第2章 行车荷载分析-3-1.doc

第二章 行车荷载分析 刘红坡 （lhp0301@163.com） v明德 至诚 v博学 远志概述 v车辆是路面结构的服务对象，也是使路面结构遭受损 坏的主要原因。 v要设计和修建符合使用要求的路面结构物，必须首先 对作用在路面上的各种车辆的荷载特性进行分析。 车辆荷载特性是路面材料、结 构设计和分析的依据，也是路 面使用状况和损坏分析的基 础。 行车荷载 刘红坡 2 第二章 行车荷载分析 11 车辆的类型和轮轴组合 静态车辆对道路的作用 2 运动车辆对道路的动态影响 3 交通量调查与分析 4 行车荷载 刘红坡 3 一、车辆的种类及轮轴 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 小客车 （车速高120km/h 以上，自重和满载 重量小） 大客车（20座） 中客车 （6-20座） 行车荷载 刘红坡 4 一、车辆的种类及轮轴 货车：轻型货车、中型货车、重型货车 行车荷载 刘红坡 5 一、车辆的种类及轮轴 v整车、牵引式半拖（挂）车、拖（挂）车 v整车：货厢与汽车发动机为一整体； 行车荷载 刘红坡 6 一、车辆的种类及轮轴 v牵引式半挂车的牵引车与挂车可以分离，但是通过铰 接相连接，牵引车的后轴也担负部分货车的重力。 行车荷载 刘红坡 7 一、车辆的种类及轮轴 v牵引式挂车的牵引车与挂车也是分离的，牵引车提供 动力，牵引后挂的挂车，有时可拖挂两辆以上的挂车. 行车荷载 刘红坡 8 一、车辆的种类及轮轴组合 v通常，整车形式的客、货车车轴分前轴和后轴。 v绝大部分车辆的前轴为两个单轮组成的单轴，轴载约 为汽车总质量的三分之一。 行车荷载 刘红坡 9 一、车辆的种类及轮轴组合 v汽车的后轴有单轴、双轴和三轴三种。 v大部分汽车后轴由双轮组组成，只有少量轻型货车由 单轮组成后轴。 行车荷载 刘红坡 10 轮轴组合 单轴双轮 单轴单轮 单轴四轮 双轴双轮 行车荷载 刘红坡 11 二、车辆的静力荷载作用—轴重 v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。 v在众多的车辆组合中，中、重型货车和大客车起决定 作用。 v对于小客车，行车速度高，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。 行车荷载 刘红坡 12 二、车辆的静力荷载作用—轴重 v轴重的大小直接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。 100kN v我国公路与城市道路设计规范中均以100kN作为标准 轴重。最大车辆总重为400kN。 行车荷载 刘红坡 13 轮胎对道路的静态压力 v当汽车停止时，对路面的作用力为静态压力，主要是 由轮胎传递到路面上。 v充气轮胎在荷载作用下会产生压缩变形。 v由车轮传给路面的荷载分布在一定的面积上，这个面 积称为车轮与路面的接触面积，或称为轮印面积。 v接触面积上的荷载集度称为接触压强（压应力）。 100kN 行车荷载 刘红坡 14 轮胎对道路的静态压力 v接触压强大小和分布状态以及接地形状受下述因素的 影响： §1）轮载的大小； §2）汽车轮胎的充气压强； §3）轮胎的刚度和新旧程度。 行车荷载 刘红坡 15 轮胎对道路的静态压力 v轮胎与路面之间的接触压应力、接地形状和接触面积 是非常复杂的，在进行路面设计时，通常不考虑这些 复杂的因素。 v将车轮与路面之间的接地形状简化为圆形。并且假定 在接触面积内，接触压应力是均匀分布的。 双圆当量圆直径 ′ p 简化为双圆均布荷载 d = = P 4P π p 行车荷载 刘红坡 π 2 d 4 16 轮胎对道路的静态压力 v《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）中规 定，路面设计采用双轮组单轴载100kN作为标准轴 载，以BZZ—100表示。 BZZ—100设计参数 100kN 标 准 轴 载 BZZ—100 标准轴载P（kN） 100 轮胎接地压强p（MPa） 0.70 BZZ-100 单轮传压面当量圆直径d(cm) 21.30 两轮中心距（cm） 1.5d 行车荷载 刘红坡 17 轮胎对道路的水平力 v 当车辆在路面上行驶时，除垂直荷载之外，作用在路 面上的还有水平力，车辆不同的运动状态，轮胎对道 路的水平力是变化的。 车轮作用于路面的垂直压力与水平力 a)停驻；b)起动、一般行使、加速；c)减速、制动；d)转向 行车荷载 刘红坡 18 轮胎对道路的水平力 v⑴在行驶过程中，车轮受到路面给它的滚动摩擦阻 力，路面也相应地受到一向后的水平力。其大小： v T1=f P f =0.01-0.02（平整的AC、CPC路面） f=0.04-0