道路工程第6章ppt课件.ppt

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1、第一节交通荷载及其对路面的作用第二节标准轴载、轴载换算与累计标准轴载作用次数第四节路面材料的设计参数第三节土基的力学强度特性及参数第六章交通荷载及路面设计参数第一节交通荷载及对路面的作用道路上通行的汽车按用途分为客车和货车两大类：1、客车小客车；中客车（6个座位～20个座位的中型客车）；大客车（20个座位以上的大型客车）2、货车按载重量可以分为：轻型货车：自身质量和满载总质量小于25KN的货车中型货车：自身质量和满载总质量为25KN～70KN的货车重型货车：自身质量和满载总质量大于70KN的货车按车身组合情况分为：整车、

2、牵引式挂车和牵引式半挂车一、车辆的种类二、车辆的轴型客、货车车轴分前轴和后轴；大多数情况下，前轴为单轴（载重约1/3），而后轴有单轴、双轴或三轴3种。汽车货运日趋向大型重载方向发展，一般采用多轴多轮形式，以满足轴限的要求，从而减轻对路面的压力。三、汽车对道路的静态作用汽车的两种状态：停驻状态和行驶状态；汽车在停驻状态下对路面的作用力称为静态压力，其大小受下述因素的影响:①汽车轮胎的内压力pi，接触面压力略小于内压；②轮胎的刚度—新旧和轮胎与路面接接触面的形状和花纹；③轮载的大小。在工程设计中，对接触压力p进行如下简化：①

3、以轮胎内压力为轮胎的接触压力；②接触面形状为圆形；③接触面上的压力为均匀分布。胎壁受拉胎壁受压胎压触压力（1）单轮：P为轮载(kN)；p为轮压(kPa)；δ为当量圆半径(m)（2）双轮：①单圆荷载：每一侧的双轮用一个圆表示时称为单圆荷载。其圆直径D为：②双圆荷载：每一侧的双轮用两个圆表示时称为双圆荷载。其圆直径d为：四、运动车辆对道路的动态影响（1）水平力动态作用：垂直作用力、水平力和振动力等速、加速、减速以及在弯道上行驶时，会产生向前、向后或侧向水平力。车辆在紧急制动时对路面产生的水平力较大，可达垂直力的80％，在路面

4、设计时，不容忽视其影响。水平力分布在与垂直力相同的接触面内，通常假设水平力也是均匀分布的。在水平荷载的作用下，结构层产生复杂的应力状态。特别是面层结构，直接承受水平荷载的作用，若抗剪强度不足，则会导致推挤、拥包、波浪、车辙等破坏现象。水平力作用深度一般不大，约为7～10cm左右。（2）振动力产生：因车身自身的振动和路面的不平整使车轮在路面上跳动而产生。冲击系数=振动轮载的最大峰值∕静载轮载的振动作用可用冲击系数来衡量较平整的路面上，车速不超过50km/h，冲击系数不超过1.3路面设计时，有时以静轮载乘以冲击系数作为设计荷

5、载。路面设计时，由于柔性路面有一定的抗振作用，所以一般不考虑行车荷载的振动力；对于刚性路面则必须考虑振动力的影响。（3）车辆荷载作用的瞬时性路面结构中应力传递是通过相邻颗粒来完成，变形来不及完全呈现，表现为路面刚度和强度相对增大。根据美国各州公路工作者协会(AASHO)试验路曾对其作过测定：速度由3.2km/h→56km/h时，沥青路面总弯沉减少36%速度由3.2km/h→96.7km/h时，水泥砼路面板角挠度和板边应变量减少29%左右4.车辆荷载作用的重复性重复荷载与一次荷载作用的效果并不一样：弹性材料→表现出疲劳性质

6、，即材料强度随荷载重复次数的增加而降低。弹塑性材料（如土基和柔性路面）→产生变形累积因此，对于路面设计，在荷载指标上应同时考虑轴重静力和动力量值以及轴载的作用次数。五、车轮轮迹横向分布概念：一般而言，轴载通行次数是按一定规律分布在车道横断面上，这称为轮迹的横向分布。轮迹横向分布系数（一个比值）：对于路面横断面上某一宽度范围内的频率，也即该宽度范围内所受到的车辆作用次数同通过该横断面的总作用次数的比值。轴载横向分布规律一般是用频率曲线表示：条带频率＝条带上受到车轮的作用次数/车道上受到的作用次数第二节标准轴载、轴载换算与累

7、计标准轴载作用次数一、交通量交通量是指一定时间间隔内各种车辆通过某一道路横断面的数量。交通量通过交通流量调查分析得到。年平均日交通量和初始年平均日交通量的计算方法①通过观测站的调查与分折得到对于公路设计，不仅要收集交通总量，还要对车型进行分类。4类：小客车、中型车、大型车、拖挂车。对于路面结构设计，还应确定轴型和轴载大小，同时应估计货车的满载程度，确定空车率。利用自动化轴载仪直接记录通行车辆的轴数和轴载大小，然后按轴载大小分类统计累计轴载数。轴载谱调查与交通量统计相互校核与补充②轴载谱调查2.标准轴载1）标准轴载标准轴载

8、：取决于公路性质、车辆类型和交通强度等级要求；要求对路面的响应较大、又能反映本国公路运输运营车辆的总体轴载水平。我国现行路面设计规范中规定的标准轴载100kN。2）超载与超限超载运输：是指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