2019最新2路基路面工程第二章行车荷载、环境、土语文
《路基工程》第二章
第2章行车荷载分析本章内容：1 汽车的种类和轴型；2 车辆的静动力作用；3 交通分析。
本章要求：1 了解车辆的类型、轴型及我国标准汽车荷载；2 了解车辆对路面作用力的特点，掌握轮载、轴载、轮压、接触面积的概念和计算方法，建立交通荷载单圆图式、双圆图式的概念；3 了解交通量、轴载谱的含义，建立轴载换算、轮迹分布的概念。
汽车是道路的服务的对象，也是道路损坏的主要因素之一，因此必须了解汽车及汽车对路面作用力的特点、大小、分布、作用量的变化情况和作用总量。
2.1 车辆的类型和轴型2.1.1车辆的类型汽车按用途分：1）客车小型客车：轿车、面包车，小型客车总重P Z>12KN，车速V max>100Km/h；大型客车：长途汽车、市内公交汽车，大型客车总重P Z>100KN，车速V max>60Km/h。
2）载重汽车载重汽车包括一般载重汽车、自卸车、牵引车、拖挂车、平板车和集装箱车。
一般载重汽车：总重P Z>50~150KN，车速V max>70~80Km/h；自卸车：总重P Z>150~500KN，车速V max>40~50Km/h；拖车、集装箱车：总重P Z=1000KN。
3）特种汽车特种汽车指救护车、消防车。
我国生产的汽车分类型号一般按名称加四位数字表示：⑴车辆的名称用汉语拼音表示；如CA- 表示解放牌汽车、EQ-表示东风牌汽车、BJ-表示北京牌汽车。
⑵第一位数字表示车辆的类型，用0~9表示。
0-三轮车、1-载重车、2-越野车、3-自卸车、4、5-特种车、6-大客车、7-小客车、8-挂车、9-半挂车及长货车。
⑶第二、三位数字为主参数代号，载重、越野、自卸、牵引、专用和半挂车的主参数代号为车辆的总质量（kg），客车与半挂客车主参数代号为车辆长度（m），轿车主参数代号为发动机排量（L）。
⑷第四位数字为产品序号。
例如：CA-1091 表示第一汽车厂生产的解放牌载重汽车，总质量9吨，为第二代产品；TJ-6481 表示天津汽车厂生产的客车，长度4.8m，为第二代产品；CA-7220 表示第一汽车制造厂生产红旗牌轿车，发动机排量2.2L，为第一代产品。
路基路面工程习题参看答案
路基路面工程习题参看答案路基路面工程复习题参考答案（要点－结合要点阐述）（华南理工大学交通学院）1、对于综述题－需要结合要点阐述2、不完整的参见教案与课本第一章总论1、对路基路面的要求对路基基本要求：A 结构尺寸的要求，B 对整体结构（包括周围地层）的要求C 足够的强度和抗变形能力，D 足够的整体水温稳定性对路面基本要求(1)具有足够的强度和刚度(2)具有足够的水温稳定性(3)具有足够的耐久性和平整度(4)具有足够的抗滑性(5)具有尽可能低的扬尘性(6)符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸2、影响路基路面稳定的因素－此章节内容需要学后再看水文水文地质气候地理地质土的类别3、公路自然区划原则3个4、路基湿度来源5、路基干湿类型的分类？一般路基要求工作在何状态？6、路基平均稠度和临界高度7、路面结构层位与层位功能面层：直接承受行车车轮作用及自然因素底作用，并将所受之力传递给下层，要求路面材料有足够的力学强度和稳定性，并要求表面平整、抗滑、防渗性能好。
基层：主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层传下来的应力扩散到垫层和土基，故必须有足够的力学强度和稳定性及平整度和良好的扩散应力性能。
垫层：起排水隔水、防冻和防污等多方面作用，而主要作用是调节和改善土基的水温状态，扩散由基层传递下来的荷载应力的作用。
8、各类路面的特点参见教案9、路面横断面由什么组成？高速公路、一般公路第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质1、什么叫标准轴载？什么叫当量圆？路面设计中将轴载谱作用进行等效换算为当量轴载作用的轴载。
（我国标准轴载为双轮组单轴重100KN的车辆，以BZZ-100表示）当量圆：椭圆形车辆轮胎面积等效换算为圆2、什么叫动载特性水平力振动力瞬时性3、自然因素对路面的影响主要表现在那些方面？温度及其温度变化水4、路基工作区？路基工作区－路基某一深处，车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为1/10~1/5时，该深度范围内的路基5、回弹模量？K? CBR?回弹模量:土基在荷载作用下产生应力与与其相应的(可恢复)回弹变形比值；K:土基顶面的垂直压力与该压力下弯沉的比值。
《路基路面工程》复习思考题
