路基路面工程(第2版)教学课件9第九章路面行车荷载、自然环境与材料特性...YV9.pptx

第九章路面行车荷载、自然环境与材料特性

第一节行车荷载《路基路面工程》

9.1行车荷载汽车是路基路面的服务对象，但汽车荷载是造成路基路面结构损伤的主要原因；汽车荷载是不断移动着的、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大小和特性、车轴的布置、汽车轴型分布及通行量分布特性、汽车静态与动态荷载的特性比较等不同方面。

一、车辆的类型道路上通行的汽车主要分为载客汽车与载货汽车两大类。载客汽车又分为轿车（小客车）和客车（大客车）两种。载货汽车包括一般载货汽车、自卸汽车、牵引车及被牵引的挂车、平板车和集装箱车等。按其载质量的大小分为三类：轻型（4t以下）、中型（4-8t）、重型（8t以上）。9.1行车荷载

车型与路基路面结构设计的相关性路面结构设计及路基稳定性验算中主要考虑大客车与货车的作用。当评定表面特性时，应该考虑小客车高速行驶的安全和舒适性。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轮压来进行控制。9.1行车荷载

二、汽车的轴型整车形式的客、货车，分前轴、后轴9.1行车荷载前轴：单轴单轮（轴重约1/3P）双轴单轮（轴重约1/2P）后轴：单轴双轮双轴双轮多轴双轮（三轴及以上）标准轴载：BZZ-100

三、汽车对道路的静态压力汽车对道路的作用分为停住状态和行驶状态。行驶状态的影响因素较多，停住状态的静态压力相对简单。汽车对路面的接触压力p是路面设计的重要参数；静态压力p的影响因素：汽车轮胎内压pi（大小）轮胎的刚度（新旧）轮胎与路面接触的形状（花纹）轮载的大小9.1行车荷载

路面设计中，为了简化，假设：轮胎与路面的接触压力p=pi荷载均匀分布轮胎与路面的接触面近似椭圆形，工程设计中简化为圆形，则车轮荷载就简化为当量圆形均布荷载。一般货车轮胎的标准压力pi=0.4~0.7MPa轮胎与路面的接触压力p=（0.8~0.9）pi行驶过程中，温度T升高，胎压增大，p=（0.9~1.1）pi9.1行车荷载

对圆形接触面积不同的假设可以得到不同的设计参数。单圆荷载双圆荷载9.1行车荷载

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以及真空吸力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复性。四、运动车辆对道路的动态影响9.1行车荷载

水平力Q与垂直压力P，以及路面与轮胎之间的附着系数φ有关或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。正常行驶：路面受到向后水平力上坡或加速：路面受到向后的水平力下坡或减速：路面受到向前的水平力弯道行驶：离心力，侧向水平力1、水平力9.1行车荷载

2、振动力车速越高，变异系数越大平整度越差，变异系数越大轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数越小冲击系数：振动轮载的最大值与静载的比值。车速增加，路面平整度不好，则冲击系数增大；路面设计时，有时以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。作用在路面上的轮载时而大于静态轮载，时而小于静态轮载，呈波动状态。9.1行车荷载

3、瞬时性车轮通过路面的时间很短，约为0.01~0.1s在路面一定深度处，应力作用时间稍长应力传递是靠颗粒传递的，应力出现时间很短，其变形特性不像静载作用那样完全9.1行车荷载

4、重复性在交通量大的路面结构上，每天承受成千上万次的车轮荷载作用，在整个服务期内，经受的重复荷载作用次数非常可观；一次荷载作用与多次重复作用效果差别很大对于刚性材料，出现疲劳破坏对于弹塑性材料，出现变形累积是路面设计中的重要因素，要将多次重复荷载的不利作用考虑进去。9.1行车荷载

第九章路面行车荷载、自然环境与材料特性

第二节交通分析《路基路面工程》

交通量是指一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。对于路面结构设计，不仅要收集交通总量，还要区分不同的车型。一、交通量和累计交通量9.2交通分析

9.2交通分析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，除设计期限的累计交通量外，另一个重要的交通因素便是各级轴载所占的比例，即轴载组成或轴载谱。二、轴载组成与等效换算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。我国沥青路面设计规范和水泥混凝土路面设计规范均选用双轮组单轴载100KN作为标准轴载。

9.2交通分析等效换算原则：同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。通过室内或道路现场的重复作用试验，建立荷载量级与作用次数之间的关系，进而推算出不同轴载的作用次数等效换算成标准轴载当量作用次数的轴载换算系数，即沥