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车辆超载对公路使用寿命的影响

张韡 张宜民 魏朗 段翔 陈加宏

张韡, 张宜民, 魏朗, 段翔, 陈加宏. 车辆超载对公路使用寿命的影响[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(6): 82-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.013
引用本文: 张韡, 张宜民, 魏朗, 段翔, 陈加宏. 车辆超载对公路使用寿命的影响[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(6): 82-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.013
ZHANG Wei, ZHANG Yi-min, WEI Lang, DUAN Xiang, CHEN Jia-hong. Influence of vehicle overloading on service life of highway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(6): 82-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.013
Citation: ZHANG Wei, ZHANG Yi-min, WEI Lang, DUAN Xiang, CHEN Jia-hong. Influence of vehicle overloading on service life of highway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(6): 82-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.013

车辆超载对公路使用寿命的影响

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.013
基金项目: 

"十一五" 国家科技支撑计划项目 2009BAG13A07

中央高校基本科研业务费专项资金项目 CHD2012JC061

详细信息
    作者简介:

    张韡(1973-), 男, 陕西佳县人, 长安大学副教授, 工学博士, 从事道路交通安全研究

  • 中图分类号: U491.12

Influence of vehicle overloading on service life of highway

More Information
    Author Bio:

    ZHANG Wei(1973-), male, associate professor, PhD, +86-29-82334367, zhweijx@chd.edu.cn

  • 摘要: 分析了轴载与公路使用寿命的关系, 根据路面不平度的频域模型和时域模型, 建立了4自由度车辆动力学模型。利用Mathcad软件进行数值仿真计算, 获得不同工况下车辆前后轮的最大动载荷, 分析了车轮动载荷与车速、车轮载荷与超载、轮荷冲击系数与超载之间的关系, 并预测了不同载荷条件下公路的实际使用寿命。研究结果表明: 车轮动载荷和轮荷冲击系数与车速成线性增大关系, 当车速由10km·h-1增大到100km·h-1时, 车轮动载荷增大2.5~3.1倍, 轮荷冲击系数增大17%~20%;超载降低了车辆的轮荷冲击系数, 但使得车轮的实际最大载荷大幅增大; 在超载100%的情况下, 当以沥青层层底拉应力为设计指标时, 公路实际使用寿命下降96%, 当以半刚性材料层层底拉应力为设计指标时, 公路实际使用寿命下降99%。

     

  • 图  1  路面不平度仿真结果

    Figure  1.  Simulation result of road roughness

    图  2  车辆振动模型

    Figure  2.  Vehicle vibration model

    图  3  前轮动载荷

    Figure  3.  Dynamic loads of front wheel

    图  4  后轮动载荷

    Figure  4.  Dynamic loads of rear wheel

    图  5  车轮载荷与超载的关系

    Figure  5.  Relationship between wheel load and overloading

    图  6  前轮轮荷冲击系数

    Figure  6.  Wheel load impact factors of front wheel

    图  7  后轮轮荷冲击系数

    Figure  7.  Wheel load impact factors of rear wheel

    图  8  超载与轮荷冲击系数的关系

    Figure  8.  Fig 8 Relationship between overloading and wheel load impact factor

    图  9  基于沥青层层底拉应力的实际使用寿命

    Figure  9.  Actual service lives based on bottom layer tensile stress of asphalt layer

    图  10  基于半刚性材料层层底拉应力的实际使用寿命

    Figure  10.  Actual service lives based on bottom layer tensile stress of semi-rigid material layer

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  • 收稿日期:  2012-07-24
  • 刊出日期:  2012-12-25

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