第一章总论一、名词解释1.公路自然区划2.路基临界高度3.平均稠度4.路拱5.柔性路面6.刚性路面二、思考题1.简述路面结构层的特点、作用及材料。
2.路基和路面在公路中各起什么作用？有哪些基本要求？3.判断土基干湿类型的分界稠度法和临界高度法各自的依据条件和资料有哪些？4.路基干湿类型有那些划分方法，干湿类型对路基有哪些影响？5.试述新建公路土基干湿类型的确定方法。
6.为何要进行公路目然区划，制定自然区划的原则又是什么?试述公路自然区划的意义。
7.影响路基路面的水有哪些？水对路基有哪些影响？8.试述地下水对路基的影响和气温对路面的影响。
9.对路基填料有什么要求，对不同性质的土，填筑路堤时要注意哪些问题？10.为什么路面要划分结构层次，如何进行划分？11.试述面层的作用及对其基本要求。
12.试述基层和垫层的作用及对各自的基本要求。
13.试从材料，物理力学特性，行车性能和设计控制指标各方面讲述柔性路面与刚性路面的区别。
14.我国现行路面是怎样分类与分级的？简述其意义。
三、计算题：1 已知某市属于Ⅳ4区，有一段粘土路基，路面底面高出地面0.3m，地下水位距地面0.8m，请确定该路基的干湿类型和平均湿度。
第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质一、名词解释1.双圆荷载图式2.劲度模量3.累计当量轴次4.路基工作区5. 土基回弹模量6.加州承载比CBR7.疲劳破坏8.滑坡9.地基反应模量 10.Miner定律11.沉陷二、思考题1.车辆的车轮对路面的作用由哪些？在沥青路面厚度设计计算中，主要考虑哪些力？为什么？2.在路面设计中，如何进行交通量轴载换算，依据是什么？3.什么是标准轴载的当量轴次，它与哪些因素有关？4.车轮的接触压力、接触面面积应怎样计算?单圆和双圆图式对路面的设计起什么作用？5.说明轴载等效换算的意义；怎样计算设计年限内标准轴载的累计作用次数？6.简述路基的病害及防治措施。
7.土基在重复荷载作用下产生的塑性变形累积的破坏程度取决于何种因素？8.在重复荷载作用下，路基路面材料的变形有何规律性?9.我国路面设计的标准轴载是什么？为何如此设定？其参数有哪些？10.简述单圆荷载图示、双圆荷载图式有什么区别？11.什么叫劲度？沥青混合料的劲度主要同哪些因素有关?12.简述路面材料的累积变形与疲劳特性，并举例说明。
路基路面工程知识点复习
路基路面工程知识点复习1、路基的概念路基是在天然地表面按照道路的设计线形和设计断面（几何尺寸）的要求，开挖或堆填而成的岩土结构物。
路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分；路基作为路面的支承结构物，与路面共同承担交通荷载的作用；路基必须具有足够的强度、稳固性和耐久性。
2、路面的概念路面是路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而的层状结构物。
路面一样由面层、基层、底基层、路基组成；路面应具有良好的稳固性和足够的强度、刚度，其表面还应满足平坦、抗滑和排水的要求；各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面。
面层:面层是直截了当同行车及大气接触的表面层次，它承担较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用；因受到降雨的浸蚀和气温变化的阻碍，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳固性与温度稳固性，且应耐磨、不透水；表面还应有良好的抗滑性与平坦度基层（基层的最下层为底基层）:要紧承担由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基，因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气阻碍较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳固性；为保证面层平坦，它还应具有较好的平坦度。
垫层:垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良阻碍或爱护土基处于稳固状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。
按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。
