铺面工程学：轴载的等效换算

由于不同轴载对路面结构的损坏作用不同，难以直接依据各条道路的轴载谱来判断其对路面的影响和要求。因此，可以按等效原则，将各级轴载的作用次数换算成某一标准轴载的作用次数。根据标准轴载的作用次数就可判断各条道路上交通对路面作用的繁重程度。

各个国家对标准轴载的选定不尽相同，大部分国家规定标准轴载为100 kN，也有国家规定为130 kN或80 kN。我国目前路面设计规范中选用单轴双轮组轴载100 kN（以BZZ-100表示）为标准轴载。标准轴载的有关计算参数见表2-8。

表2-8　标准轴载计算参数

轴载等效换算的原则是，同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏程度时，不同轴载的相应作用次数被认为是等效的。等效换算是一个很复杂的问题，依据不同的疲劳损坏标准将得到不同的等效换算关系。这里仅给出一般的公式和方法，涉及不同疲劳损坏标准的参数和指数将在本书第8章和第10章中给出。《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）中推荐采用三个水平确定等效换算系数：高速公路和一级公路的改建设计应采用水平一，其他情况可采用水平二或水平三。

（1）水平一，采用称重设备连续采集设计车道上的车辆类型、轴型组成和轴重数据，按下列步骤分析各类车辆等效换算系数：

①分别统计2类～11类车辆单轴单轮组、单轴双组、双联轴和三联轴的数量，除以各类车辆总量，按式（2-6）计算各类车辆中不同轴型的平均轴数。

②按式（2-7）计算2类～11类车辆不同轴型在不同轴重区间所占的百分比，得到不同轴型的轴重分布系数。

③按式（2-8）计算2类～11类车辆各种轴型在不同轴重区间的等效轴载换算系数，计算时取各轴重区间中点值作为该轴重区间的代表轴重。按式（2-9）计算各类车辆等效轴载换算系数：

式中　EALFmij——m类车辆中i种轴型在j级轴重区间等效轴载换算系数；

Ps——设计轴载，kN；

Pmij——m类车辆中i种轴型在j级轴重区间的单轴轴载，kN，对双联轴和三联轴而言，为平均分配到每根单轴的轴载质量；

b——换算指数，见本书8.4.4节；

c1——轴组系数，当前后轴间距大于3 m时，分别按单个轴计算，当轴间距小于3 m时，按本书第8章表8-13取值；(https://www.xing528.com)

c2——轮组系数，双轮组时取1.0，单轮时取4.5。

式中　EALFm——m类车辆的等效轴载换算系数；

NAPTmi——m类车辆中i种轴型的平均轴数；

ALDFmij——m类车辆中i种轴型在j级轴重区间的轴重分布系数；

EALFmij——m类车辆中i种轴型在j级轴重区间等效轴载换算系数，根据式（2-8）计算确定。

（2）水平二和水平三，按式（2-10）确定各类车辆的等效轴载换算系数。式中关于非满载车和满载车的比例以及等效轴载换算系数，在水平二时取当地经验值，在水平三时取《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2017）中附表A.3.1-2和附表A.3.1-3所列全国经验值。

式中　EALFml——m类车辆中非满载车的等效轴载换算系数；

EALFmh——m类车辆中满载车的等效轴载换算系数；

PERml——m类车辆中非满载车所占的百分比；

PERmh——m类车辆中满载车所占的百分比。

需要说明的是，上述轴载换算仅适用于单轴轴载不大于130 kN的情况。