路基路面工程 教学课件 作者 郭兰英 主编 朱红兵 董连成 副主编第十一章.ppt

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1、§11行车荷载、环境因素§11-1行车荷载本节重点标准轴载、交通分析§11行车荷载、环境因素§11-1行车荷载一、车辆的种类道路上行驶的车辆主要分为客车与货车两大类。客车：小客车、中客车、大客车；货车：整车、牵引式半挂车、牵引式挂车。汽车的总重量通过车轴和车轮传递给路面，所以路面结构设计主要以轴重作为荷载标准。路面设计参照的车型标准1)确定路面厚度时的影响荷载在道路上行驶的多种车辆的组合中，重型货车与大客车起决定作用。2)在考虑路面表面特性要求时，如平整性、抗滑性等，以小汽车为主要对象。二、汽车的轴型无论是客车还是货车，车身的全部重力都通过车轴的轮子传给路面，因此，对于路面结构设计而言，更加重

2、视汽车的轴重。荷载标准:以轴重作为荷载标准。我国公路与城市道路路面设计规范均以100kN作为设计标准轴重。目前我国公路上行使的车辆，后轴轴载一般在60～130kN范围内。汽车货运朝大型重载方向发展，货车的总重量有增加趋势，超载运输问题在我国日益突出。三、汽车对道路的静态压力汽车对道路的作用分停驻状态、行驶状态1．静态压力时影响垂直压力P大小的因素：（1）汽车轮胎内压力Pi（2）轮胎的刚度和轮胎与路面接触形状轮胎的新旧程度、轮胎的花纹。（3）轮载的大小2.轮迹、当量园及其计算1)分布荷载p=700kPa2)当量圆定义：用等值得圆形面积代替椭圆面积。3)当量圆的半径按式（11-1）计算。4)标准轴

3、载:BZZ－100的设计参数：轮载P＝100／4kN，p=700kPa，双圆均布荷载的当量圆直径为：0.213m。3.车轮荷载计算图式1）单园荷载图式2）双园荷载图式四．运动车辆对道路的动态影响1.力种类：垂直力P，水平力Q，振动力，冲击力1）行驶P、Q=（0.2～0.3）P、冲击力2）制动P、Q=（0.75～0.8）P、冲击力3）转向P、Q2.分析各种力的影响1）水泥混凝土路面设计中2）在柔性路面设计中五．交通分析1.交通量：一定的时间内车辆通过某一道路横断面的往返数量。2.平均日交通量：设计初始的平均日交通量Nt通过调查而得3.交通辆的增长率γ。4.远景交通量：5.累积交通量Ne：路面结构

4、设计年限内的总交通量（辆／日）六.轮迹横向分布图2-7分车道单向行驶时轮迹横向分布频率曲线轮迹横向分布频率的影响因素：交通量、交通组成、车道宽度、交通管理规则等。在路面结构设计中，用横向分布系数η来反映轮迹横向分布频率的影响。2）水泥混凝土路面设计时η参考16-6车道特征η车道特征η单车道1.0四车道0.4~0.5双车道有分隔无分隔0.50.6~0.7六车道0.3~0.4沥青路面设计时的车道分布系数表1）沥青路面设计时η参考下表§11-2环境因素对路面的影响一、湿度对路面的影响（一）路基湿度对路面的影响路基路面结构直接暴露在大气之中，直接承受自然因素的影响。湿度是影响路基路面结构稳定性的最重要

5、的自然因素之一，路基路面结构的湿度状况随自然环境的变化而变化，这些变化使路基路面体系的性质与状态也发生相应变化。如图11-10所示，则表示了路基回弹模量随湿度的增加而急剧下降的情况。图11-10湿度与路基刚度周围环境条件如相对湿度对混凝土的浇筑、压实、饰面以及长期路用性能影响较大。湿度条件对早期混凝土质量如工作性、早期强度和塑性收缩以及长期性能如强度、体积稳定性和耐久性的影响不可忽视。在总结湿度条件对混凝土早期、长期质量影响的基础上，认为路面混凝土浇筑时控制其湿度对路面的长期性能至关重要。对目前通常采用的控制混凝土浇筑时湿度的措施有改善配合比、降低混凝土组分温度和合理的养护洒水等措施。（二）水

6、泥混凝土面层湿度状况分析（三）冰冻与冻融对路面的影响在我国华北、东北和西北季节性冰冻地区，这些地区的路基在冬季冰冻过程中，在负温度坡差的作用下，将出现水分积聚的现象。当气温下降到0℃以下时，路基路面结构内温度将随之由上而下地逐渐下降到0℃以下。在负温区内，自由水、毛细水及弱结合水随温度的降低而冻结，减薄了土颗粒周围的自由水膜，增加了土的吸湿能力，并促使水分由高温处向低温处移动，以补充低温处失去的水分。冻胀和翻浆现象的出现与土质条件、水文条件、气候条件及行车和养护条件有关系。对于渗透性较高的砂土和渗透性极低的黏性土，由于其不易积聚水分，故不易发生冻胀和翻浆现象。而粉性土和极细砂则由于其毛细活动剧

7、烈，因此极易发生冰胀和翻浆。二、温度对路面的影响大气温度在一年四季和每昼夜内均发生周期性的变化，受大气直接影响的路面温度也相应地产生周期性变化。由图看出：路表温度变化规律与大气温度变化大致相同，但由于路面吸收了太阳辐射热的缘故，在一日之间气温最高时也即太阳辐射热最强烈时，此时路表面温度要高出气温许多。特别是沥青路面，由于其吸热量高，温度升高的幅度超出水泥混凝土路面。面层结构内不同深度处的温度同样随