquan TANZhiΟming (11TheKey Laboratory TrafficEngineering Ministry TongjiUniversity Shanghai200092 21Guangshao Expressway Co1Ltd1 GuangdongQingyuan 513100 China)Ab stract authorsstudied relationbetween loading characteristics pavementstructure design throughanalyzing collectedaxle load data doublerear axle straighttrucks nationalhighway existingstandards axleload limit tiretype etc loadingcharacteristics parameters axleload tirepressure axletype etc findout regressionanalysis1Based studyaxle type parameters used pavementdesign including dual wheel spacing wheelgauge wheelbaseaccording ratedload independentvariable ratingaxle load factualload factor regressedcoefficients tirecontact pressure sametime ratedaxle load factualload factor equivalentload radius equals trinaldistance between dual wheel centers presentasphalt pavement structure analysis discussed1Theresearch resultants can provide reliable truck loading characteristic parameters pavementstructure analysis1 Key word roadengineering pavementstructure regressionanalysis loadingcharacteristics parameters tirecontact pressure wheelgauge 中心距 0134 轮距1180 轴距1140 引言对于路面结构而言 车辆荷载的特征值有轮胎接地压力 轴型参数有双轮组中心距 、轮间距和轴距 。这些车辆荷载特征值与车辆 类型 、额定载重以及超载率等有关 但现行的路面结构设计方法没有予以充分地考虑 在我国水泥混凝土路面设计方法中 双轮中心距取 倍的轮载接地面当量圆半径。这些对车辆 荷载的简化处理方法会影响路面结构分析的精度 其会影响当量轴载换算精度。因此 有必要弄清我国当前公路运输中载重车辆的荷载特征参数 为路面结构设计提供可靠的依据 2006Ο03Ο08基金项目 交通部西部交通建设科技资助项目(200231882235) 作者简介 (merya3@sohu1com) 公路运输车辆的超载超限现象十分普遍和严重 据广东、山西 、湖南 、广西等 11 个省市在 1996~2001 年间的公路运输车辆超载超限的调查 额定载重大于215 单后轴货车的单轴超限(10 单轴最大值为17~31 轴最大值达29~51 实际载重Π额定载重)最大值为 280 %~400 月起开展的全国性的车辆超限超载治理 有效遏制我国的车辆超载超限现象上升的势头 但从根本上解决公路运输车辆的超载超限现象尚需时日 我国载重车辆的轴载状况国家强制性标准《道路车辆外廓尺寸 与交通部颁布的《超限运输车辆行驶公路管理规定》 公路与城市道路) 上行驶的各类载重车辆的轴载最大限 双轮组单轴的允许最大轴重为100 kN 以下简称双后轴)的轴载最大限值为 180 kN 。世界各国的公路运输车辆轴载限制标准不尽 相同 国家的单轴轴载限小于等于100 kN 有些国家的大于100 kN 如法国、比利时 、西班牙和 一些法语区国家的单轴轴载限为 130 kN 意大利的为120 kN 87%的国家小于等 180kN 最高限额为200 kN 如英国、比利时 、伊朗、新加坡等国家 轴型参数211 双轮中心距 双轮中心距是指双轮组轮胎中心之间的距离 其中的“”点为额定轴载超过 200 kN 双轮中心距与额定轴载二者之间具有很好的相关性 其回归式为ds 0198Ps 0150Pd ds、dd 分别为单 、双后轴双轮中心距 世界各国车辆轴载限分布图(单位 kN)Fig11 Distribution chart axleweight limit values kN)尽管我国对载重车辆的轴载有明确规定 但监管不力 60kN 、双后轴轴载 120kN 的载重车 有相当数量的进口车辆和引进国外生产线的国产车辆不满足我国现行的轴限标准要求 26种单后轴整车型中有 27 %车型的单后轴超过 100 kN 最高为130 kN 35种双后轴整车型中有 60 车型的双后轴超过180 kN 额定双轴超过200 分别为单、双后轴的额定轴载 双轮间距与额定轴载关系图Fig12 Correlation between rated axle load dualwheel spacing 212 轮间距 轮间距是指后轴两侧轮中心之间的距离 。国家和 行业标准对轮间距无强制规定 不同汽车制造厂的车辆轮间距不尽相同 。收集的各种载重车辆的轮间距与 额定轴载之间关系见图 800mm 线上 740mm 14种车型 800mm 800mm 分别为红岩CQ1191 810mm) 823mm) 860mm) 、斯太尔 K38 820mm) 。