chap2行车荷载、环境因素、材料的力学性质

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1、Chap2行车荷载、环境因素、材料的力学性质§2-1行车荷载§2-2环境因素影响§2-3土基的力学强度特性§2-4土基的承载能力§2-5路基的变形、破坏及防治§2-6路面材料的力学强度特性§2-7路面材料的累计变形与疲劳特性作业目录2021/7/62§2-1行车荷载一、  种类客车、货车客车：小＜6人货车：整车，货厢与发动机为一整体中6~20人牵引式挂车牵引车+挂车（分离）大　＞20人牵引式半挂车牵引车铰接挂车速度—公路等级—评定路面的表面特性→小客车重量（轴重）—路面等级—路面结构设计→中型载重车二、轴型（图2—1）前轴：单轴单轮1/3G后轴：单轴单、

2、双轮2/3G双轴单轮（极少）1/2G双轴双轮三轴单轮（少量）图2—1不同轴型的货车示意图2021/7/64三、汽车对道路的静态压力1、静力大小影响因素：车轮总荷（轮载大小）轮胎内压（0.4~0.7MPa）轮胎性质近似认为:轮胎内压=轮胎与路面的接触压力P=0.8~0.9Pi（静置）P=0.9~1.1Pi（行驶升温）双轴轮组车辆（图2-2）2、轮胎圆荷载2021/7/66我国现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100的P=100/4KN,p=700KPa，用上述两式计算，可分别得到相应的当量直径为：d=0.213m,D=0.302m四、汽车对道路的动力

3、作用动荷载振动竖向力运动水平力1、变异系数：标准离差与轮载静载之比（0~0.3）动荷系数：动载/静载（K＞1）影响因素：①行车速度②平整度③车辆的振动特性2、荷载具有瞬时性作用时间0.01~0.1S,若V=60Km/h，则t取0.03S3、重复特性①弹性材料疲劳→强度降低σf=（0.944-0.072logN）σs②弹塑性材料—永久变形（变形累积）4、水平荷载图2—3Qmax≤Pψqmax≤pψ图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平力a)静止b)一般行驶、加速起动c)减速、制动d)转弯2021/7/69五、交通分析1、交通量：单位时间内通过道路某一横断面

4、的车辆数。年平均日交通量，高峰小时交通量设计年限内累计交通量：2021/7/6112、标准轴载《柔规》路面设计和《刚规》路面设计以双轮组单轴100KN作为标准轴载。（黄河JN—150）3、轴载组成与等级换算1）轴载谱：各级轴载所占的比例。根据实测的各级轴载绘制的直方图，可作为该道路通行的各级轴载的典型轴载谱。（可通过记录一类车辆的日通行车载数而推算所有各级轴载的作用次数）2）换算原则：同一种路面在不同轴载作用下达到相同的损坏程度。2021/7/6123）不同等级换算：式中：ηi——i级轴载换算为标准轴载的换算系数；Ps——标准轴载重，KN；Ns——标准轴

5、载作用次数；Pi——i级轴载重，KN；Ni——i级轴载作用次数；α——反映轴型(单轴、双轴或三轴)和轮组轮胎数(单轮或双轮)影响的系数；n——同路面结构特性有关的系数。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α和n取值各不相同。具体数值在有关章节分别作介绍。2021/7/6134、轮迹横向分布系数在路面设计中我们通过调查和分析得到的交通量资料往往是整个路面宽度范围内所有行车道上的总交通量，但每个车道上的交通量并没有这么多，而且各不相同。我们设计采用的应是具有最大交通量的车道，这就需要对轴载（轮载）在车道横断面上的分

6、布作调查分析。图2-7轮迹横向分布频率曲线(单向行驶一个车道)图2-8轮迹横向分布频率曲线(混合行驶双车道)2021/7/614刚性路面柔性路面车道数η单车道1双车道分道行驶0．5混合交通0．7四车道0．4-0．5六车道0．3-0．4公路等级纵缝边缘处高速、一级公路0.17~0.22二、三、四级公路行车道宽＞7m0.34~0.39行车道宽≤7m0.54~0.62横向分布频率：以轮迹的大约宽度（25cm）为条带，条带上受到的车轮作用次数除以车道上受到的作用次数。2021/7/6155、设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数回目录2021/7/616§

7、2-2环境因素影响环境因素—湿度、温度→影响路基、路面的强度、刚度、稳定性、体积（几何性质、物理力学性质）一、湿度对路基路面的影响1、对路基的影响（前已述）1）湿度主要影响因素：①大气降水和蒸发②地面水的渗透③地下水的影响④毛细水⑤温差引起的湿度变化2）路基湿度影响路基强度、稳定性→再影响路面结构强度、刚度、稳定性3）如何保持路基干燥：①路面排水②降低地下水位③加固路肩、注意路基施工2、对路面的影响没有路基影响明显1）湿度变化影响路面材料的强度和稳定性。2）湿度变化引起路面材料的体积变化，产生湿度应力。3）表面特性的改变（如抗滑性等）2021/7/619

8、二、温度对路基路面的影响1、对路基的影响温度单独影响较小，主要是水温结合，发生冻