路基处于下列状况的路段应设置垫层：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；排水不良的土质路堑；有裂隙水，泉眼水等水文不良情形的岩石挖方路段；季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；基层可能受污染的路段。
对路基路面整体性能要求：承载能力稳固性耐久性表面平坦度表面抗滑性能阻碍路基路面稳固性的因素：地理条件地质条件气候条件水文和水文地质条件土的类别由于湿度与温度变化对路基产生的共同阻碍称为路基水温状况。
(整理)路基路面文档
S
i
i
S
i
P
P
N
N
)
(
α
η
=
=
轴载系数换算式：
（2-8）
路基路面工程
3.轮迹横向分布
?轮迹（车道）的横向分布：按一定规律分布在车道横断面
上。
?轮迹（车道）横向分布系数：对于路面横断面上某一宽度
（轮迹宽度和车道宽度）范围内的频率，也即该宽度范围
内所受到的车辆作用次数通过该横断面的总作用次数的比
值。
?影响因素：路面宽度和车道宽度、交通组织管理方式（混
变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到
破坏。在重复应力低于临界值的范围内，总应变的累
积规律在半对数(或对数)坐标上一般呈线性关系，可
表示为
式中：a ——应力一次作用下的初始应变；
b——应变增长回归系数；
N——应力重复作用次数。
N
b
a
lg
1
+
=
ε
路基路面工程
第四节土基的承载能力
?路基作为路面结构的基础，它是抵抗车轮荷载能
. 0
=
=
路基路面工程
四、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。
路基路面工程
1）水平力：
?行车安全要求qmax≤p⋅ϕ，其中ϕ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。
要做好路基路面结构设计，必须对行车荷载进行
分析。
路基路面工程
路基路面工程第2章行车荷载、环境因素与土基的承载能力-6
6
0.2401
80~100
144
0.6561
100~110
16
1.2155
110~120
1
1.749
<40
14
0.0032
40~80
21
0.0162
80~120
44
0.125
120~160
42
双轴
160~180
44
0.4802 1.044
180~200
21
1.629
200~220
101
2.431
220~240
（水平力、振动力）（瞬时性、重复性）
2019/7/9
中等平整度路面，
车速60km/h， 轮胎着地长23cm 通过时间0.0138s
1）汽车对道路的水平力作用 汽车运动形式不同，产生的水平力的大小和方向也不同。 上坡和加速—汽车对路面产生向后的水平力； 下坡制动及减速—产生向前的水平力； 在弯道上行驶—产生侧向水平力； 直线等速运动—克服各种阻力而对路面施加一定的水平力。 后果：水平力易使路面产生波浪、拥包、推挤等损坏，要求 面层材料有足够的抗剪强度—城市道路 大小：与垂直压力P、轮与路面附着系数ψ有关
由交通量调查得到的 各类车辆的日交通量乘以 与相应的轴载谱百分率→ 各类车辆各级轴载的相应 日作用次数。 轴载谱的应用：轴载调查→轴载谱→各级轴载作用次数；
“实践→理论→实践”
2019/7/9
2）轴载换算
道路上行驶的汽车轴载与通行次数可以按照等效原则换 算为某一标准轴载的当量通行次数。我国水泥混凝土路面设 计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载100KN作 为标准轴载。
qmax≤p×ψ
2路基路面工程第二章+行车荷载、环境、土
考虑路表面特性要求时，如平整度、抗滑性 等，以小汽车为主要研究对象。
汽车的重量主要以车轴与车轮传递给路面，
所以路面设计主要以轴重为荷载标准。
2019/12/11
武汉理工大学
胡幼常
5
汽车的轴型
轴型（如图2－1）
前轴
绝大部分车辆的前轴为单轮单轴 轴重约为汽车总重的1/3
2019/12/11
武汉理工大学
胡幼常
21
qt 1 Ne a1 q 1 （等比级数前t项的和）
因为 N1
Nt
(1 )t1
N1
365
(1 )t (1 )
1 1
(1 )t 1 365 N1
所以
Ne
365 Nt
(1 )t1
(1 )t
后轴
单轴、双轴、三轴 大部分汽车的后轴为双轮组 我国汽车的后轴轴载在60－130KN，大部分在100KN
以下。
2019/12/11
武汉理工大学
胡幼常
6
汽车的轴型
标准轴载
将不同车型组合而成的混合交通量，换算成统一 轴载的当量轴次，这种作为换算的统一轴载称为 杯准轴载。
路面设计规范中均以单轴双轮100KN作为设计标准 轴重，车辆的轴限为100KN。
