超載車輛彎沉等效換算方法研究
發(fā)布時間：2010-01-14 共2頁
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，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試驗軸載范圍以內(nèi)，所以該計算結(jié)果表明本文公式與試驗所得結(jié)果比較接近，為本文公式的可靠性提供了試驗依據(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)范方法進行超載車輛路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，會得出偏厚的設(shè)計結(jié)果，因此規(guī)范方法是不適用的。上述分析及計算結(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際情況，因此按本文方法進行超載車輛路面結(jié)構(gòu)設(shè)計比較合適。
軸載等效換算系數(shù)與彎沉計算結(jié)果表1
| 軸重 （T） |
等效系數(shù) | 相對 誤差 （%） |
理論 彎沉值 （cm） |
相對 誤差 （%） |
實際 彎沉值 （cm） |
相對 誤差 （%） | ||||
| 規(guī)范 | AASHO | 本文 | ||||||||
| （1） | （2） | （3） | ［（2）- （3）/（3） |
（4） | （5） | ［（4）- （5）/（4） |
（6） | （7） | ［（6）- （7）/（6） | |
| 2 | 0.001 | 0.002 | 0.003 | 33.3 | 0.026 | 0.018 | 30.8 | 0.008 | 0.007 | 12.5 |
| 3 | 0.005 | 0.008 | 0.012 | 33.3 | 0.032 | 0.024 | 25.0 | 0.011 | 0.010 | 9.0 |
| 4 | 0.019 | 0.026 | 0.034 | 23.5 | 0.037 | 0.031 | 16.2 | 0.014 | 0.014 | 0 |
| 5 | 0.050 | 0.063 | 0.078 | 19.2 | 0.042 | 0.037 | 11.9 | 0.017 | 0.018 | 5.9 |
| 6 | 0.109 | 0.130 | 0.152 | 14.5 | 0.047 | 0.044 | 6.4 | 0.021 | 0.021 | 0 |
| 7 | 0.214 | 0.240 | 0.269 | 10.8 | 0.052 | 0.050 | 3.8 | 0.025 | 0.025 | 0 |
| 8 | 0.383 | 0.410 | 0.442 | 7.2 | 0.057 | 0.056 | 1.8 | 0.028 | 0.029 | 3.6 |
| 9 | 0.639 | 0.656 | 0.683 | 4.0 | 0.062 | 0.062 | 0 | 0.032 | 0.033 | 3.1 |
| 10 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 0.0 | 0.067 | 0.067 | 0 | 0.037 | 0.037 | 0 |
| 11 | 1.53 | 1.46 | 1.44 | 1.4 | 0.072 | 0.073 | 1.4 | 0.041 | 0.041 | 0 |
| 12 | 2.23 | 2.07 | 1.98 | 4.5 | 0.077 | 0.079 | 2.6 | 0.046 | 0.045 | 2.2 |
| 13 | 3.17 | 2.86 | 2.66 | 7.5 | 0.082 | 0.084 | 2.4 | 0.050 | 0.049 | 2.0 |
| 14 | 4.38 | 3.84 | 3.50 | 9.7 | 0.086 | 0.090 | 4.7 | 0.055 | 0.053 | 3.6 |
| 15 | 5.90 | 5.06 | 4.52 | 11.9 | 0.091 | 0.096 | 5.5 | 0.059 | 0.057 | 3.4 |
| 16 | 7.82 | 6.55 | 5.74 | 14.1 | 0.095 | 0.101 | 6.3 | 0.064 | 0.061 | 3.1 |
| 17 | 10.15 | 8.35 | 7.18 | 16.3 | 0.100 | 0.107 | 7.0 | 0.069 | 0.066 | 4.3 |
| 18 | 12.99 | 10.50 | 8.88 | 18.2 | 0.104 | 0.112 | 7.7 | 0.074 | 0.070 | 5.4 |
| 19 | 16.51 | 13.03 | 10.84 | 20.2 | 0.108 | 0.117 | 8.3 | 0.079 | 0.074 | 6.3 |