双后轴的轮间距主要 集中在1 760 860mm 线附近 760mm的有 kN 的车辆有 10 种车型 Tab11 Statistics overloadtrucks ΠkN比例 车型超限车型 黄河 JN150 CKB450、依维柯 MP190 、斯太尔 K38 1291单后轴 1027 长征 CZ1260 NY3260交通 SH361 CQ302、斯太尔 P43 、斯达Ο斯太尔 1491 、北方Ο奔ND2635、TATRA T815 TATRAT815S3 (180 20031 双后轴 20029 1994-2013China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 800mm 17种车型 860mm 附近有 载重车辆的轴型参数(双轮中心距 、轮间距 860mm 的为老车型交通 SH361 902mm) 现在公路上已不多见 轮间距与额定轴载关系图Fig13 Correlation between rated axle load wheelspacing 213 轴距 21311 前后轴距 前后轴距指整车型车辆的前轴到第 一根后轴的距 离。单后轴整车的前后轴距随着后轴额定轴载的增大 而增长 双后轴整车的前后轴距与额定轴载之间相关性较差 其原因为双后轴整车中的一大部分是前后轴距较小的自卸车辆 双后轴轴距与额定轴载关系图Fig15 Correlation between rated axle load doublerear axle spacing 载重车辆的轴型参数建议值Ta b12 Proposed values corresponding axletype parameters trucks额定轴载 ΠkN 双轮中心距 Πmm 轮间距 Πmm 轴距 Πmm 80(80 100(100 120(120 130340 360 380 400 单后轴 26179Ps 140(140 160(160 180350 270360 双后轴 320(180 200380 接地压力311 轮胎类型和内压 轮胎的技术参数有名义断面宽度 、轮辋名义直 名义断面宽度和轮辋名义直径采用 表示)与斜交轮胎 而层级是表示轮胎能承受负荷的特定强度标志 用数字和PR 表示 9100R2010PR 是指名义断面宽度 、轮辋名义直径为20 、层级为10PR 载重车辆的轮胎名义断面宽度随着额定轴载的增加而增大 所有调查车辆的额定轴载与轮胎名义断面宽度的关系见图 所示的不同额定载重的单 、双后轴整车的轮胎名义断面宽度 的代表值 前后轴距与后轴额定轴载关系图Fig14 Correlation between axle rated axle load axlespacing 21312 双后轴轴距 双后轴的轴距基本上在 320mm上270mm 320mm 320mm的有 12 种车型 有日产CWB520 、斯太尔 P43 、斯达Ο斯太尔 1491 车型和红岩及北方Ο奔驰系列等国产车型 ,见图 注意到载重车辆的双轮中心距 、轮间距和轴距越小则对路面结 构越不利的路面结构特点 。因此 1994-2013China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 不同额定载重的轮胎名义断面宽度代表值Ta b13 Nominal widths tirescorresponding ratedload ranges 子午线轮胎与斜交轮胎在额定负荷相等的情况下 午线轮胎的胎压要高出斜交轮胎气压0103 0104MPa 轮胎设计最大气压 pi 与相应轮胎负荷 轮胎名义断面宽度Πmm 229(910) 254 (1010) 279 (1110) 305 (1210) 单后轴 双后轴 (80 ,100 (140 ,160 (100 ,120 (160 ,200 (120 ,130 60120 ,80 ,140 轴载ΠkN 312接地压力 、轮胎内压的关系轮胎接地压力或接地面积与轴载的关系 较常用的有日本 Ikeda1T 提出的轮胎接地压力与轴载和气压 的经验关系式 11和比利时 1Verstbaraeten提出的 接地面积与轴载经验关系式 0129pi 200Ps 15200 Fig16Proportional diagram nominalwidths tiresrelated ratedload ranges 000为保证率达到 95 %的离差范围 并装双轮轮胎的设计最大气压与相应单轮负荷表Ta b14 Allowable internal air pressure dualparalleled tires correspondingload tire轮胎层级 PR 10 12 14 16 18 轮胎设计最大气压 piΠMPa pi pi pi pi pi 9100Ο2010100Ο20 11100Ο20 0149 1184 0160 0153 0153 2105 2116 2136 0170 0163 0163 2126 2141 2163 0181 0174 0174 2150 2163 2187 0184 0184 2190 3115 12100Ο20 0156 2179 0167 3108 0174 3127 轮胎规格 9100R20 10100R20 11100R20 12100R20 0153 1184 0163 0156 0156 2105 2116 2136 0174 0167 0167 0160 2126 2141 2163 2179 0190 0177 0177 0170 2165 2163 2187 3108 0193 0193 0177 3100 3125 3127 斜体为增强型轮胎的数据。