行车荷载环境因素材料的力学性质ppt课件 (2).ppt

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1、第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质1主要内容第一节行车荷载第二节环境因素影响第三节土基的力学强度特性第四节土基的承载能力第五节路基的变形、破坏及防治第六节路面材料的力学强度特性第七节路面材料的累积变形与疲劳特性2第一节行车荷载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、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。3第一节行车荷载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

2、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。4第一节行车荷载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多轴多轮5第一节行车荷载汽车的轴型6第一节行车荷载图2-1不同轴型的货车示意图汽车的轴型7第一节行车荷载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,

3、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。8图2-2车轮荷载计算图式a)单圆图式;b)双圆图式汽车的轮压与压圆PPPPPdPPdddD1.5dD路面路面a)b)第一节行车荷载9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:第一节行车荷载荷载圆半径和直径105、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

4、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。图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平压力a)停驻;b)启动、一般行驶、加速;c)减速、制动;d)转向PPPPVQQa)b)c)d)第一节行车荷载111)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

5、结构,但多次重复作用又易使其疲劳。第一节行车荷载12表2-2纵向滑移路面附着系数路面状况路面类型车速(km/h)123264干燥碎石——0.60——沥青混凝土0.70~1.00——0.50~0.65水泥混凝土0.70~0.85——0.60~0.80潮湿碎石——0.40——沥青混凝土0.40~0.65——0.10~0.50水泥混凝土0.60~0.70——0.35~0.55路表与车轮的附着系数第一节行车荷载136、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

6、映本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。第一节行车荷载147、超载与超限超载运输是车辆所装载货物超过车辆额定载货质量。超限运输指运输车辆超过路面结构的容许承载能力。超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响,超载且超限的车辆对路面的使用寿命有很大的影响,有的甚至超过路面或桥梁结构的极限承载力,使路面结构出现结构性破坏、使桥梁结构出现整体破坏、产生严重的安全事故。第一节行车荷载151)交通调查与重复荷载交通量调查与分析:调查内容包括交通总量、车型分布、轴型轴载、实载率等,有的还调查轴载谱;分析主要是确定交通量年平均增长率,并求算获得设计年限内累计交通量。对路面而言,

7、主要是轴重。轴载组成与轴载换算:不同轴载的作用次数的频率组成即为轴载谱,各不同轴载应根据某一指标按其对路面结构的损伤作用的等效性换算成其它轴载的作用次数,从而可使用标准轴载来综合累计。2)轮迹横向分布:总轴载作用按一定规律分布于车道横断面的现象称为~,车道综合累计需考虑。8、交通荷载轴载换算和统计计算第一节行车荷载16第一节行车荷载序号轴型分布代表车型代号整车类1中型货车(载重2.5~10T)跃进、解放、东风等U1.12重型货车(载重>10T)黄河、罗曼、斯太尔等U1.1大通、交通、太脱拉等U1.2半挂类33轴半挂车解放、东风等国产牵引车S1.1.144轴半挂车

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