况的影响
掌握预估路基湿度和路面温度的基本方
法
2019/12/11
武汉理工大学
胡幼常
38
公路自然区划标准JTJ00386然区划
w制定的原则
ª道路工程特征相似的原则 ª地表气候区划差异性的原则 ª自然气候因素既有综合有有主导作用的原则
路基路面工程第2章行车荷载、环境因素与土基承载能力-6
2.2.4交通量预测分析(例题)
例2.1 某沥青路面，由交通调查资料得知，其中5轴和 5轴以上的牵引式半拖车和拖车类车辆的日交通量为165辆， 由称重得到的这类车辆的轴载组成列于下表，请确定这类车 辆的等效轴载换算系数。
2019/12/21
[解]：由规范，取标准轴载为 100KN。 （1）交通调查，由题目给出； （2）轴载组成分析，如表： （3）计算各种轴载的换算系数， 结果如表：
43
3.498
累计当量轴次数
当量轴次数 0 0 0 1 94 19 2 0 0 6 20 46 34 246 150 619
2019/12/21
2.2.4交通量预测分析(例题)
例2.2 某二级汽车专用公路，沥青路面，设计年限为 15年。由交通量调查资料得到，初始年平均日交通量为 7000辆，其中同路面损坏有关的各类车辆的交通量列于下 表中，方向系数为0.5。请计算设计年限内标准轴载累计作 用次数。
据国际道路联合会1989年公布的统计数据，在141个 成 员 国 和 地 区 中 ， 轴 限 最 大 的 为 140KN ， 近 40% 执 行 100KN轴限。
我国公路与城市道路路面设计规范中均以100KN作为 设计标准轴重。通常认为我国的道路车辆轴限为100KN。
2019/12/21
2.1.3 汽车对道路的静态压力(接触压力)
b）影响因素：交通量、交通组成，车道宽度、交通管 理规则等。
c ）轮迹横向分布系数η：取轮迹横向分布频率曲线中 二个条带的宽度50cm(20+10+20)的条带频率之和称为轮 迹横向分布系数。
2019/12/21
3）轮迹横向分布
2019/12/21
(路基路面工程)第二章
第一节 路基设计的一般要求
◆5、路基设计标高
（1）新建公路的路基设计标高： ＞高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高； ＞二、三、四级公路宜采用路基边缘标高，在设置超高、加 宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。 （2）改建公路的路基设计标高： ＞一般按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用中央 分隔带中线或行车道中线标高。 （3）问：应该称为路面标高，为什么称为路基设计标高？
◆ 6、半填半挖路基的构造要求：
1）对路堤和路堑的要求都应满足； 2）压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设护坡或护墙，也 可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。
路基路面工程
第二节 路基的类型与构造
◆ 讨论： 矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？
美国公路一般采用什么路基？
路基路面工程
第三节 路基设计
第三节 路基设计
（4）室内击实国家标准 《土工试验方法标准》（国家标准） 轻型:d<5mm; V=947cm3, m=2.5kg， 落高30.5cm，分3层,每层25击 重型:d<40mm; V=2177cm3, m=4.5kg, 落高45.7cm ，分3层 ,每层98击。
（5）路基土的压实度概念： 路基土达到的干密度值与标准击实法得到的最大干密度的比
路基路面工程第一节路基设计的一般要求通常是指在良好的地质与水文条件下填方高度15mh18m或挖方深度不大的路基它可结合当地地形地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算路基路面工程第一节路基设计的一般要求在荷载应力作用区路基工作区内部分应进行严格碾压施工特别是路床部分与路面设计一起进行综合考虑
浸水路堤 护脚路堤 挖沟填筑路堤等
路基路面工程
第二节 路基的类型与构造
路基路面工程第二章PPT课件
=
2
得到：
Zα＝3
• 路基工作区内，土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳 定性极为重要，对工作区范围内的土质选择、路基的压实度应提 出较高的要求。
《路基路第面11工页/程共2》6页精品课程
三、路基土的应力－应变特性
