路基路面工程第二章全解(1)word版本.ppt

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1、路基路面工程第二章全解(1)重点：1、环境对路基路面使用性能的影响2、土基的力学特性3、路基的常见破坏4、路面材料的力学特性难点：1、土基的力学特性2、路面材料的力学特性教学方法：利用多媒体以课堂讲授为主，结合课堂讨论。§2-1行车荷载考虑行车荷载的原因：1、路基路面的服务对象；2、对路基路面会造成结构损伤。行车荷载的主要研究内容：1、汽车的轮重与轴重；2、不同车型的车轴布置；3、设计期限内，汽车的轴型分布及汽车年通过量的逐年变化；4、汽车的静态荷载与动态荷载特性比较。一、车辆的种类㈠客车1、小客

2、车2、中客车3、大客车㈡货车1、按载重量分为轻、中、重型货车。2、按车身组合情况分为单一车和组合车。①单一车：整车或固定车身类②组合车：牵引车+全挂车（本身无动力，独立承载，依靠其他车辆牵引行驶）牵引车+半挂车（本身无动力，与主车共同承载，依靠主车牵引行驶）二、车辆的轴型㈠整车前轴：一般为单轴单轮；少数为双轴单轮。后轴：有单轴、双轴、三轴三种。㈡全挂车、半挂车全挂车配有前、后两根单轴，各轴由单轮或双轮组组成；半挂车的车轴置于车辆重心后面，可由单轴和多轴组成，各轴则由一对单轮、一对双轮或两对双轮组组

3、成，视载重大小的需要而定。※我国公路与城市道路路面设计规范中均以双轮组单轴载100KN作为设计标准轴重。三、汽车对道路的静态压力㈠大小与分布1、大小：⑴汽车轮胎的内压力pi；接触压力与轮胎内压力的关系：静止的车轮p=(0.8～0.9)pi滚动的车轮p=(0.9～1.1)pi◆最后取轮胎的内压力作为接触压力⑵轮胎的性质和轮胎与路面接触的形态；⑶轮载的大小P。2、分布：实际不均匀，简化成均匀分布。㈡轮胎与路面的接触面形状实际椭圆形→简化成当量圆当量圆：为了便于计算，将投影面积用一个面积相等的圆来代替，

4、这个圆即为当量圆。分两种情况进行简化：1、对于单轮组车轴：2、对于双轮组车轴单圆荷载双圆荷载我国现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ—100的P=100/4kN=25kN，p=700kPa，分别代入上式计算，得到相应的当量圆直径：d100=0.213m，D100=0.302m。请计算下表中汽车的轮载、接触面积、当量圆直径(包括单圆和双圆图式)。汽车后轴资料后轴数轮组数后轴总重轮压轮载接触面积当量圆直径KNKpaKN单圆图示双圆图示1123500－－12605001210070022220700当

5、量圆直径轮载接触面积KN单圆图示双圆图示11.5230－－1560027.619.52571430.221.327.578631.622.4四、运动车辆对道路的动态影响1.水平力⑴方向等速、上坡、加速→向后的水平力；下坡、减速→向前的水平力；弯道上→侧向水平力。⑵大小：车辆在启动或制动时水平力很大。纯行驶过程中：水平力=滚动摩阻系数×车轮的垂直压力制动抱死时：水平力=滑动摩阻系数×车轮的垂直压力Q＜Qmax=pφ=制动抱死时作用在路面上的水平力⑶分布：水平力分布在与垂直压力相同的接触面积内，通常假

6、设其是均布的。⑷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.垂直压力：大小和位置均变化的移动荷载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：振动轮载的最大峰值与静载之比。设计路面时：沥青路面以静轮载作为设计荷载水泥混凝土路面以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。3.车辆荷载作用的重复性弹性材料：疲劳破坏即材料的强度将随荷载重复次数的增加而降低弹塑性材料：累积变形4.瞬时性当行车速度由时速3.2公里提高到56公里时,沥青路面总弯沉减少3

7、6%；当行车速度由时速3.2公里提高到96.7公里时,水泥混凝土路面的板角挠度和板边应变量减少29%左右。动荷载作用下的路面变形量的减小可以理解为路面结构刚度的相对提高，或者是路面结构强度的相对增大。5.真空吸力车辆行驶时在车轮的后方与路面之间形成暂时的真空而对路面产生真空吸力，真空吸力主要对材料粘结力差的中、低级砂石路面起作用，导致路面骨料松动，路面结构逐步发生破坏。五、交通分析1、交通量交通量是指在单位时间内，通过道路某一断面的交通实体数。交通当量是把不同车型的交通量换算成标准车型的交通量。标

8、准车种是占交通量比例最大的车种。美国和日本：小汽车中国：小汽车或中型载重汽车初始年平均日交通量t年后的年平均日交通量设计年限内累计交通量车道交通量=行车道交通量×方向系数×车道系数方向系数一般情况下，取0.5，但有些道路有可能出现一个方向的车辆明显多于另一个方向的情况，这时需要通过调查后确定其数值。。车道系数：慢车道的交通量除以该方向交通量。在路面结构设计中，通过调查分析确定初始年平均日交通量，调查有两种：一、通过现有的交通流量观测站的调查资料获得二、尚未设站的道路，临时布站进行观