轴重也叫轴荷，轴重指的是每根车轴允许分摊的最大整车重量。比如国内火车重量一般为132吨，一般是两个转向架6根轴，轴重就是132除以6等于22吨。 又比如说铁路货车，两个转向架4根轴，空载重量一般为20吨，满载情况下为100吨，你要以满载情况下的重量作为轴重计算依据，100除以4等于25吨。

轴重是指一个轮对轴所承受的机车或车辆重量。轴重反映了轨道承受的静荷载强度，它决定了各部件交变应力的平均应力水平。

在行驶时经常会看到桥头会有此标志，应当注意。轴重10吨三轴总重30吨。

重型运输车辆对路面作用的动荷载，建立车辆动力学模型，模型中将簧上质量处理为空载簧上质量与装载质量，将轮胎刚度表示为轴重和胎压的函数。研究了轴重和胎压对车辆动荷载的影响。结果发现，车轮动荷载随着轴重和胎压的增加而增加；动载系数随着胎压的增加而增加，但随着轴重的增加而减小；胎压越高，车轮动载随轴重增加速度越快；仅采用轴重不足以评价重载高压车辆对路面的破坏作用，在治理超载的同时也应进一步治理超压；空载车辆对路面的冲击作用较大，不能忽视空载车辆对路面的破坏作用；实际高速运行车辆对路面施加较大的附加动荷载，现有【公路沥青路面设计规范】没有考虑附加动荷载是引起路面结构发生早期破坏的原因之一。

车辆动力学仿真

以东风汽车公司生产的 EQ1141G 载货汽车为研究对象，研究车辆对路面作用的动力荷载。该车前悬架采用少片变断面钢板弹簧，外侧装有液压筒式减振器，减振器缸径50。后悬架采用带副簧的钢板弹簧，主簧为多片双槽等断面钢板弹簧，副簧为少片变断面钢板弹簧，没有减振器。

考虑到胎压对轮胎刚度有一定的影响，分析常压工况和高压工况下车辆动荷载随轴重的变化。常压工况指轮胎充气压力为0.7MPa，该气压为路面设计规范中指定的标准气压，也是大多数重载汽车轮胎的额定气压。高压工况指轮胎充气压力为1.1MPa，这是实际交通运输中重型车辆的常用胎压。车辆速度为60kmPh。

( 1) 随着后桥轴重的增加，即装载质量的增加，前后轮的动荷载功率谱密度增加，动载系数减小。

( 2) 前后轮的动压力功率谱密度和动载系数与后桥轴重呈非线性关系。主要原因有 2个：1）轮胎的刚度受轴重的影响，随着轴重的增加而增加，且为非线性关系；2）随着装载质量的增加，簧上质量的质心位置发生变化。

( 3) 胎压对车轮动载随轴重的变化有着一定的影响。相同轴重下，高压工况下前后轮的动荷载功率谱密度和动载系数总大于常压工况的。原因在于胎压的增高使得轮胎刚度增大，也使得车轮动压力和动载系数增加。

( 4) 超压工况下，前轮动载系数 0.24~ 0.42，后轮动载系数 0.5~ 1.4；常压工况下，前轮动载系数0.2~ 0.36，后轮动载系数 0.35~ 0.95。后轮动载系数比前轮的大，轴重越小，差异越大。

(5) 车辆空载时，即后桥轴重为 2.95t 时，车辆实际运行速度较高，动载系数较大。60km/h 运行速度下，后轮动载系数达到1.4，相当于对路面施加4.13t 的附加动荷载，实际轴重达到7.08 t。

分析重载和轻载2个工况下车轮的动荷载，研究胎压对前后轮最大动压力功率谱密度和动载系数的影响。重载工况指后桥轴重为17 t，轻载工况指后桥轴重为10t，2个工况的车速均为60km/h。

( 1) 胎压对路面的动荷载和动载系数有一定的影响，动荷载和动载系数均随着胎压的增加而增加。

( 2)原因在于后悬架没有安装减振器。从车-路友好设计角度讲，后悬架应该安装减振器，从而减小车辆对路面的破坏作用。而且还应该对减振器做定期检查。

( 3)交通运输中重型车辆严重超压，超压也同样威胁生命安全和道路使用寿命，在治理超载的同时也应进一步治理超压。

(4)已采用计重收费，但车辆通过称重设备时的轴重很低，无法体现实际车辆产生的附加动荷载。

了解钢轨表面存在裂纹时的轮轨接触问题。方法采用有限元分析软件ANSYS，获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时，应力强度因子KⅠ最大； 随着轴重的增加，应力强度因子KⅠ增加，而应力强度因子KⅡ先增加，后减小；考虑摩擦力( μ = 0.3) 时，相对于无摩擦，KⅠ和KⅡ都明显增加，且KⅡ所占KⅠ的比例提高了15%。

直径为 900 mm 的车轮作用在钢轨上，钢轨表面存在裂纹。钢轨材料取 U71Mn 钢，通过轮轨接触分析计算出轮轨间的接触应力，随后在进行钢轨疲劳分析时，将计算的连续分布接触应力以节点力的形式施加在模型上，以此力的作用等效车轮对钢轨的作用。车轮在钢轨上的滚动效果通过荷载在模型上的位置移动来实现。

