路基路面工程第二章ppt课件.ppt

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1、路基路面工程Subgradeandpavementengineering河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室主讲：徐平2行车荷载、环境因素、材料的力学特性河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室12345678行车荷载环境因素影响土基的力学强度特性土基的承载能力路基的变形破坏及防治路面材料的力学强度特性路面材料的累积变形及疲劳特性目录（contents）第一节行车荷载研究行车荷载的原因和必要性：1.汽车是路基路面的服务对象。路基路面的主要功能是保证车辆快速、安全、舒适、经济通行。2、汽车对路基路面作用力的大小、特性、分布、持续时间、在使用期内行车的变化情况及数量影响路面的

2、使用性能。3.汽车荷载是造成路基路面结构损伤的主要原因。要做好路基路面结构设计，必须对行车荷载进行分析。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性行车荷载的主要研究内容：汽车的轮重与轴重；不同车型的车轴布置；设计期限内，汽车的轴型分布及汽车年通过量的逐年变化；汽车的静态荷载与动态荷载特性比较。第一节行车荷载2行车荷载、环境因素、材料的力学特性一、车辆的种类道路上通行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。按载重量可以分为：轻型货车、中型货车、重型货车按车身组合情况分为：单一车、牵引式拖车、牵引式半拖车、牵引车与拖车分离式。

3、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。因此，在众多的车辆组合中，重型货车和大客车起决定作用。对于小客车，则主要对路面的表面特性如：平整性、抗滑性等，提出较高的要求。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性在交通调查中，一般将汽车分为八类：大型货车；中型货车；小型货车；大型客车；小型客车；拖挂车；集装箱；大中型拖拉机通过调查可以得到某断面昼夜混合汽车交通量可作为道路的通行能力评定路面设计与验算使用的交通量是标准轴载累积作用次数。昼夜混合交通量用于路面设计时，应有汽车的轴数和轴载。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性二、汽车的轴型轴重的大小直接

4、关系到路面结构的设计承载力与结构强度，各个国家均对轴重的最大限度有明确的规定。我国公路与城市道路设计规范中均以100kN作为标准轴重。目前我国公路是行使的车辆，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。多轴多轮化发展。对超载的定义：2000年2月，交通部《超限运输车辆行驶公路管理条例》规定：“单轴（每侧单轮胎）载质量6000kg，单轴（每侧双轮胎）载质量10000kg，双联轴（每侧双轮胎）载质量18000kg。”附则第二十九条规定，单轴轴载最大不得超过13000kg。2行车荷载、环境因素、材料的力学特

5、性在重载交通条件下，沥青路面主要损害类型表现为行车道轮迹带车辙与裂缝(龟裂与纵向裂缝)；若上述裂缝得不到即使的养护维修，在水的作用下将进一步发展为松散或坑槽等水损害。松散、坑槽严重2行车荷载、环境因素、材料的力学特性4汽车的构造传动系、行驶系、转向系、制动系2行车荷载、环境因素、材料的力学特性二、汽车的轴（轮）型汽车的重量通过车轴上的车轮作用于路面因此，路面结构设计而言，应特别重视轴或轮重和其作用次数，而不是汽车种类和数量。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性三、汽车对道路的静态压力静态压力P的影响因素：1.汽车轮胎内压；2.轮胎的刚度和轮胎与路面的接触的形态；3.轮载的大小

6、。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性胎壁受拉胎壁受压胎压触压力高压轮胎低压轮胎2行车荷载、环境因素、材料的力学特性对于低压轮胎：接触压力大于胎压对于高压轮胎：接触压力小于胎压在工程设计中，对接触压力进行如下简化：以轮胎内压力为轮胎的接触压力，即p=pi，接触形状为圆形，接触面上的压力为均匀分布即将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载，并采用轮胎内压作为轮胎接触压力p。2行车荷载、环境因素、材料的力学特性当量圆半径δ可以按下式确定。式中：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。轮胎与路面的接触形状如下图所示：2行车荷载、环境因素、材

7、料的力学特性四、运动车辆对道路的动态影响1.水平力对路面造成的影响：面层材料抗剪强度不足时，在水平荷载作用下，会产生推移、拥包、波浪、车辙等破坏。2.轮载的动态（振动）轮载动态变化的影响因素：车速、路面平整度、车辆的振动特性。冲击系数：振动轮载的最大值与静载的比值。3.轮载作用的瞬时性车轮通过路面的时间约为0.01～0.1s左右，当应力出现的时间很短时，来不及传递分布，其变形特性不能像静载作用那样完整表现出来。4.车辆荷载作用的重复性路面材料产生疲劳破环的主要原因2行车荷载、环境因素、材料的力学特性五、