施 磊

(遼寧省交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中心 沈陽市 110005)

0 引言

公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中已經(jīng)敘述了交通量的計(jì)算方法，該方法是一種通用方法，并沒有綜合考慮各省實(shí)際應(yīng)用的交通量調(diào)查設(shè)備的特點(diǎn)。目前國內(nèi)對(duì)于動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)(計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn))的使用并不十分廣泛，各地方軸重?cái)?shù)據(jù)的積累也大部分處于起步階段，這對(duì)交通規(guī)劃、路網(wǎng)建設(shè)及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生明顯的限制。因此，在遵從規(guī)范的同時(shí)，我們應(yīng)該認(rèn)真研究如何在目前的社會(huì)條件下，利用已有的設(shè)備、資源盡可能多地歸納總結(jié)數(shù)據(jù)，通過論證分析，在充分考慮各省的設(shè)備特點(diǎn)的前提下，建立地方適用的計(jì)算方法。

1 遼寧交通情況調(diào)查現(xiàn)狀

目前，遼寧省普通干線公路交通量調(diào)查站點(diǎn)主要通過自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸，具體數(shù)據(jù)分為兩種類型：普通連續(xù)式/間歇式交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)和計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)，且長期以來以普通連續(xù)式/間歇式交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)為主導(dǎo)。但是，兩者的數(shù)據(jù)組成相差性較大，具體情況例如表1、表2所示。

表1 2019年部分普通連續(xù)式/間歇式交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成(自然數(shù))

表2 計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成(車型+軸重)

從表1和表2中的數(shù)據(jù)組成不難看出，普通交調(diào)點(diǎn)的數(shù)據(jù)組成主要是公路上各種車型的自然數(shù)、站點(diǎn)名稱、位置、觀測(cè)的范圍等基本信息；計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)的數(shù)據(jù)組成主要是公路上每輛車的通過時(shí)間、行走的車道、車型、車牌、車速、軸數(shù)、各軸軸重、軸型等信息。

將表1和表2進(jìn)行對(duì)比分析可知，計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地反映公路交通軸載信息，但該轉(zhuǎn)化工作對(duì)應(yīng)的計(jì)算量和時(shí)間消耗巨大，目前全省僅布設(shè)了50個(gè)計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)，覆蓋范圍有限，難以全面推廣應(yīng)用。然而，普通交調(diào)點(diǎn)基本覆蓋了全省大部分普通干線公路，交通量信息獲取容易且已積累多年數(shù)據(jù)(2010～2019年10年數(shù)據(jù))。因此，研究公路交通量數(shù)據(jù)(AADT)與公路標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)(ESAL)的轉(zhuǎn)化方法，是較為可行的技術(shù)途徑。另外，目前已有的路面設(shè)計(jì)或性能評(píng)價(jià)模型均需要考慮等效標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)，所以需要建立AADT轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)ESAL的關(guān)系算式，便于交通參數(shù)分析。

2 交調(diào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的原理

交通量數(shù)據(jù)(AADT)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)(ESAL)的轉(zhuǎn)化方法簡述如下：

計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)的交通荷載統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中包含有車輛車型、軸重等信息，對(duì)于此類數(shù)據(jù)，可以通過平均軸載換算系數(shù)將其轉(zhuǎn)換為等效軸載作用次數(shù)。平均軸載換算系數(shù)可參考下面的例子確定。

例如：某瀝青路面，由交通調(diào)查資料得知，5軸和5軸以上的牽引式半拖車和拖車類車輛的日交通量為168輛，由計(jì)重系統(tǒng)得到的該類車輛的軸載組成列于表3，確定該類車輛的等效軸載換算系數(shù)時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)軸載為100kN。

各級(jí)軸載按規(guī)范[1]中所示的軸載換算公式確定相應(yīng)的軸載換算系數(shù)[2]，列于表3中。

表3 平均軸載換算系數(shù)

