第二章行车荷载 环境因素.pptVIP

第二章 行车荷载、环境因素、力学参数 三、路面结构层 第一节 路面结构及分类 第一节 路面结构及分类 我国常用的高速公路沥青路面的结构 第一节 路面结构及分类 第二节 行车荷载 1、行车荷载及其对路面的影响 ??汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面结构损伤的主要原因； ??它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载； ??汽车荷载的特性包括汽车轮重与轴重的大小与特性、不同车型车轴的布置、汽车轴载的时间分布特性、以及汽车静态与动态荷载的特性比较等不同方面。 第二节 行车荷载 2、车辆的种类与作用特点 ??道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。 ??客车又分为小客车、中客车与大客车； ??货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。 ??汽车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车轮，最终由轮胎传递到路面，因此，路面结构设计主要以轴重或者轮压来进行控制。 第二节 行车荷载 2、车辆的种类与作用特点 轴载－－轴型分布 ??单轴单轮 ??单轴双轮 ??双轴单轮 ??双轴双轮 第二节 行车荷载 第二节 行车荷载 3、轴轮组与轴重：整车分前轴和后轴，绝大部分车辆的前轴为两个单轮组成的单轴（轴载约为P/3），极少数汽车前轴为双轴单轮组（轴重约为P/2）。大部分货车后轴由双轮组组成，有单轴、双轴和三轴等三种，大部分轴重在100KN以下，一般都在60~130KN范围以内。 4、轮压与压圆：轮胎对路面的静态压力大小与胎内压相接近，压面近似为圆形，d由p、P来计算，p可近似取轮胎气压。 第二节 行车荷载 第二节 行车荷载 对于双轮组车轴，可以按双圆考虑，也可以按单圆对待，其当量圆的直径计算如下： a)双圆荷载的当量圆半径δ： b)单圆荷载的当量圆直径D： 第二节 行车荷载 5运动车辆对道路的动态影响 道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平力和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复性。 第二节 行车荷载 第二节 行车荷载 1）水平力： 行车安全要求qmax≤ p?? ，其中? 为路表与车轮的附着系数，它同路面类型与湿度以及行车速度有关。路表层水平力过大易导致推挤、拥包、波浪及车辙等病害。 2）振动力： 振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计路面时，应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。 3）瞬时作用及重复： 路面点的车轮作用时间约为0.01~0.10s，结构变形来不及呈现，瞬时作用利于结构，但多次重复作用又易使其疲劳。 第二节 行车荷载 6、标准轴载 ??作用在路面的设计荷载千变万化，一般选用一种轴载作为路面结构设计的标准轴载，其他各种轴载按照一定原则换算成标准轴载。 ??标准轴载要求对路面的响应较大、又能反映本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。 第二节 行车荷载 轴载换算的基本原则： ①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用末期达到相同的损伤程度（破坏状态）； ②等厚度原则：用不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。 轴载换算系数公式： 第二节 行车荷载 7 交通分析 路上行驶着各种轴型和不同轴载的车辆。路面结构要考虑它们在使用年限内对路面的综合损坏影响。因此，要分析各种轴型和各级轴载的重复使用累计次数。 ⑴ 交通量的统计与预测 交通量是指一定时间间隔内通过道路某一段面的车辆总数，设计路面时，通常以平均日交通量来表征道路的交通状况，即每昼夜通过道路某一横段面的车辆总数。 不同观测小时换算成昼夜交通量的换算系数（上海市） 交通量的观测方法有两种: 一是直接记录不同类型车辆的通行次数; 二是用自动记录仪器记录通行车辆的轴数与轴载大小，然后按轴载大小进行分类统计，这种方法有称为轴载谱调查。目前主要采用前一种方法。 ⑵ 轨迹横向分布 ⑶ 标准轴载换算 我国沥青路面和水泥混凝土路面规范均以单轴100KN作为标准轴载，以BZZ-100表示。 将交通量中各级轴载换算为BZZ-100后得到的轴载作用次数称为当量轴次（次/日），由此即可得到设计年限内一个车道上的累计当量轴次 N（次）,其计算如下： 第三节 环境因素影响 1 路基湿度对路面的影响 路基湿度状况的变化是影响路面结构强度、刚度与稳定性的重要因素之一。 外界因素主要有： ① 大气降水和蒸发 ② 路面水的渗透 ③ 地下水的影响 ④ 温差引起的湿度变化沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动并积蓄（或