• 路基土的变形包括弹性变形和塑性变形，过大的塑性变形导致沥青 路面出现车辙和纵向不平整，会导致水泥混凝土路面板的断裂。在 柔性路面结构中，土基的变形占很大部分。
一、累积变形
路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形累积而 产生的沉陷或车辙，是路面结构的主要病害。这种永久 性的变形是路基路面各结构层材料塑性变形的综合。
2.边坡滑塌 3.碎落和崩塌 4.路基沿山坡滑动 5.不良地质和水文条件造
成的路基破坏
《路基路第面17工页/程共2》6页精品课程
二、路Байду номын сангаас病害防治
• 正确设计路基横断面； • 选择良好的路基填料，必要时进行稳定处理； • 采用正确的填筑方法，充分压实； • 适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入到路基工作区
量的逐年变化； • 汽车的静态荷载与动态荷载特性比较。
《路基路面第2工页/共程26》页精品课程
一、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。
• 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。 《路基路面第3工页/共程26》页精品课程
某一标准轴载的当量通行次数。我国的标准轴载为BZZ-100。
路基路面工程02章行车荷载习题参考答案
一、名词解释1.单/双圆荷载：对于双轮组车轴，若每一侧的双轮用1个或2个圆表示，则称为单/双圆荷载，相应车轮荷载计算图式称为单/双圆荷载图式。
2.标准轴载：我国路面设计所用的单轴双轮组轴载100kN的设计轴载，以BZZ-100表示。
3.路基工作区：当路基某深度Za处车轮荷载引起的垂直应力σZ仅为路基土自重引起的垂直应力σB的1/10～1/5时，该深度Za范围内的路基称为路基工作区。
4.土基回弹模量：用以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质的物理参数。
5.疲劳破坏：由于材料微结构的局部不均匀，诱发应力集中而出现微损伤，在应力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大，终于导致结构破坏，称为疲劳破坏。
二、简答题1.运动车辆对路面作用力有哪些？这些作用力具有哪三大特点？答：运动车辆对路面施加静压力、水平力和振动力；这些作用力具有波动性、瞬时性和重复性三大特点。
2.路基工作区深度确立的标准是什么？对于路基工作区内的土有什么特殊要求？答：确立标准：路基土中车轮荷载引起的竖直方向应力σZ仅为路基土自重引起的竖直方向应力σB的1/10～1/5，即σZ＝(1/10～1/5) σB。
特殊要求：在路基工作区（有时包括天然地基上部）范围内，对于土质选择和路基压实度都需要提出更高要求。
2.路基工作区深度与车轮荷载及土体重度的关系如何？对于路基工作区深度范围内的土体有什么特殊要求？答：路基工作区深度随着车轮荷载的增加而增加，随着土体重度的增加而减小；对于路基工作区范围内的土质选择，路基压实度提出更高要求。
3.重复荷载作用下路基累积变形呈现出什么发展规律?答：重复荷载作用下路基累积变形呈现2类发展规律。
第1类为压密稳定：每次加载产生的塑性变形量越来越小，直至稳定，这种情况不致形成土基的整体剪切破坏；第2类为渐进破坏：每次加载作用在土体中产生了逐渐发展的剪切变形，形成能引起土体整体破坏的剪裂面，最后达到破坏阶段。
4.土的模量分为哪几种，各自含义是什么？为何回弹模量最能反映土的弹性特性？答：分为4类，初始切线模量：应力为0时应力应变曲线切线斜率；切线模量：某一应力时应力应变曲线切线斜率；割线模量：某应力点和应力0点连线所得应力应变曲线割线的斜率；回弹模量：应力卸除阶段应力应变曲线斜率。
2019年路基路面文档.doc
路基路面工程
影响温度变化的因素
?影响路面结构内温度状况的因素很多，可分为外
部和内部两类。
?外部条件主要是气象条件，如太阳辐射、气温、
风速、降水量和蒸发量等。而其中，太阳辐射和
气温是决定路面温度状况的二项最重要的因素。
?内部因素则为路面各结构层材料的热物理特性参
数，如热传导率、热容量和对辐射热的吸收能力
合行驶、划线分车道行驶和分隔带（墩）分车道行驶）、
交通密度和交通组成。
路基路面工程
轮迹横向分布频率曲线（单向行驶一个车道）
路基路面工程
第二节环境因素影响
?环境因素影响主要表现在温度和湿度。
?温度和湿度是对路基路面结构有重要影响的自然环境
因素。
?路基土和路面材料的强度与刚度随路面结构内部温度
和湿度的变化有时会有大幅度的增减。图2-9、2-10.
