军队对车辆软地面(Flexible Pavement)行驶性能的关注由来已久。第二次世界大战中,美国军方发现土壤条件往往会限制车辆的机动性,由于当时不能预测到土壤状态变化对车辆机动的影响,车辆往往不能通过或不能按时通过困难地段,从而导致作战计划失败。因此,车辆在松软地面的机动性能具有重要的意义。我国地域辽阔,地形复杂,广泛存在着各种软地面,如松软的土路、沙漠、滩涂、耕地、水田、腐植土地面、雪地和软土草垫等。软地面受气候和环境的影响较大,使得其特性的变化十分复杂,这给车辆通行的研究带来较大的难度。贝克经过多年的研究,建立了软地面土壤上车辆通过性预测的一整套方法,虽然在理论上解释了车辆的软地面通过性问题,但是需要对每种土壤的多种参数进行测量,分析和测量过程比较繁琐,不能满足军队在战时快速准确判断车辆机动性能的需要。
美军对车辆软地面通过性的评定方法主要是通过试验确定,评价参数主要与车辆圆锥指数(Vehicle Cone Index,VCI)相联系,并给出相关的经验计算公式。由于这一方法简单易行,在美、英、日等国被广泛采用;而且水路试验站(WES)运用圆锥指数法针对各种军用车辆进行了大量的试验,并建立了一系列VCI经验公式,成功地将其与车辆的性能如行驶阻力、挂钩牵引力相关联。
根据WES的研究与评估,地球陆地面积的6.5%为非常松软的土壤(锥度指数CI<30),松软的土壤(CI=30~75)占17%,对于一些地域,当雨季来临时,土壤强度会大范围的变化。当土壤强度(CI)大于75时,对车辆水平直线行驶的机动性能影响不大,但对爬坡会有影响。一般来说当CI=35~44时,大多数的重型坦克不能通过。(www.xing528.com)
由于在数据获取方面,圆锥指数比贝克方法更加方便、灵活,在战时甚至可以通过空投和信号传输的方法迅速获得该信息,因此具有重要的实用价值和军事意义。对此,本章将重点介绍,并通过实例,给出分析的方法。
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