肖 田 孫吉書(shū) 王曉華

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路運(yùn)輸車(chē)輛中大型貨運(yùn)車(chē)輛的比重不斷增加，且車(chē)輛超載現(xiàn)象十分普遍[1］。根據(jù)天津市的干線公路交通調(diào)查資料，貨運(yùn)汽車(chē)的平均超載率為53%～85%，最大超載率達(dá)到了220%[2］。重超載現(xiàn)象已成為引起當(dāng)前我國(guó)瀝青路面破壞的最主要因素之一[3］。

貨車(chē)輪胎的接地面積和接地壓強(qiáng)是瀝青路面設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，我國(guó)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載采用BZZ-100，接地壓強(qiáng) 0.7 MPa，當(dāng)量圓半徑 10.65 cm[4］。而輪胎接地壓力分布特性隨輪胎胎壓、負(fù)荷甚至花紋的不同而有很大變化，特別是當(dāng)負(fù)荷超載、胎壓超限時(shí)，這種變化更為顯著[5］。為了應(yīng)對(duì)重載交通問(wèn)題，本文通過(guò)實(shí)測(cè)得到了天津市高速公路典型貨車(chē)輪胎在不同軸載作用下的接地面積與接地壓強(qiáng)，統(tǒng)計(jì)分析得到了輪壓與輪胎接地面積的相關(guān)關(guān)系計(jì)算公式，有利于了解實(shí)際貨車(chē)的接地狀態(tài)，提高瀝青路面的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 調(diào)查方法簡(jiǎn)述

為了明確天津市高速公路上行駛的貨車(chē)的實(shí)際軸載及其輪胎接地狀態(tài)情況，我們首先初步調(diào)查了不同車(chē)輛在滿(mǎn)載和空載情況下的輪胎充氣壓力、接地壓強(qiáng)與接地面積，進(jìn)而選出典型的車(chē)輛類(lèi)型，采用CL102B便攜式超限超載汽車(chē)軸重儀分別對(duì)不同軸型貨車(chē)每軸進(jìn)行稱(chēng)重，應(yīng)用復(fù)寫(xiě)紙記錄下不同軸載作用下輪胎的接地面積，進(jìn)而計(jì)算出不同軸載作用下貨車(chē)輪胎的接地面積、接地壓強(qiáng)等參數(shù)。

調(diào)查方法流程為:不同貨車(chē)滿(mǎn)載情況下輪胎充氣壓力、接地壓強(qiáng)與接地面積調(diào)查→典型車(chē)型的選擇→不同軸載作用下的輪胎接地面積調(diào)查、輪重檢測(cè)→接地壓強(qiáng)計(jì)算、軸載—輪胎接地面積關(guān)系式的確定。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 不同車(chē)型充氣壓力與接地面積調(diào)查

通過(guò)初步的調(diào)查與分析，本文對(duì)天津市高速公路上行駛的常見(jiàn)車(chē)型進(jìn)行了空載與滿(mǎn)載情況下的輪胎充氣壓力及接地面積實(shí)地調(diào)查，結(jié)果詳見(jiàn)表1～表4。

表1 三軸車(chē)(單軸單輪+雙軸雙輪)輪胎充氣壓力和接地面積(單側(cè))

表2 四軸半掛車(chē)(單軸單輪+單軸雙輪—雙軸雙輪)輪胎充氣壓力和接地面積(單側(cè))

表3 五軸半掛車(chē)(單軸單輪+單軸雙輪—三軸雙輪)輪胎充氣壓力和接地面積(單側(cè))

從表1～表3的調(diào)查結(jié)果可以看出，調(diào)查范圍內(nèi)各種車(chē)輛所有車(chē)輛輪胎充氣壓力均大于0.7 MPa，空載車(chē)輛輪胎接地壓強(qiáng)大于0.7 MPa的約占53%，滿(mǎn)載車(chē)輛輪胎接地壓強(qiáng)大于0.7 MPa的占95.3%，即幾乎都超過(guò)規(guī)范中所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值(0.7 MPa)。因此，對(duì)于重載交通的瀝青路面設(shè)計(jì)，需要根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析出更為適合的軸載—輪胎接地面積公式。

2.2 輪載—輪胎接地面積關(guān)系式的確定

應(yīng)用典型車(chē)輛，分別檢測(cè)不同軸載作用下其輪胎接地面積值，調(diào)查結(jié)果詳見(jiàn)表4。

從表4的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，隨著軸載的增大，輪胎的接地面積會(huì)隨之而增大。應(yīng)用最小方差法得出輪載—輪胎接地面積關(guān)系式如下:

其中，A為輪胎接地面積，cm2;P為輪胎壓力，N。

假定輪載P均勻分布在接觸面的圓面積上，則當(dāng)量圓半徑為r，可求得接地壓強(qiáng)p為:

這樣，就能更為準(zhǔn)確地設(shè)置路面參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高路面設(shè)計(jì)質(zhì)量。

表4 不同軸重情況下輪胎的接地面積

3 結(jié)語(yǔ)

本文實(shí)測(cè)得到了天津市高速公路典型貨車(chē)輪胎在不同軸載作用下的接地面積與接地壓強(qiáng)，統(tǒng)計(jì)分析得到了輪壓與輪胎接地面積的相關(guān)關(guān)系計(jì)算公式，主要結(jié)論如下:

1)調(diào)查范圍內(nèi)各種車(chē)輛所有車(chē)輛輪胎充氣壓力均大于0.7 MPa，空載車(chē)輛輪胎接地壓強(qiáng)大于0.7 MPa的約占53%，滿(mǎn)載車(chē)輛輪胎接地壓強(qiáng)大于0.7 MPa的占95.3%，即幾乎都超過(guò)規(guī)范中所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)限值(0.7 MPa)。

2)隨著軸載的增大，輪胎的接地面積會(huì)隨之而增大。

3)應(yīng)用最小方差法，得出輪載—輪胎接地面積的計(jì)算關(guān)系

式:A=0.007 2P+180，可以更為準(zhǔn)確地設(shè)置路面參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高路面設(shè)計(jì)質(zhì)量。

[1]陳浙江，王玲娟.超載下的瀝青路面軸載換算[J］.公路交通技術(shù)，2007(1):37-40.

[2]天津市市政公路局.天津市主要干線公路交通調(diào)查報(bào)告[R］.2007.

[3]孫吉書(shū).超重車(chē)輛作用下柔性路面的破損分析[J］.中外公路，2009(2):61-65.

[4]JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[5]胡小弟，孫立軍.重型貨車(chē)輪胎接地壓力分布實(shí)測(cè)[J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(11):1443-1448.