路基路面工程第2章课件.ppt

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1、路基路面工程授课教师：韦璐第二章行车荷载与环境因素123458车辆类型及行车荷载交通量分析公路自然区划路基水温状况及路基工作区路基的破坏形态及其防治措施目录一、行车荷载（一）研究行车荷载的原因和必要性：1、汽车是路基路面的服务对象。路基路面的主要功能是保证车辆快速、安全、舒适、经济通行。2、汽车对路基路面作用力的大小、特性、分布、持续时间、在使用期内行车的变化情况及数量影响路面的使用性能。3、汽车荷载是造成路基路面结构损伤的主要原因。要做好路基路面结构设计，必须对行车荷载进行分析。2.1车辆类型及车辆荷载

2、（二）行车荷载的主要研究内容：汽车的轮重与轴重；不同车型的车轴布置；设计期限内，汽车的轴型分布及汽车年通过量的逐年变化；汽车的静态荷载（停驻）与动态荷载（行驶）特性比较。2.1车辆类型及车辆荷载（三）行车荷载的作用方式：2.1车辆类型及车辆荷载因此，路面结构设计而言，应特别重视轴重或轮重和其作用次数，而不是汽车种类和数量。二、车辆的种类道路上通行的车辆主要分为客车与货车两大类。客车：小客车、中客车、大客车；货车：整车、牵引式半挂车、牵引式挂车。按载重量可以分为：轻型货车、中型货车、重型货车按车身组合情况分

3、为：单一车、牵引式拖车、牵引式半拖车、牵引车与拖车分离式。汽车的总重量通过车轴和车轮传递给路面，所以路面结构设计主要以轴重作为荷载标准。因此，在众多的车辆组合中，重型货车和大客车起决定作用。对于小客车，则主要对路面的表面特性如：平整性、抗滑性等，提出较高的要求。2.1车辆类型及车辆荷载三、汽车的轴型轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结构强度，各个国家均对轴重的最大限度有明确的规定。我国公路与城市道路设计规范中均以100kN作为标准轴重。目前我国公路行驶的车辆，后轴轴载一般在60～130kN范围内。

4、汽车货运朝大型重载方向发展，货车的总重量有增加趋势，超载运输问题在我国日益突出。多轴多轮化发展。对超载的定义：2000年2月，交通部《超限运输车辆行驶公路管理条例》规定：“单轴（每侧单轮胎）载质量6000kg，单轴（每侧双轮胎）载质量10000kg，双联轴（每侧双轮胎）载质量18000kg。”附则第二十九条规定，单轴轴载最大不得超过13000kg。2.1车辆类型及车辆荷载2.1车辆类型及车辆荷载（一）汽车轴型车轴：单轴、双轴和多轴轮组：单轮组、双轮组和多轮组2.1车辆类型及车辆荷载（二）汽车轴重一般的车辆

5、，前轴的轴载约为汽车总重的1/3，后轴重占汽车总重的比例较大。目前，我国公路和城市道路后轴轴载，一般在30-130kN范围内，而大部分在60kN以上。四、汽车对道路的静态压力静态压力P的影响因素：1.汽车轮胎内压；2.轮胎的刚度和轮胎与路面的接触的形态；3.轮载的大小。2.1车辆类型及车辆荷载胎壁受拉胎壁受压胎压接触压力高压轮胎低压轮胎2.1车辆类型及车辆荷载对于低压轮胎：接触压力大于胎压对于高压轮胎：接触压力小于胎压在工程设计中，对接触压力进行如下简化：以轮胎内压力为轮胎的接触压力，即p=pi，接触形状

6、为圆形，接触面上的压力为均匀分布即将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载，并采用轮胎内压作为轮胎接触压力p。2.1车辆类型及车辆荷载当量圆半径δ可以按下式确定。式中：P——作用在车轮上的荷载，kN；p——轮胎接触压力，kpa；δ——接触面当量圆半径，m。轮胎与路面的接触形状如下图所示：2.1车辆类型及车辆荷载2.1车辆类型及车辆荷载五、运动车辆对道路的动态影响1.水平力对路面造成的影响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。2.轮载的动态（振动）轮载动态变化的影响因素：车

7、速、路面平整度、车辆的振动特性。冲击系数：振动轮载的最大值与静载的比值。3.轮载作用的瞬时性车轮通过路面的时间约为0.01～0.1s左右，当应力出现的时间很短时，来不及传递分布，其变形特性不能像静载作用那样完整表现出来。4.车辆荷载作用的重复性路面材料产生疲劳破环的主要原因。2.1车辆类型及车辆荷载2.2交通量分析一、交通量估算二、轴载的等效换算2.2交通量分析2.2交通量分析三、轮迹横向分布2.3公路自然区划一、制定自然区划的原则道路工程特征相似的原则在同一区划内，在同样的自然因素下筑路具有相似性。地表

8、气候区域差异性的原则地表气候是地带性差异与非地带性差异的综合结果。自然气候因素既有综合又有主导作用的原则自然气候的变化是各种因素综合作用的结果，但其中又有某种因素起着主导作用。2.3公路自然区划二、自然区划三个等级1、一级区划：在全国以均温等值线及海拔高度来划分，以均温等值线（全年均温-2℃和一月份均温0℃）、二条等高线（1000m和3000m）作为一级区划的标志。1000m等高线沿东北大兴安岭、太行、伏牛、武当、雪峰、大朋、