行车荷载
第六章行车荷载
4、路面的结构层次与材料要求
路基垫层：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影响或保护土基
处于稳定状态；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。一般垫层修于特定状况道
路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土
材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。
4、路面的结构层次与材料要求
基层：主要承受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，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功
能层（对于水泥砼路面）。 特点：它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；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地
概述
1.路面材料的几种强度 2）抗剪强度shear strength 摩尔—库仑强度理论： c tan 其中c和φ是表征路面材料抗剪强度的两项参数，可以通过直剪试 验或三轴压缩试验测定。
三轴试验确定c,φ
概述
1.路面材料的几种强度 3）抗压强度compressive strength 指试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限应力。材料经 过标准成型和养生后通过无侧限抗压试验测定的强度。
3、轴载换算
轴载换算的基本原则： ①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用末期 达到相同的损伤程度（破坏状态）； ②等厚度原则：用不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
轴载换算系数公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
水泥混凝土路面轴载换算公式：Fra bibliotek2、车辆的种类与作用特点
第二章 行车荷载分析_47337
2.2.3轴载的换算
等破坏原则、等厚度原则
2.3
行车的动态影响
2.3.1 动力作用
2.3.2 轮载作用的瞬时性 2.3.3 轮胎对路面产生的水平力 滑移摩阻力
2.4 交通分析
Ne 365 N1
[(1 )t 1]
N e 设计年限内累计交通量 N1 设计初始年平均日交通量增长率 车道系数
2-3
单圆图示
2-4
双圆图示
路面设计时采用双轮组单轴载100KN作为标准轴载，以 BZZ-100表示。
表2.1
标准轴载 标准轴载P(kN) 100
标准轴载计算参数
BZZ-100 21.30 单轮传压面当量圆直径d(cm)
BZZ-100 标准轴载
轮胎接地压强p(MPa)
0.70
两轮中心距 (cm)
1.5d
2 行车荷载分析
2.1 车辆的类型和轴型
2.2
2.3 2.4
车辆的重力作用
行车的动态影响 交通分析
2.1
车辆的类型和轴型
2.1.1 2.1.2 车辆的类型 汽车的轴型
固定车身类、牵引类、挂车类 客车、载货汽车
2-1
轴型分类号
2-2
多轴多轮车
2-2
多轴多轮车
2.2
车辆的重力作用
2.2.1接触压力 2.2.2接触面积
表2.2
车道特征 双向单车道 1.0 双向两车道 0.6~0.7
车道系数
车道特征
双向六车道 0.3~0.4 双向八车道 0.25~0.35
双向四车道 0.4~0.5
第2章行车荷载分析
学习要点： 学习要点：
掌握车辆的静力荷载作用； 掌握车辆的静力荷载作用； 熟悉行车荷载的动态影响； 熟悉行车荷载的动态影响； 了解交通调查与分析。 了解交通调查与分析。
第二章 行车荷载分析
学习内容： 学习内容：
车辆的类型和轴载 车辆的静力作用 行车荷载的动态影响 交通调查与分析
一定时间间隔内各类车辆通过 某一道路横断面的数量
（1）年平均日交通量（AADT） ）年平均日交通量（ ）
1 365 AADT = ∑ Ni 365 i =1 =1
