路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质

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1、1第二章行车荷载、环境因素、材料力学性质2路面设计中，以轴重作为荷载标准，重型货车与大客车起决定作用。评定路面表面特征时，如路面的平整度、防滑性，应考虑小客车的安全性和可靠性。第一节行车荷载（vehicle-load）3一、车辆的种类（vehicletypes)(bus)客车小客车车速高，自重和满载重量小,120km/h以上中客车6~20个座位大客车20个座位以上，长途客运和城市公共交通货车(truck)整车货箱与汽车发动机一体。牵引式挂车牵引车与挂车分离牵引式半挂车牵引车与挂车分离，铰接。4轴重是路面设计的关键。整车客货车

2、：1、前轴：两个单轮组成的单轴占约1/3。极少数为双轴单轮。约占1/2。2、后轴：有单轴、双轴、三轴类型。大部分为双轴双轮。据国际道路联合会1989年公布的统计数据，在141个成员国和地区中，轴限最大的为140KN，近40%执行100KN轴限，我国公路与城市道路路面设计规范中均以100KN作为设计标准轴重。通常认为我国的道路车辆轴限为100KN。二、汽车的轴型、轴载。5三、汽车对道路的静力作用。1、定义：静止状态的汽车对道路的作用，称为静力作用，其大小主要取决于车轮总重。2、影响因素：1）汽车轮胎的内压力。2）轮胎的刚度和轮胎与

3、路面接触的形状。3）轮载的大小。3、半径：轮胎与路面的接触形状近似于椭圆，且a、b差别不大。路面设计中，以圆形表示。6双轮组车轴：每一侧双轮用一个圆表示，称为单圆荷载。每一侧双轮用两个圆表示，称为双圆荷载。双圆当量圆直径单圆当量圆直径P—作用在车轮上的荷载,KN；p—轮胎接触压力,kPa;δ-接触面当量圆半径,m.标准轴载设计参考：标准轴载：BZZ-100双轮组单轴载。标准轴载P（KN）100/4轮胎接地压强p(MPa)0.70单轮传压面当量圆直径d21.30cm两轮当量圆直径D1.5d(30.2)8四、运动车辆对道路的动力作用

4、。因为路面不平整车身震动，车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，轮载成动态波动。当行驶车辆启动、加速、匀速、减速、转向时，受力不同运动车辆对路面有着垂直压力、水平力、振动力。水平力：易使路面产生波浪、拥包、推挤等损坏，要求面层材料有足够的抗裂强度。路面与车轮的附着系数：与车轮的垂直压力P综合作用，决定车轮施加于路面上的水平力。P32振动力：轮载的变异系数：车辆行驶过程中，轮载的波动程度，与行车速度、路面平整度、车辆振动特性相关。振动轮载冲击系数：振动轮载最大峰值与静载之比。行车荷载的重复作用：弹性材料：疲劳性质。弹塑性材料

5、：变形累积。10五、交通分析：1、交通量：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。对于路面结构设计，不仅要求收集交通总量，还必须区分不同的车型。①N1——初始年平均日交通量；Ni——每日实际交通量；②r——交通量年均增长率（表2-3）；③Ne——设计年限内累积交通量112、轴载的组成与等效换算：标准：双轮组单轴载100KN作为标准轴载。等效原则换算：某一种路面结构在不同荷载作用下达到相同的损坏程度为根据的。新规范修订：1）近年交通量增长很快，重车增长多，货车超载现象严重，应考虑重车对路面的影响。2）由于新修路面广泛采用半

6、刚性基层结构，承载力提高，轻型车对路面的疲劳损伤减小。本次修订取消了60KN的标准，统一采用100KN的标准。121)当以设计弯沉作为指标及沥青层层底拉应力验算时。凡轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后车辆）p1的作用次数n1，用下面的公式换算成标准荷载p的轴载当量作用次数式中：N——标准轴载的当量轴次，次/日；ni——被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P——标准轴载，KN；Pi——被换算车辆的各级轴载，KN；k——被换算车辆的类型数；C1——轴载系数，C1=1+1.2（m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时，按单独

7、的一个轴载计算，当间距小于3米时，应考虑轴载系数。C2——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。132)当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN的各级轴载换算。C’1——轴载系数，C1=1+2（m-1),m是轴数。C’2—轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.093、轮迹横向分布：1）车辆在道路上行驶时候，车轮的轮迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摇摆，并按一定的频率分布在车道横断面上，称为车轮的横向分布。2）轮迹横向分布频率曲线影响因素：交通量、交通组成、车辆高度、交通管制。

8、14分布频率曲线中的直方图条带宽为25cm，大约接近轮迹宽度，以条带上受到的车轮作用次数除以车道上受到的作用次数作为该条带的频率。由图2-7可见，对于单向行车的一个车道上，由于行车的渠化，频率曲线出现二个峰值，达到30%左右，而车道边缘处频率很低。由图2-8可见