荷在土基中产生应力作用的这一
深度范围叫路基工作区
路基工作区。
?该深度Za随车辆荷载增大而增
大，随路面的强度和厚度的增加
而减小。
土基中应力分布图
路基路面工程
?在工作区范围内的路基，对于支承路面结构和
车辆荷载影响较大，在工作区范围以外的路
基，影响逐渐减少。
B
z
nσ
σ
1
=
a
a
Z
n
Z
P
K
⋅
=
⋅
γ
1
2
3
γ
KnP
p
P
⋅
=
π
δ
式中：P——作用在车轮
上的荷载，kN；
p——轮胎接触压力，
kpa；
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2019/8/18
武汉理工大学
胡幼常
42
温度、湿度对路基路面影响
温度、湿度对路基路面的影响
路基土和路面材料的强度和刚度随结构内部温度、
湿度的变化会有大幅度的增减
沥青混凝土的动弹模 随温度升高而降低图2－9 路基土的刚度（弹模）随湿度增长而急剧下降图2－10
显然，这种处理方法的误差是比较大的。
2019/8/18
武汉理工大学
胡幼常
27
交通分析
各级轴载组成与各级轴载作用次数的确定
方法三：根据工可报告中的已换算为中型载重标 准车的交通量AADT，将此中型载重车选定为某 一种中型载重车，如EQ140(前轴重23.70KN,后 轴重69.20KN，后轴为单轴双轮）
称为BZZ-100
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汽车的轴型
目前的情况及发展趋势
超载（超过汽车的额定载重）与超限（超过路面 结构的容许承载能力即轴限）
我国公路上的汽车超重严重，在车轴数不变的情 况下，单轴轴重急剧增大，有的超载达10倍以上， 公路上的载货车几乎100％超载。导致路面损害 严重。
重型货车与大客车对路面起决定作用，轻型 货车与中、小客车影响很小。
考虑路表面特性要求时，如平整度、抗滑性 等，以小汽车为主要研究对象。
汽车的重量主要以车轴与车轮传递给路面，
所以路面设计主要以轴重为荷载标准。
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汽车的轴型
轴型（如图2－1）
前轴
绝大部分车辆的前轴为单轮单轴 轴重约为汽车总重的1/3
况的影响
掌握预估路基湿度和路面温度的基本方
法
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公路自然区划标准JTJ00386然区划
• 制定的原则
• 道路工程特征相似的原则 • 地表气候区划差异性的原则 • 自然气候因素既有综合有有主导作用的原则
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公路自然区划
分三级进行区划 七个一级自然区
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交通分析
各级轴载组成与各级轴载作用次数的确定
方法二：设计时，在交通量观测站的 资料中， 对每一类车型选择某一种车为代表车，将其轴载 换算为标准轴载，再将这一类车型数量换算为标 准轴载作用次数，累计各类车型的标准轴载作用 次数，从而得到道路上的轴载交通量，作为路面 结构设计的依据。
轮胎的刚度、轮胎与路面的接触形状
路面设计中，取汽车对路面的静态压力为轮胎的静内压力pi 压力在接触面上均匀分布
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汽车对道路的静态压力
轮胎和路面的接触面积
接触面形状近似于椭圆形
路面设计中简化为圆形接触面 车轮荷载简化为与椭圆形荷载相当的圆形均布荷载 此圆形即为当量圆－－单圆、双圆
向前的水平力， 向后的水平力， 侧向水平力
水平力的大小(总力) 面积力
Qmax P
qmax p
P—轮重；φ—轮胎与路面的附着系数 水平力对路面的影响
使面层结构内产生剪应力，若面层结构的抗剪强度不足，会使
路面产生推挤、拥包、波浪、车辙等病害。
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365
(1 )t (1 )
1 1
(1 )t 1 365 N1
所以
Ne
365 Nt
(1 )t1
(1 )t
1
（2-7）
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交通分析
各级轴载组成与各级轴载作用次数的确定
方法一：在交通量观测站配置自动化的轴载仪直 接记录通行车辆的轴数和轴载大小，然后统计出 各级轴载的作用次数－－轴载谱调查
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交通分析
轴载的等效换算
标准轴载（标准轴计算参数见下表）
标准轴载 轴重 P/kN 轮胎接地压强 p/MPa 单轮转压面当量圆直径 d/cm 两轮中心距/cm
BZZ-100 100 0.7 21.30 1.5d
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轴载的等效换算
Ni N1(1 )i1
式中 N1—通车初年的年平均日交通量； γ —设计年限内交通量平均年增长率。