各級(jí)軸載的軸次數(shù)乘以相應(yīng)的軸載換算系數(shù)，得到當(dāng)量軸次數(shù)。累加各級(jí)軸載的當(dāng)量軸次數(shù)，得到該類車輛總的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量作用次數(shù)為640.24次，將其除以車輛自然數(shù)168輛，便可得到該類車輛的平均等效軸載換算系數(shù)η：

那么，等效標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)可按下式確定：

其中：AADTi—統(tǒng)計(jì)的各類車型的年平均日交通量(自然數(shù))；

借助上述方法，可以建立出遼寧省的平均軸載換算系數(shù)表，具體過程如下：

(1)以市為單位，收集各軸載交調(diào)點(diǎn)的明細(xì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出該市的各種車型的平均軸載換算系數(shù)。

(2)設(shè)計(jì)時(shí)將普通交調(diào)點(diǎn)的自然數(shù)數(shù)據(jù)乘以該種車型的平均軸載換算系數(shù)，再累計(jì)求和，即可算出設(shè)計(jì)所需的ESAL。

3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化案列

以“高嶺交調(diào)點(diǎn)(此為國道G102葫蘆島綏中縣轄區(qū)內(nèi)站點(diǎn))計(jì)重式軸載交通點(diǎn)數(shù)據(jù)”為例加以說明。

3.1 第一步：異常數(shù)據(jù)的剔除

計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)為不停車檢測(cè)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，難免存在一些異常數(shù)據(jù)，經(jīng)與設(shè)備廠家溝通協(xié)商，提出以下異常數(shù)據(jù)剔除原則：

(1)大貨車、集裝箱、掛車：軸1比軸2大于2t者建議剔除。

(2)3軸及以上車輛，最重軸軸重大于總重50%者建議剔除。

(3)3軸以上的車輛，所有的軸重均不低于2t，任何一個(gè)軸重低于2t者建議剔除。

(4)“彎沉”值大于3000的數(shù)據(jù)(車輛重約180t)，重點(diǎn)關(guān)注核實(shí)。

3.2 第二步：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

借助計(jì)重式軸載交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，統(tǒng)計(jì)出各種車型的具體數(shù)量和累計(jì)軸載作用次數(shù)，用累計(jì)軸載作用次數(shù)除以該種車型的具體數(shù)量，即為該種車型的平均軸載換算系數(shù)。

表4 平均軸載換算系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

另外，按方向統(tǒng)計(jì)出所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)，用該方向的所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)除以全斷面的所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)，即為該方向的方向系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)取最大值作為方向系數(shù)(最不利情況)。

最后，按車道統(tǒng)計(jì)出所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)，用該車道的所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)除以該方向的所有車道的所有車型的累計(jì)軸載作用次數(shù)，即為該方向該車道的車道系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)取最大值作為車道系數(shù)(最不利方向內(nèi)的最不利車道)。

表5 方向系數(shù)+車道系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表6 高嶺交調(diào)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

3.3 第三步：ESAL的計(jì)算

當(dāng)平均軸載換算系數(shù)、方向系數(shù)、車道系數(shù)計(jì)算完成后，借助已知的普通交調(diào)點(diǎn)各種車型的自然數(shù)，相乘求累計(jì)和即可。

ESAL=∑(各種車型的自然數(shù)×該種車型的平均軸載換算系數(shù))×方向系數(shù)×車道系數(shù)

4 結(jié)論

提出將公路交通量數(shù)據(jù)(AADT)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)(ESAL)的方法簡單實(shí)用，并充分考慮了本省交調(diào)設(shè)備的自身特點(diǎn)、充分利用了交調(diào)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)資源，為公路交通規(guī)劃、干線路網(wǎng)建設(shè)及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作選取交通數(shù)據(jù)提供了借鑒參考，因此具有較現(xiàn)實(shí)的推廣應(yīng)用價(jià)值。