（2）初始年平均日交通量 ） （3）设计年限内总交通量 ） （4）车道交通量 ） 行车道交通量×方向系数或车道系数 行车道交通量×
2-4 交通量调查与分析
一. 车辆的种类
小客车 客车 中客车 大客车 整车 货车 牵引式挂车 牵引式半挂车 路面结构设计 轴重作为荷 以轴重作为荷 载标准
2-1车辆的类型
二. 汽车的轴型与轴重
标准轴重： 标准轴重：100kN 前轴： 前轴： 一般为两个单轮组成的单轴 一般为两个单轮组成的单轴 单轮组成的 后轴： 后轴： 一般有单轴、 一般有单轴、双轴和三轴 大部分后轴为双轮组 大部分后轴为双轮组
2-2静力荷载作用
2. 当量圆： 当量圆：
轮胎与路面的接触形状近似 椭圆，其长短轴差别不大； 椭圆，其长短轴差别不大； 工程设计中将车轮荷载转化 成当量的圆形均布荷载采用轮 胎内压力作为轮胎接触压力p 胎内压力作为轮胎接触压力
δ＝ P / πp
2-2静力荷载作用 （2-2）
2. 当量圆： 当量圆：
2-1车辆的类型
二. 汽车的轴型与轴重
2-1车辆的类型
二. 汽车的轴型与轴重
《行车荷载分析》课件
动态分析方法
01
动态分析方法考虑了车辆行驶过程中产生的动态效应，通过模拟 车辆行驶时的振动和冲击，对道路结构进行更精确的受力分析。
02
动态分析方法的优点是能够更准确地反映道路结构的实际受力情 况，适用于对复杂道路结构和特殊车辆行驶情况进行精确分析。
03
动态分析方法的缺点是计算复杂，需要更多的计算资源和 时间。
性。
铁路桥梁的行车荷载分析
01
02
03
04
铁路桥梁的特点
承载能力要求高、结构稳定性 要求严格、列车行驶速度高。
列车类型与分布
不同类型列车的重量、尺寸、 轴重等参数，以及在铁路线上
的分布情况。
列车行驶状态
列车行驶速度、制动、加速等 对桥梁结构的动态影响。
桥梁响应分析
通过分析桥梁的振动、变形和 应力等响应，评估铁路桥梁的
05
行车荷载的优化设计
行车荷载的合理分布
总结词
优化行车荷载分布是提高桥梁承载能力和安全性的关键。
详细描述
在桥梁设计过程中，应充分考虑不同车辆的重量、尺寸和行驶轨迹，合理分布 行车荷载，避免出现应力集中或过载的情况，确保桥梁的安全性和稳定行车冲击可以降低对桥梁结 构的损伤，提高桥梁的使用寿命。
04
行车荷载对结构的影响
行车荷载引起的振动
振动类型
行车荷载引起的振动包括垂直振动、水平振动和扭转振动。这些 振动会对结构产生疲劳损伤和共振效应。
疲劳损伤
长期受到行车荷载振动的结构会出现疲劳损伤，导致结构强度降低 和寿命缩短。
共振效应
当行车荷载的频率与结构的自振频率相近时，会产生共振效应，放 大振幅，对结构造成严重破坏。
桥面平整度
第二章行车荷载
2.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。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。
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。见课本图2-1 P28
• 3.沥青混合料 • 混合料中的沥青具有依赖于温度和加荷时间的粘一弹性性 状——沥青混合料在荷载作用之下的应变具有随温度和荷 载作用时间而变化的特性。 • 当沥青混合料受力较小，且力的作用时间十分短暂时，处 于弹性状态并兼有弹粘性性质。 • 当沥青混合料受力较大，且力的作用时间较长时，应力— 应变关系呈现出弹性，弹—粘性和弹—粘—塑性等不同性 状。见图2-31 • 应力—应变特性关系：劲度模量St,T表征。见图2-32 • 沥青混合料的劲度模量实质上就是在特定温度与特定加荷 时间条件下的常量参数。
• 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。
二、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 公路是行使的车辆，后轴轴载一般在60~130kN范围内。 • 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。
行车荷载_精品文档
行车荷载汽车是路基路面的服务对象，路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。
汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要成因。
因此，为了保证设计的路基、路面结构达到预计的功能，具有良好的结构性能首先应对行驶的汽车进行分析，包括汽车轮重与轴重的大小与特性；不同车型车轴的布置；设计期限内，汽车轴型的分布以及车辆通行量逐年变化的规律；汽车静态荷载与动态荷载特性比较等。
一、车辆的种类道路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类。
客车又分为小客车、中客车与大客车。
小客车自身重量与满载总重都比较轻，但车速高，一般可达120km/h，有的高档小车可达200km/h以上；中客车一般包括6个座位至20个座位的中型客车；大客车一般是指20个座位以上的大型客车（包括铰接车和双层客车），主要用于长途客运与城市公共交通。
货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。
整车的货厢与汽车发动机为一整体；牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的，牵引车提供动力，牵引后挂的挂车，有时可以拖挂两辆以上的挂车；牵引式半挂车的牵引车与挂车也是分离的，但是通过铰接相互连接，牵引车的后轴也担负部分货车的重量，货车厢的后部有轮轴系统，而前部通过铰接悬挂在牵引车上。
货车总的发展趋向是向大吨位发展，特别是集装箱运输水陆联运业务开展之后，货车最大吨位已超过40—50t,汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准。
在道路上行驶的多种车辆的组合中，重型货车与大客车起决定作用，轻型货车与中、小客车影响很小，有时可以不计。
但是在考虑路面表面特性要求时，如平整性、抗滑性等，以小汽车为主要对象，因为小车的行驶速度高，所以要求在高速行车条件下具有良好的平稳性与安全性。
二、汽车的轴型无论是客车还是货车，车身的全部重力都通过车轴上的轮子传给路面，因此，对于路面结构设计而言，更加重视汽车的轴重。
由于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，为了统一设计标准和便于交通管理，各个国家对于轴重的最大限度均有明确的规定。
路基路面工程-行车荷载的分析
第二章2-1 车辆荷载的分析一、车辆的类型：1.小型客车：包括小卧车、小面包车等，它们的车速高，重量小，总重一般大于12KN，最高车速一般大于100km/h,6m长,2m高,1.8宽.2.大型客车:用于城市交通或城乡运营,有些地方还使用铰接式大客车。
满载重量一般大于100KN,最小车速常不小于60km/h3. 载货汽车:有一般载货汽车、自卸汽车牵引车及被牵引的拖挂车、平板车和集装箱车等。
一般总重为50~150KN,最高车速约为70-80km/h.自卸车总重为150~500KN以上,多用于矿山内部运输及施工工地的材料运输,一般不作长途运输,最高车速约为40-50km/h.牵引车自重约为50KN,被牵引的拖挂车,平板车,集装箱车的最大重量大于1000KN.在路面设计中,一般将特种工程车辆视为载货汽车.在路面结构设计及路基稳定性验算中,主要考虑大型客车及载货汽车的作用。
而在评定路面的表面特性(如平整度,抗滑性)时,应考虑小车高速行驶的安全性和舒适性.变差系数：标准离差与静载的比值。
通常变差系数﹤0.3动荷载与静载的比值称为冲击系数µ，µ常为1.3（在较平整路面上，车速50km/h时）设计时：设计轮载=µ·静轮载二、轮载作用的瞬时性：使路面变形量↓，意味着路面结构的抗变形能力（刚度）和强度↑行车以一定速率行经路面时，路表面上任一点所经受轮载的时间很短，通常只有0.01-0.1秒。
路表面下不同深度处应力持续作用时间稍长些，但仍很短。
见P14如此短的荷载作用时间，使路面结构中的应力来不及传递分布，其变形不会像静载时那样充分。
美国公路工作者协会（AASHO）曾经做过试验发现：不同车速下沥青路面和水泥混凝土路面表面的变形进行过实测，表明：当车速由3.2km/h→56km/h时，柔性路面的总弯沉量f（变形）减少了36-38%；而当车速由3.2km/h→96.7km/h时，刚性路面的板角挠度f和板边应变量ε降低了29%左右。
消防车的行车荷载
消防车的行车荷载消防车那可是个大家伙，它肩负着拯救生命和财产的重任呢！你想想，一旦有火灾发生，消防车就得风风火火地赶过去。
