在我國現行的路面設計規範中，對於柔性路面和剛性路面，採用不同的方法考慮車輛的橫向分布性質。柔性路面設計使用的是車道係數，表示設計車道承受的荷載作用次數與全斷面軸載作用次數的比值，即方向分配係數和車道分配係數的乘積; 而剛性路面設計中，表示車輪輪跡橫向分布係數，即以縱縫邊緣點為臨界疲勞荷位，以設計車道軸載作用次數為基礎，根據等效疲勞累積原則換算得到的係數。
基本介紹
- 中文名：車道係數
- 外文名：coefficient of lanes
- 適用領域：用於瀝青路面設計方法中
- 定義：車道的橫向分布係數與該值的比值
- 所屬範圍：交通
- 基準：腳踏車道行駛時的橫向分布係數
選擇,原因,路表彎沉盆,結束語,差異性,
選擇
原因
隨著我國交通事業的不斷發展, 公路的半剛性基層瀝青路面及水泥混凝土路面里程逐年增加,我國已邁入高等級公路的大國行列。目前, 在西部農村公路飛速發展的同時, 我們不得不承認, 在農村公路的施工、設計中,我國還沒有一套比較成熟的設計標準和施工規範。
近年來,我們建設的一些農村公路通車後2～3年就進行大面積維修, 還有一些農村公路,在沒有達到設計年限的情況下開始進行大修, 這不僅對公路交通造成了很大影響, 同時也在經濟上給國家和人民造成了很大損失。路面的早期破壞究其原因是多方面的, 除個別路段存在施工質量問題外,還有建築材料、施工工藝以及交通車輛的組成結構的變化等因素, 尤其是近年來大噸位、超限超載車輛的增多。除此之外,路面結構設計的參數取值不準也是一個重要原因。
路表彎沉盆
車輛行駛在公路上, 由於土中應力擴散作用的存在,將在路表面形成一個彎沉盆。彎沉盆的大小隨路基強度和路面剛度的高低而變化。路表回彈彎沉值是反映路面綜合承載能力的一個重要指標, 也是路面結構設計的一個主要依據。回彈彎沉值的大小,直接影響著公路的服務水平和路面的使用壽命。某二級公路路面寬度為12m(無分隔帶),路面設計為半剛性基層瀝青混凝土路面, 總厚度為52cm, 其結構第一層為3cm 厚中粒式瀝青混凝上;第二層為4cm 厚粗粒式瀝青混凝上;第三層為30cm厚水泥穩定砂礫石;第四層為15cm 厚水泥石灰砂礫石,路面設計彎沉值為38(1/100mm)。竣工後對全路段進行彎沉值檢測的同時,在橫向距檢測點1000mm 的位置同時進行了檢測 。
結束語
本文在計算路表彎沉盆曲線時, 採用了圓曲線計算是一種近似的方法, 但這足以說明行駛在公路上相鄰車輛對車道係數的影響是客觀存在的, 其大小是多方面綜合因素所決定的。為了使設計累計當量軸次儘量與實際相吻合, 達到節省資源, 增加公路的使用壽命。因此建議:①高速公路路面結構設計時, 行車道與超車道的累計當量軸次應分別計算;②雙向腳踏車道車道係數宜採用1 .1～1 .2;多車道的車道係數採用上限為宜。
差異性
概述
高速公路路面結構設計理論、原則和方法與高速公路實際交通量以及車輛荷載關係密切。結合滬寧高速公路各斷面實際交通量、收費站的超限數據及滬寧軸載譜，分析各車道晝夜交通量的累計當量軸次以及車輛分布係數，提出各車道係數設計值，可為類似工程的設計提供依據。
1滬寧高速實際調查交通量分析
高速公路渠化交通不能僅僅體現行車管理上，體現在路面結構設計上更加重要。根據滬寧高速公路2006 年 12 月 1 日至 5 日晴好天氣下多個斷面的影像資料，統計了各斷面為期一天的交通量數據。選取Ak 034 + 270 斷面對滬寧高速公路車道係數進行分析。可以看出，滬寧高速公路受交通組織管理的約束和渠化交通的影響，不同車道的車型組成差異較大，但同一車道車型相對單一。滬寧高速雙向八車道，小客車主要分布於車道一和車道二中，在車道三和車道四中所占比例也較大。滬寧高速的重載交通主要集中在車道三和車道四，上述兩車道的路面結構設計採用的累計當量軸次要遠遠大於車道一和車道二。因此，若按相同的路面結構設計對於工程投資是種浪費，同時也不利於後期的養護。
2滬寧高速收費站交通量分析
超限30% 各車型的比重都較大，除了貨一之外;超限30% ～50% 各車型中貨四最大，貨二和貨三差異不大;超限50% ～100% 貨四的超限比重較大，其次是貨三的超限比例也較大，貨五的超限相對較小。因為，貨一、貨二、貨三、貨四和貨五依然是由不同車型組成的，所以各車型之間的軸載也存在相當大的差異。利用收費站的超限數據和滬寧軸載譜的分析，同時通過三個收費站和連續十個月的車輛超限資料，通過統計軟體計算，可得到滬寧高速公路的超限大致的比例。
3收費站標準軸載與軸載換算方法
