行车荷载(朱明浩、叶庭庭).ppt

第一节 行车荷载 汽车是路基路面的服务对象，路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要原因。因此，为了保证设计的路基、路面结构达到预计的功能，具有良好的结构性能，首先应对形式的汽车进行分析，包括汽车轮载与轴载的大小与特性；不同车型车轴的布置；设计期限内，汽车轴型的分布以及车辆通行量逐年变化的规律；汽车静态荷载与动态荷载特性比较等。 汽车的总荷载通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴载作为荷载标准。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，轻型货车与中、小客车影响很小，有时可以不计。但是在考虑路面表面特性要求是，如平整性、抗滑性等，以小汽车为主要对象，因为小汽车的行驶速度高，所以要求在高速行车条件小具有良好的平稳性与安全性。 无论是客车还是货车，车身的全部重力都通过车轴上的轮子传给路面，因此，对于路面结构设计而言，更加重视汽车的轴载。由于轴载的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结构强度，为了统一设计标准和便与交通管理，各个国家对于轴载的最大限度均有明确的规定。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。 汽车轮胎的内压力 双圆荷载当量圆的直径和半径 轴载波动 对于路面结构设计，要收集交通总量，还必须区分不同的车型。目前各地观测站进行交通量调查，将车辆分成11类：小型货车、中型货车、大型货车、小型客车、大型客车、拖挂车、小型拖拉机、大中型拖拉机、自行车、人力车和畜力车。 小型货车、小型客车、拖拉机和非机动车可忽略不计，这些车辆所占的比例应从总量中扣除。其余各类列入统计范畴的车辆按轴型和轴载大小分类（单后轴货车、双后轴货车、牵引拖挂车、牵引半拖挂车等）和分级统计。 有交通量观测站配置有自动化的轴载仪直接记录通行车辆的轴数和轴载大小，然后按轴载大小分类统计累计轴载数，这种调查称为轴载谱的调查。轴载谱调查与交通量的统计相互进行校核与补充。 道路路面承受的年平均日交通量是逐年增长的，要确定路面设计年限内的总交通量，还需要预估该年限内交通的发展。 交通量的计算 初始年平均交通量 2．轴载组成与等效换算 不同重力的轴载给路面结构带来的损伤程度是不同的。对于路面结构设计，除了设计期限的累计交通量之外，另一个重要的交通因素便是各级轴载所占的比例在轴载组成或轴载谱。 由交通调查得到某类车辆每日通行的轴载数，乘以相应的轴载谱百分率，即可推算出所有车辆各级轴载的作用次数。 道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数，我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载l00kN作为标准轴载。 各种轴载的作用次数进行等效换算的原则是，同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。 沥青路面、水泥混凝土路面和半刚性路面的结构特性不同，损伤的标准也不相同，因而系数a和n取值各不相同。 轴载换算系数公式 3．轮迹横向分布 车辆在道路上行驶时，车轮的轨迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摆动，由于轮迹的宽度远小于车道的宽度，因而总的轴载通行次数既不会集中在横断面上某一固定位置，也不可能平均分配到每一点上，而是按一定规律分布在车道横断面上，称为轮迹的横向分布。 轴载通行次数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。 轮迹横向分布频率曲线图形随许多因素如：交通量、交通组成，车道宽度、交通管理规则等而变化，需分别各种不同情况，通过实地调查，才能确定。 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。通常取宽度为二个条带的宽度，即50cm，因为双轮组每个轮宽20cm，轮隙宽10cm。这时的二个条带频率之和称为轮迹横向分布系数。 道路上通行的汽车主要分为 客车 货车 小客车 中客车 大客车 整车 牵引式挂车 牵引式半挂车 小客车：自身重量与满载总重都比较轻，但车速高，一般可达120km/h有的高档小车可达200km/h以上。 中客车：一般包括6个座至20个座位的中型客车。 大客车：一般是指20个座位以上的大型客车（包括铰接车和双层客车），主要用于长途客运与城市公共交通。 整车：整车的货厢与汽车发动机为一整体。 牵引式挂车：牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的，牵引车提供动力，牵引后挂的挂车，有时可以拖挂两辆