咱先来说说消防车的个头，那可真是高大威猛啊！就像一个力大无穷的勇士，随时准备冲锋陷阵。
这么个大块头在路上跑，那行车荷载能小得了吗？它装着满满的水和各种救援设备，那重量可不是一般车能比的。
消防车在路上行驶的时候，可不能像咱平时开车那样慢悠悠的。
它得争分夺秒，得快速到达现场啊！这就好比是去打仗，时间就是生命啊！要是因为行车荷载的问题在路上耽误了，那后果可不堪设想。
你说消防车这么重，对路面的压力得有多大呀？这就像是一个大力士踩在地上，那地面不得有点反应呀！所以说，咱们的道路也得足够结实，能承受得住消防车的“重压”。
不然，消防车跑着跑着陷进去了，那可咋整？这可不是开玩笑的事儿！而且啊，消防车在行驶过程中还得注意各种情况呢。
万一遇到个小桥啥的，得先看看能不能承受得住它的重量。
要是贸然开上去，桥塌了咋办？这就好比是让一个大胖子去走独木桥，不得小心点嘛！再说说消防车的速度，那可不是一般的快。
这么重的车还能跑得那么快，这得多厉害呀！但这也对行车荷载提出了更高的要求。
要是车的荷载不够，跑着跑着出问题了，那不就耽误事儿了嘛！咱平时在路上看到消防车，可得赶紧让行啊！这可不是闹着玩的，这是在给生命让道呢！你想想，要是因为你不让行，耽误了消防车去救火，那得有多少人受灾啊！这责任咱可担不起呀！消防车的行车荷载，那是关系到无数生命和财产安全的大事儿。
咱们可不能小瞧了它，得重视起来。
就像咱们的生活中，有些看似不起眼的小事儿，其实都有着大意义。
咱们得有那份责任感，去认真对待每一件事情。
所以啊，大家一定要记住，消防车是我们的英雄，它的行车荷载是它能够顺利完成任务的重要保障。
让我们一起为消防车加油，为那些勇敢的消防员们点赞！让我们共同守护我们的家园，让火灾远离我们的生活！。
[2] 行车荷载
![[2] 行车荷载](https://img.taocdn.com/s3/m/482e5e47c850ad02de804199.png)
五、交通分析
路面结构设计中，要考虑设计年限内，车辆对 路面的综合累计损伤作用，必须对现有的交通量、 轴载组成及增长规律进行调查和预估，并通过适 当的方式将它们换算成当量标准轴载的累积作用 次数。
交通量调查，将车辆分成11类：小型货车、中型 货车、大型货车、小型客车、大型客车、拖挂车、 小型拖拉机、大中型拖拉机、自行车、人力车和 畜力车。
不同轴型货车代表车型：
二轴车 三轴车
四轴车
五轴车 六轴车
拖挂车代表车型：
三轴车 五轴车
四轴车 六轴车
2. 交通（轴载）量调查方法
根据实测道路通过轴载次数和重量，获得典型轴载谱。
轴载谱
方法一(以轴型为基础)：
按照不同的轴轮类型把车轴分类(单轴单轮、单轴双轮、双 联轴双轮、三联轴双轮)，然后对所有车轴进行称重调查， 按照轴型归类得到各类轴的轴载谱；
设计车道为道路行车道内承受交通最繁重的一个车道，是整个路面的最不利车道。 初期年平均日货车交通量（双向）乘以方向分配系数和车道分配系数，即为设计 车道的年平均日货车交通量(ADTT)。
2) 以车辆类型为基础进行各种轴型的轴载称重和统计时， 可将2轴6轮及以上车辆分为整车、半挂和多挂3大类， 每类车再按轴数细分，分别按车型称重后得到单轴轴载 谱。
方法(1)的直接对象是轴，适合于对轴型有较好识别能力的 快速自动称重仪器。
方法二（以车辆类型为基础）：
把车辆按照轴型组成和轴数进行分类(如三轴整车、三轴半 挂等)，分别调查各类车辆的通过数，并在各类车辆中抽取 一定数量进行称重调查，再统计得到各类轴的轴载谱。
方法(2)把车辆按照轴型进行分类，调查时统计的是车辆数， 便于识别，适合于人工配合进行的移动或慢速固定设备测 定，并与交通量观测数据协调。
第二章行车荷载分析
第二章行车荷载分析在机械工程领域，行车荷载分析是非常重要的一项工作。
通过对行车荷载的分析，我们可以评估和确定机械设备、车辆或结构的承载能力，并为其设计、优化和改进提供参考。
本文将从行车荷载的定义、分类和计算方法三个方面进行分析，以期帮助读者更好地理解行车荷载分析的基本原理和方法。
首先，行车荷载是指机械设备、车辆或结构在运行过程中所受到的力和力矩的总和。
它通常由外部环境条件、使用条件和负载条件等多个因素共同决定。
在行车荷载的分类中，常见的包括静态荷载和动态荷载两种类型。
静态荷载是指荷载大小和方向在运行过程中保持不变的情况，如自身重力和静止的物体重量。