| 20 | 20.61 | 16.00 | 13.11 | 22.0 | 0.112 | 0.123 | 9.8 | 0.084 | 0.078 | 7.1 |
| 21 | 25.45 | 19.45 | 15.70 | 23.9 | 0.117 | 0.128 | 9.4 | 0.089 | 0.083 | 6.7 |
| 22 | 31.10 | 23.43 | 18.65 | 25.6 | 0.120 | 0.133 | 10.8 | 0.094 | 0.087 | 7.4 |
| 23 | 37.83 | 27.98 | 21.98 | 27.3 | 0.125 | 0.139 | 11.2 | 0.099 | 0.091 | 8.0 |
| 24 | 45.58 | 33.18 | 25.73 | 29.0 | 0.129 | 0.144 | 11.6 | 0.105 | 0.096 | 8.6 |
| 25 | 54.42 | 39.06 | 29.93 | 30.5 | 0.132 | 0.149 | 12.9 | 0.110 | 0.100 | 9.0 |
| 26 | 64.41 | 45.70 | 34.60 | 32.1 | 0.137 | 0.154 | 12.4 | 0.115 | 0.105 | 8.7 |
| 27 | 76.00 | 53.14 | 39.79 | 33.6 | 0.140 | 0.160 | 14.3 | 0.120 | 0.109 | 9.2 |
| 28 | 88.96 | 61.47 | 45.52 | 35.0 | 0.144 | 0.165 | 14.6 | 0.125 | 0.113 | 9.6 |
| 29 | 103.84 | 70.73 | 51.83 | 36.5 | 0.148 | 0.170 | 14.9 | 0.130 | 0.118 | 9.2 |
| 30 | 120.32 | 81.00 | 58.75 | 37.9 | 0.151 | 0.175 | 15.9 | 0.136 | 0.122 | 10.3 |
| 31 | 138.42 | 92.35 | 65.91 | 40.1 | 0.154 | 0.180 | 16.9 | 0.140 | 0.127 | 9.3 |
| 32 | 158.90 | 104.86 | 74.17 | 41.4 | 0.158 | 0.185 | 17.1 | 0.146 | 0.131 | 10.3 |
| 33 | 182.01 | 118.59 | 84.31 | 40.7 | 0.163 | 0.190 | 16.7 | 0.151 | 0.136 | 9.9 |
| 34 | 207.13 | 133.63 | 92.43 | 44.6 | 0.165 | 0.195 | 18.2 | 0.156 | 0.141 | 9.6 |
| 35 | 235.27 | 150.06 | 105.11 | 42.8 | 0.169 | 0.200 | 18.3 | 0.162 | 0.145 | 10.5 |
3 公式適用性的驗證
因為我們以上所計算的P， d為虛擬車輪的輪壓及當(dāng)量圓半徑，它在實際中是不存在的，為了保證上述推導(dǎo)方法的合理性，必須確保虛擬輪與實際輪產(chǎn)生的彎沉誤差在容許范圍內(nèi)。表1 示出了不同軸載時某路面結(jié)構(gòu)分別由虛擬輪載和實際輪載產(chǎn)生的理論彎沉和實際彎沉。其中計算實際彎沉?xí)r在（11）式中取AF=1.47 B=0.38.
在超載噸位較小時，兩曲線偏差很小，軸載小于24t時，誤差一般均在10%以內(nèi)，由此表明虛擬車輪的合理性。隨著超載噸位的增加，理論彎沉之間的誤差有所增大，但從應(yīng)用角度看還是可以接受的。
虛擬車輪與實際車輪產(chǎn)生的實際彎沉的相對誤差更小，在2～35t的實際彎沉對比計算中發(fā)現(xiàn)，兩套參數(shù)計算所得的實際彎沉值之間的誤差一般均在10%以內(nèi)，計算結(jié)果表明，以虛擬車輪代替實際車輪進行超載軸的等效換算，所造成的誤差是可以接受的，因此本文所提出的雙重彎沉等效軸載換算方法是合適的。
4 結(jié)論
本文利用理論彎沉與實際彎沉雙重等效概念提出了新的軸載等效換算系數(shù)計算公式，試驗和理論依據(jù)比較充分。對比計算表明，在常見軸載范圍內(nèi)，本文公式與我國規(guī)范公式及AASHO 公式的誤差較小，可以互相代替；當(dāng)軸載較高時，按本文公式計算的軸載換算系數(shù)較小，不會發(fā)生設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)過厚的矛盾，用于超載路面結(jié)構(gòu)設(shè)計比較合適。此外，在公式的推導(dǎo)過程中由于彎沉綜合修正系數(shù)的常數(shù)AF和B均消掉了，因而本研究方法不受彎沉修正系數(shù)中回歸系數(shù)變化的影響，即使AF和B發(fā)生變化，也不會影響本文的推導(dǎo)結(jié)果和結(jié)論，因此本文結(jié)果用于超載車輛換算時具有較為廣泛的適用性。
