摘要：本文利用理論彎沉與實(shí)際彎沉雙重等效概念提出了新的軸載等效換算系數(shù)計(jì)算公式，試驗(yàn)和理論依據(jù)比較充分。

　　關(guān)鍵詞：超載車輛 彎沉等效 等效系數(shù) 理論彎沉 實(shí)際彎沉

　　隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和運(yùn)輸者對自身經(jīng)濟(jì)利益的片面追求，目前公路上的大中型載貨汽車超載運(yùn)行已是非常普遍的現(xiàn)象。實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在不少地區(qū)中型貨車如東風(fēng)、解放等載重量可達(dá)10t，后軸重可達(dá)13t以上;大型貨車如黃河JN-163等，后軸重可達(dá)18t以上，它們對路面破壞作用是不可忽視的。由于全國各地的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展水平不同，車輛超載在不同地區(qū)有較大的差異，有的地區(qū)超載現(xiàn)象遠(yuǎn)比以上情況嚴(yán)重，例如河北省宣大線，大部分載貨車輛為運(yùn)煤車，后軸重可達(dá)30多t，若按四次方公式計(jì)算等效系數(shù)，所設(shè)計(jì)的路面厚度太大，實(shí)踐中難以應(yīng)用。由于四次方公式對大噸位軸載既沒有做過試驗(yàn)，又缺乏充分的理論根據(jù)，設(shè)計(jì)者不能放心使用，因而迫切需要找到一種既能解決超載的破壞性問題，又能為人們所接受的理論依據(jù)指導(dǎo)路面設(shè)計(jì)。

　　1　國內(nèi)外現(xiàn)有軸載換算公式的分析

　　鑒于此種情況，我們從分析AASHO四次方公式的來源入手尋求其中的原因。AASHO四次方公式的得出是建立在大型的實(shí)地試驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，用22 輛輕型貨車和104輛半拖掛牽引車在試驗(yàn)路上每天行駛15h，共作了1 114 000次行車重復(fù)荷載試驗(yàn)，用以模擬州內(nèi)一般道路或州際道路上行駛大軸載和高速混合載重車及一般車輛的實(shí)際情況，試驗(yàn)車行駛總里程達(dá)28 168km。AASHO試驗(yàn)路的基本方程是根據(jù)試驗(yàn)路的大量資料，把各路段的各個(gè)路面結(jié)構(gòu)所經(jīng)受不同車型的荷載作用次數(shù)N與路面耐用性指數(shù)PSI的損失值的關(guān)系進(jìn)行整理而得：

　　(3)式以容許彎沉等效為原則進(jìn)行推導(dǎo)，本質(zhì)上是指換算軸與標(biāo)準(zhǔn)軸的實(shí)際彎沉等效，但是由于路面結(jié)構(gòu)實(shí)際彎沉的變異性較大，所以實(shí)際彎沉等效尚不能保證作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之一的理論彎沉也等效，因此為使軸載換算公式具有充分的理論依據(jù)，需要增加理論彎沉等效作為又一約束條件，即應(yīng)提理論彎沉和實(shí)際彎沉都等效的雙重等效條件。

　　2　基于理論彎沉等效與實(shí)際彎沉等效的軸載換算方法

　　2.1　公式推導(dǎo)

　　通過上述對國內(nèi)外已有公式的分析，得知現(xiàn)有軸載換算公式對于較大噸位超載軸的等效換算缺少理論保證，為了解決超載軸的換算問題，我們采用理論彎沉與實(shí)際彎沉雙重等效的方法推導(dǎo)軸載換算公式。雙重等效公式為：

　　(15)式為雙重彎沉等效條件下超載輪半徑計(jì)算公式，代入(14)式即可得超載軸輪壓P，而后把P、δ值代入(3)式，即得超載軸的軸載換算系數(shù)。可以看出，由此得到的P、δ值與超載車輛的實(shí)際P、δ值不一定相等。為方便起見，本文把由雙重彎沉等效約束所得超載軸的P、δ值稱為虛擬輪壓和半徑，所代表的車輪稱為虛擬輪，表1將討論虛擬輪所造成的誤差。

　　2.2　等效換算系數(shù)比較

　　分別利用我國現(xiàn)行規(guī)范公式、AASHO四次方公式和本文所推導(dǎo)公式計(jì)算2～35t軸載的等效換算系數(shù)如表1所示。

　　由表1 可以看出，當(dāng)軸重小于17t時(shí)，三種軸載換算方法所得軸載換算系數(shù)的差別很小，表明在該軸載區(qū)間三種方法可以互換。由于軸載小于17t在AASHO試驗(yàn)軸載范圍以內(nèi)，所以該計(jì)算結(jié)果表明本文公式與試驗(yàn)所得結(jié)果比較接近，為本文公式的可靠性提供了試驗(yàn)依據(jù)。當(dāng)軸載大于17t以后，隨軸載增加，三種軸載換算公式軸載換算系數(shù)的差距越來越大，相同軸載時(shí)軸載換算系數(shù)由大到小依次為規(guī)范方法、AASHO方法及本文方法。前已述及，若按規(guī)范方法進(jìn)行超載車輛路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，會(huì)得出偏厚的設(shè)計(jì)結(jié)果，因此規(guī)范方法是不適用的。上述分析及計(jì)算結(jié)果表明，本文公式不但具有較為充分的理論依據(jù)，且在常規(guī)軸載范圍內(nèi)與試驗(yàn)結(jié)果比較接近，又具有最小的軸載換算系數(shù)，按本文方法設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)厚度將比規(guī)范方法減薄，較為符合超載車輛路面的實(shí)際情況，因此按本文方法進(jìn)行超載車輛路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合適。