动态荷载则是指荷载大小、方向和作用点在运行过程中发生变化的情况，如行驶中的冲击、振动和突然停车等。
行车荷载的计算方法根据具体情况而定。
在静态荷载的计算中，我们可以通过求解力的合力和力矩的合力来得到结果。
例如，在计算机械设备在直线行驶时所受到的荷载时，我们可以考虑到重力、摩擦力、外部阻力和惯性力等因素，并进行相应的计算。
而在动态荷载的计算中，由于荷载的大小、方向和作用点会发生变化，我们需要采用更加复杂的方法来分析。
例如，在计算行车机构在行驶过程中所受到的荷载时，我们可以使用动力学分析和动力学模拟的方法，并考虑到速度、加速度、负载的变化等因素。
除了以上的基本原理和方法，行车荷载分析还有一些常见的注意事项。
首先，我们需要根据具体情况确定荷载的作用点和作用方向，并进行相应的计算和分析。
其次，我们需要充分考虑荷载的变化范围和可能的极端情况，并进行相应的安全系数设计。
最后，在进行行车荷载分析时，我们还需要选择合适的工具和软件，并遵循相应的标准和规范，以保证结果的准确性和可靠性。
综上所述，行车荷载分析是机械工程领域中一项非常重要的工作。
通过对行车荷载的分析，我们可以评估和确定机械设备、车辆或结构的承载能力，并为其设计、优化和改进提供参考。
通过本文的介绍，希望读者能够更好地理解行车荷载分析的基本原理和方法，并在实际工作中能够灵活运用。
行车荷载分析
道路上主要作用的荷载是？
述
汽车----是路面的主要荷载对象，路面结构损坏、路基失稳
的主要因素，汽车车辆主要分为客车和货车两大
类。 导致路面破坏破坏的因素有哪些？ 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。
本章要了解的内容？
1、车辆的类型、轴型及标准荷载。 2、车辆对路面的作用力。
1、定义：静止状态的汽车对道路的作用，称为静力作用，其大小主要
取决于车轮总重。 2、影响因素：
1）汽车轮胎的内压力。 2）轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状。 3）轮载的大小。 3、半径：轮胎与路面的接触形状近似于椭圆，且a、b差别不大。路面 设计中，以圆形表示。
二、汽车对道路的静态压力
1.汽车处于停驻状态下—静态压力。
2、交通量和轴载谱。
2.1 车辆的类型和轴型
一、车辆的类型 小型客车
包括小卧车、面包车。车速高（>100km/h）、空车、满载重量小， (>1.2吨)。
大型客车
包括城乡客车。车速不小于60km/h、满载重量>10吨。
载货汽车
包括载货汽车、自卸车、牵引车、拖车、平板车、集装箱车。 1、载货汽车，车速70-80km/h、满载重量为5-15吨。 2、自卸车满载重量为15-50吨，矿山、材料运输，车速40-50km/h 3、牵引车自重5吨，可牵引100吨以上的重量。
根据汽车行使条件可知，水平力的最大值不能超过垂直力 与路面车轮间的摩擦系数的乘积。该值在汽车紧急制动和启动 时为最大，可达到竖直力的75~80%。水平力的作用沿深度消失 的很快，一般破坏现象都发生在路面表层，所以提高路面材料 的抗剪强度才能消除它对路面表层的破坏作用。
行车荷载分析资料课件
生态保护
在道路和桥梁建设中注重生态保护，减少对自然环境 的破坏，实现绿色发展。
新型材料的应用
高性能材料
应用新型的高性能材料，如碳纤维复合材料、高强度 钢材等，提高道路和桥梁的承载能力和耐久性。
智能材料
利用智能材料，如形状记忆合金、压电陶瓷等，实现道 路和桥梁的自适应调节和智能化控制。
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此外，还需要考虑风载、地震等自然因素对桥梁的影响，以确保桥梁的 安全性和稳定性。
城市道路的行车荷载分析
城市道路的行车荷载分析是城市道路设计中的重要环节，通过对实际车辆的重量、 速度和分布情况进行统计分析，确定城市道路所承受的荷载。
在进行城市道路的行车荷载分析时，需要考虑不同车型的重量、速度和轴载分布， 以及城市道路的车流量变化情况。
此外，还需要考虑铁路轨道的特点，如 曲线、坡道等，对行车荷载的影响，以
确保铁路轨道的安全性和稳定性。
04 行车荷载对结构的影响
疲劳损伤
疲劳损伤是由于车辆反复行驶对道路或桥梁产生的压力和振动，经过长时间累积 导致结构材料出现微小裂纹或断裂的现象。