车轮作用在钢轨表面时，法向挤压和水平方向摩擦力的作用会引起裂纹面的张开或者挤压作用效果，当车轮临近或远离裂纹时，车轮对钢轨的挤压对裂纹产生拉伸作用，使得裂纹张开；当车轮压在裂纹上时，裂纹面存在相互挤压作用，使得裂纹闭合。

U71Mn 钢轨存在长度为 50μm 的表面裂纹，不同轴重的车轮做纯滚动通过该钢轨的过程中，裂纹尖端的应力强度因子KⅠ和 KⅡ的变化趋势。对于不同轴重的荷载，当接触斑压在裂纹上时，KⅠ基本都为 0，也就是裂纹处于闭合状态； 随后裂纹张开，KⅠ在极短的距离内达到最大值；之后，随着接触斑与裂纹间距离的增加，KⅠ逐渐减小，距离足够远时，裂纹重新闭合。

车轮在钢轨表面运行时，都伴随着水平摩擦力的影响。在考虑水平摩擦力( μ = 0. 3) 的作用下，研究 5，10，15，20 t 四种轴重的车轮经过裂纹的过程，裂纹尖端的应力强度因子 KⅠ和 KⅡ的变化。在 5，10，15，20 t 轴重作用下，应力强度因子 KⅠ的最大值分别为 2. 83，15. 4，30.1，38. 4MPa·m0.5 ，发生在接触斑的边缘与裂纹相距 0. 35，0. 45，0. 50，0. 80 mm 的地方。

1) 接触斑在接近和离开裂纹时，裂纹张开； 压在裂纹上时，裂纹闭合。裂纹在接触斑边缘时，应力强度因子最大，此时裂纹最为危险。

2) 钢轨疲劳裂纹属于张开 /滑开复合型裂纹。不考虑摩擦力时，KⅡ大约为 KⅠ的5% ； 考虑摩擦力时，KⅡ大约为KⅠ的20%，此时 KⅡ对钢轨的疲劳影响不可忽略。随着轴重的增加，KⅠ呈增加趋势，而 KⅡ先增加，后减小。如不考虑摩擦力的影响，轴重为10t 时的KⅡ最大； 而如考虑摩擦力的影响，轴重为15t 时的 KⅡ最大。

以路表弯沉等效、 基层底部拉应力等效、土基顶面压应变等效及车辙等效为原则，对轴载换算公式中的轴荷 指数进行了计算比较，在此基础提出了合理的轴荷指数。并借助于已建立的轴重分布模型，分析了不同的轴荷指数对路面使用年限的影响。

在 《公路柔性路面设计规范》 (JTJ014-86)中，路表弯沉是一个主要的设计指标 。因此，以弯沉等效原则的轴载换算方法，是一种广为人知的方法。

无论是对一般柔性路面还是对半刚性基层路面，以路表弯沉等效的轴荷指数的变化范围不大，一般在 4 ～5 之间 。

现有规范中的弯沉设计指标主要依据 60 ～80 年代初的路面使用状况 (道路等级较低 ，沥青层厚一般小于 5 cm，基层大部分为粒料及灰土结构，车辆轴载较轻)调查而制定的。而现有高等级路面一般采用半刚性基层沥青路面的结构形式，沥青层厚一般都大于6cm，大量加入二灰及水泥稳定类高强基层，轴重较大。对于这类半刚性基层沥青路面，弯沉已不是控制指标，主要由基层底部拉应力为控制指标。因此，应根据拉应力等效的原则进行轴载换算。

世界上几个著名的柔性路面设计法如：壳牌法、AI 法、比利时法，都采用土基顶面压应变作为主要设计指标 。因此有必要以土基顶面压应变等效的原则对轴载换算进行研究 。

以土基顶面压应变为自变量的路面性能预估模型，它是美国 Pennsylvania 州为限制该州中低等级路面上车辆轴限而建立的。将此模型与 AASHO 试验路的原始试验数据及回归后的计算结果进行了比较，比较表明该模型与现有的 AASHO 公式相比，更符合 AASHO 试验路的实测数据 。

以土基顶面压应变等效得出的轴荷指数比以路表弯沉等效所得的指数小些，其轴荷指数均值为3.07。

基层沥青路面的车辙主要是由沥青面层 (或级配碎石)的压密、推移引起的，面层厚度，半刚性基层种类、环境、温度是影响车辙发展的主要因素。

在同等条件下 (路面结构相同，试验条件相同)不同轴重 (100 kN和130 kN)进行加载，以研究轴重对车辙深度的影响程度，结果发现观测的车辙深度在很大程度上取决于轴重，经计算，轴荷指数约等于8.0。

对轴重分布状况，半刚性基层沥青路面的轴荷指数对道路使用年限的预估影响较大。因此，该指数的选定对道路的设计和评价是非常重要的，应慎重行事，尽可能从多方面进行深入研究。而对于一般柔性路面，轴荷指数对道路使用年限影响不大，表中指数越小，等效标准轴次反而越大，使用年限也越小。这也说明轴荷指数越大并非设计可靠性越大，使用年限除与轴荷指数有关外，与轴重分布状况也密切相关。