根據相關資料可知，各車型大類中各車輛的軸載換算係數，得到軸載分類中各種車型的軸重、自重、軸型構造等有關汽車參數，獲得各種車輛空載、滿載和不同超載率時的前後軸重、軸數、輪組數等資料，根據不同軸載換算公式，分別計算空載、滿載和不同超載率時車輛前、後軸和整個車輛的換算係數。對於路面結構設計來說，超載率即超載重與滿載重之差與滿載重的比值。
實際調查斷面中各車型大類的軸載換算係數交調資料中對路面結構性能有明顯影響的五大類車型，每大類車型在軸載調查分類中包括幾種主要車型，
4滬寧高速公路車道係數分析
本文選取Ak 034 + 270 斷面24 h 的調查交通量，對車道係數進行分析與研究。Ak 034 + 270 斷面每車道累計的晝夜實際交通量。同時，根據《公路工程技術標準》(JTG B01—2003)的車輛係數折算標準進行車輛換算，根據標準軸載換算原則和滬寧高速公路交通的特點，Ak 034 + 270 斷面的晝夜交通量的累計當量軸次的換算，分三種情況考慮，一、不考慮超限的情況;二、考慮超限30% 的情況;三、考慮超限60% 的情況。由滬寧高速公路軸載譜的分析結果可知，滬寧高速公路的交通超限情況還是比較嚴重了，同時由於管理單位的重視其超限比擴建前得到一定的抑制。但是對於實際車道分擔的累計當量軸次影響較大，車道係數也相對較大。Ak 034 + 270 斷面各車道的車道係數，雖然折算後車道一和車道二占的車流量較大，但是按標準軸載計算得到的累計軸次，車道三和車道四的比例較大。根據軸載換算公式並結合收費站超限比例依次計算了超限0% 、超限30% 和超限60% 累計軸次。車道三的累計軸次分配最多，充分說明了當時滬寧高速分車道設計的原則的合理性。從圖5 可知，滬寧高速車道三的車道分布係數基本接近0. 45，有些偏離是由於車輛超限和方向分擔的交通量不同造成的。車道四的車道係數基本接近0. 40。車道一和車道二的車道係數偏小，均小於0. 15，由於這兩個車道主要行駛的是小客車的原因。
從Ak 034 + 270 斷面的晝夜交通所得到車道係數分析可知，滬寧高速公路當時按四車道取車道係數的原則是正確的。然而，用白天的實際交通量計算得到的車道係數的分散性相對比較大，由於白天的調查的時間長短不一和選取的路段實際交通流量本身就有很大的差異性。此車道係數沒有體現現行高速公路的渠化交通的特點。但是它依然驗證了雙向四車道高速公路的車道係數的合理性，同時在充分考慮高速公路自身交通流的特點可取低值的可能性是存在的，不能一味強調車道係數的高值。
滬寧高速公路的車道係數的分析，可知影響輪跡橫向分布的因素主要有: 交通組織和管理、交通量、交通組成及車道寬度、車速和司機駕駛習慣等。所以不同公路等級、不同車道類型和交通組成的輪跡橫向分布係數差異較大。事實上，由於不同等級公路的交通組織管理方式不同以及車道劃分和渠化交通的影響，不同車型在不同車道上的分布極不均勻，且輪跡分布也表現出不同的特點。根據實際交通量的分析，以期給出不同情況下的車道係數和標準軸載輪跡橫向分布係數，為高等級路面結構設計中交通參數的預估提供切實可行的依據。
車道三、車道四的車道分布係數比較大，車道一、車道二的車道分布係數比較小，因為車道係數主要由車輛在實際車道中產生的當量軸次決定的。正由於車道分布係數的差異性如此之大，才能證明滬寧高速公路路面分車道設計的合理性。經滬寧高速公路車道係數計算中發現，當整個斷面的車型比例趨於一致是，且在各車道車型組成一致時，車道係數不隨交通量變化而變化，在此種情況下，確定車道係數主要有車型組成，但是累計當量軸次隨交通量增大而增大。車型組成和軸重變化是影響車道係數取值的重要參數。
總之，對同一條公路來說，不同車道的車型組成相差較大，一般中重型車輛都集中的行車道，對於路面結構的要求也是不同的。這也說明其他高速公路行車道為什麼比超車道損壞來得早且損壞嚴重的主要原因; 對同車道數的不同公路來說，同種車道的車型組成相似，但是具體數值略有差異。
根據上面的計算分析，可知滬寧高速公路的車型組成是比較複雜的，同時說明了道路的車型組成是路面結構設計中比較重要的交通參數，它直接影響到設計車道標準軸次的大小和車輛運營費用的高低。因此，對於路面結構設計來說，按不同累計當量軸次來劃分車道設計是合理的且是可行的。
5結論
(1)不同車型的組成對路面產生的作用也不一樣;
(2)利用收費站的交通量進行標準軸載的換算原則以及車型之間的換算係數的計算。
(3)利用統計分析的思路分析各斷面的車道係數的差異性。
(4)利用實際交通量驗證了雙向四車道高速公路的車道係數的合理性。
