室内试验公路交通荷载参数的确定.pdf

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1、罗金：室内试验公路交通荷载参数的确定121DOI：10．13905／j．cnki．awjz．2015．03．046室内试验公路交通荷载参数的确定罗金(湖北省地质局冶金地质勘探大队．湖北黄石435004)【摘要】如何确定公路交通荷载是探究路基土体动力特性首先必须要解决的问题。本文对各类公路荷载的确定方法进行了比较分析，重点总结分析了静荷载模型、移动荷载模型(移动点荷载、移动线荷载及移动简谐荷载)、冲击荷载模型、随机振动荷载模型及耦合振动模型。在此基础上，对研究公路荷载作用下路基材料动力特性的试验过程中的主要荷载参数取值给出了大概的范围：荷载频率f=1．0Hz，静载基值P。=20kN，动载P=

2、20～30kN。【关键词】公路交通荷载；试验荷载参数；荷载频率；荷载幅值【中图分类号】TU435【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)03～0121—03高速公路作为国家最重要的交通运输组成部分之一，(2)移动荷载模型。当汽车荷载以一定的速度在平其已建成通车的里程数已超过1O万km。众所周知，车辆在整的路面上行驶时，便对路面结构施加了一个大小不变，时路面上行驶会引起路面振动，且由于近年来交通量日益增间变化的移动荷载，此时可把车辆荷载简化为沿行驶方向大，车速提高，路面和路基在长期的交通循环荷载作用下出移动的常值荷载，其大小等于车辆的自重]：现了过大的永久变形，造成路面破裂

3、和路基沉降。这些严，(，y，)=(，，，)艿(一vt)8(y)e(2)重影响了路面交通安全。式中，P为荷载大小；(，'，)为荷载分布形式、常见的研究路基材料的动力特性是研究路基变形沉降问题的有点源、线源和矩形分布和圆形分布等；艿为Dirac函数；e／~ot关键，而如何确定公路交通荷载则是探究路基土体动力特表征路面影响部分，to为荷载振动频率，当e≠1时，表示性首先要解决的问题。公路交通荷载是由于车辆的轮胎和不考虑路面的不平顺的影响；当e≠1，表示荷载频率为∞路面的相互作用而产生的，具有瞬态性、重复性和不确定性的移动简谐荷载。等特点。因此，精确模拟和计算公路交通荷载是非常困难(3)冲击荷载模

4、型。当汽车车轮以一定的速度经过的。最合理和准确的方法应该是采用整车模型，建立轮胎路表某一点时，该点受到的轮载变化是一个先增大再减小和路面的非线性耦合动力模型，并且考虑路面的不平顺等的过程，其受力曲线是一个半波正弦曲线，因此可以设想有因素综合确定荷载的大小。然而，由于该方法非常复杂，并一种冲击荷载，其对路面产生的位移变化与半波正弦曲线非一般工程人员都可以理解掌握，寻求一种简易的、精度合相似，即：理的确定方法是非常实用且必要的。本文的目的是通过比较各类荷载的确定方法，为进行室内模拟公路荷载作用下)：争)(0(3)，‘【0else路基材料动力特性的试验提供合理的公路荷载参数及其范围。式中，是荷载

5、周期，对应于地基某点的受力时间，与荷1文献研究载的运行速度有关。目前确定公路交通荷载的模型主要有：静荷载模型、移(4)随机振动荷载模型。主要是考虑了路面随机不动荷载模型(移动点荷载、移动线荷载及移动简谐荷载)、冲平顺对交通振动荷载的影响，这类模型比以上三种模型更击荷载模型、随机振动荷载模型、耦合振动模型。符合实际情况，但难点是确定路面不平顺的参数。为简化(1)静荷载模型。用静荷载来代替汽车动荷载，主要计算，研究人员往往在一定的试验或理论分析的基础上，对用于公路结构设计规范。该方法把车辆轮载简化成集中的荷载模型进行简化，提出相应的经验公式。点源、线源均布或面源均布荷载，可用下式表示J：Har

6、dyandCebon模型J：F(t)=10+5sin(tot)(4)eI，l≤>1Jrn黄仰贤模型J：式中，r0是荷载分布边界至荷载中心的距离，如果rn一+y)：p+‰sin(詈+)(5)0就成为集中荷载；如果荷载是线形分布，2就是线源分布式中，P是静轮载；L是轮胎接地面源半径，一般取的长度；如果荷载是面状分布，r0就是面源分布的半径。我15cm；V是行车荷载速度；g是车辆附加动荷载幅值，根据国在路面设计时，即是采用单轴100kN双轮圆形均布荷载路面平整程度而定，一般不超过0．3p。作为标准的设计荷载。张艳美和梁波模型：122低温建筑技术2015年第3期(总第201期)F(f)=P+gsi

7、n(tot)(6)6．7Hz之间。对于在基坑内部运送土体的重型货车而言，运式中，P是静轮载；q=M0o。是车辆动荷载幅值；行速度大致为20—30km／h，货车长度约为6．0m，则引起的M。为簧下质量，可取120；o为路面几何不平顺矢高，。=2振动主频在0．9—1．4Hz，以低频振动为主。(3)公路交通荷载。由于模型(5)～(7)更加符合实(国际高速公路平整度指数)；=2~rv／L为圆频率，为汽际情况，因此选择这3个模型分