所以，设计年限t 内的累计交通量 Ne 为
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qt 1 Ne a1 q 1 （等比级数前t项的和）
因为 N1
Nt
(1 )t1
N1
对于BZZ-100, kN, p= 700 kPa
所以, d=0.213m, D=0.320m
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汽车对道路的静态压力
车轮荷载的计算图式
单圆图式 双圆图式
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运动车辆对道路的动态影响
行驶状态下对路面的水平力
响的系数；
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交通分析
轮迹横向分布
规律
轮迹横向分布系数η 设计年限内一个车道上的累计当量轴数＝Ne× η
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由于超载，致使路基倒塌，自个车辆四脚朝天；
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超载的重型车辆碾过的沥青路面变成了泥石路；
Ⅰ区－－北部多年冻土区 Ⅱ区－－东部温润季冻区 Ⅲ区－－黄土高原干湿过渡区 Ⅳ区－－东南湿热区 Ⅴ区－－西南潮暖区 Ⅵ区－－西北干旱区 Ⅶ区－－青藏高寒区
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公路自然区划
二级区划（33个二级区和18个二级副区）：在每个一
级区内，再以潮湿系数，分为6个等级（过湿、中湿、 润湿、润干、中干、过干）。
第二章 行车荷载、环境、土基、路面材料
行车荷载 轴载 轴载作用次数 环境 公路自然区划 温度 湿度 土基 湿度状况 力学强度特性 路面材料强度特性 疲劳特性 变形特性
承载能力
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行车荷载的分析
基本要求
了解车辆的类型、轴型，明确我国路面设计 规范选用的标准轴载。
变形累积－在重复荷载作用下，将呈现出变形的逐渐
增大（土基、沥青路面、粒料类路面）
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交通分析
道路上行驶的汽车种类繁多，轴重各不相同。路面设计时，必 须将我国现有的、普遍存在的混合交通组成中各种车型的不 同轴载作用次数等效换算为某一标准轴载作用次数。调查时 要解决两个问题：一是道路的交通量；二是各种车辆的轴重。
后轴
单轴、双轴、三轴 大部分汽车的后轴为双轮组 我国汽车的后轴轴载在60－130KN，大部分在100KN
以下。
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汽车的轴型
标准轴载
将不同车型组合而成的混合交通量，换算成统一 轴载的当量轴次，这种作为换算的统一轴载称为 杯准轴载。
路面设计规范中均以单轴双轮100KN作为设计标准 轴重，车辆的轴限为100KN。
等效换算原则：同一种路面结构在不同的轴载及次数作用下达到相
同的损伤程度。
换算系数公式：
n
i
NS Ni
Pi PS
n---同路面结构有关的系数。
η i-- i 级轴载换算为标准轴载的换算系数; PS—标准轴载(kN)； Pi— i级轴载； NS---标准轴载作用次数； 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
货车
整车货箱与发动机为整体 牵引式挂车牵引车与挂车分离 牵引式半挂车牵引车与挂车分离，但通过铰接相互连接，牵引车
的后轴也担负部分荷载，货车箱的后部有轮载系统，前部铰接悬挂 在牵引车上。
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车辆的类型
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车辆类型对路面设计的影响
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运动车辆对道路的动态影响
行驶状态下对路面的振 动力
行车速度 路面的平整度 车辆的振动特性 《桥规》中冲击系数 按动载频率确定，在 0.05-0.45之间
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运动车辆对道路的动态影响
瞬时性
作用时间很短，大约只 有0.01～0.10s左右
14
12 10
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8 6
4
2
0 3 5 7 9 11 13 15 17
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胎压调查结论
° Ù 30 · Ö ± È 25
20
18
15
10
5
0 <7
28 25
23
6
7¡« 8
81MPA)