行车荷载的反复作用会使道路或桥梁的表面材料逐渐产生裂纹，随着时间的推移 ，这些裂纹会逐渐扩展，最终导致结构材料的断裂。疲劳损伤是行车荷载对结构 造成的主要影响之一，它不仅会影响结构的承载能力，还可能引发安全事故。
02 行车荷载分析方法
静态分析法
总结词
通过假定道路结构各层间无相互作用，对道路结构进行静力平衡分析。
详细描述
静态分析法是一种传统的道路结构分析方法，它基于静力平衡原理，通过假定道路结构各层间无相互 作用，对道路结构的应力和变形进行计算。该方法适用于道路结构的初步设计和可行性研究阶段，能 够提供较为粗略的应力、应变分布情况。
第九章 行车荷载、环境因素
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
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
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
汽车的轴型
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
汽车的轴型
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
汽车的轴型
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衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
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，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。 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。
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
行车荷载
汽车的轮压与压圆
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： 双圆荷载的当量圆半径δ：
单圆荷载的当量圆直径D：
Quzhou College
衢州学院
第8章 行车荷载、环境因素
运动车辆对路面的作用
运动车辆对路面的作用
动载特性：
轴载变化的变异系数影响因素： 1)行车速度：车速越高，变异 系数越大； 2)路面的平整度：平整度越差， 变异系数越大； 3)车辆的振动特性：轮胎的刚 度低，减振装置的效果越好，变 异系数越小。
第2章 行车荷载分析
路面深度
轮胎对道路的动态影响—瞬时性 轮胎对道路的动态影响 瞬时性 动荷载作用下路面 变形量的减小，主 要是因为材料的粘 材料的粘 弹性因素而产生的 材料阻尼作用，也 材料阻尼作用 可理解为路面结构 刚度的相对提高， 或是路面结构强度 的相对增大。
非机动车和2轴4轮小型货车小型客车拖拉机对路面结构损坏作用极为轻微可忽略不计路面结构设计时的交通量统计应该从交通总量中将这些车辆扣除土木工程系departmentcivilengineering交通的统计与分析调查所得为初始年的平均日交通量要确定路面设计年限内的总交通量还需预估该年限内交通的发展
导言
第二章
行车荷载分析
刘红坡 （lhp0301@） ）
明德至诚
博学远志
第二章 行车荷载分析
1 1
车辆的类型和轮轴组合
2 3 4
静态车辆对道路的作用
运动车辆对道路的动态影响
交通量调查与分析
土木工程系
Department of Civil Engineering
一、车辆的种类及轮轴
道路上通行的车辆主要分为客车 货车 客车与货车 客车 货车两大类。 客车：小客车、中客车、大客车
土木工程系 Department of Civil Engineering
轮胎对道路的水平力 在行驶过程中，车轮受到路面给它的滚动摩擦阻力， 路面也相应地受到一向后的水平力。其大小： T1=f P f =0.01-0.02（平整的AC、CPC路面） f=0.04-0.05（有裂缝的AC、CPC路面） 车辆制动或加速驱动时，作用在路面上的水平力： T2=Φ P Φ——是滑动摩阻系数，与路面的干湿和粗糙状态有 关，值在0.3-1.0之间。 T2远大于T1，所以在经常启动、制动路段，设计时必 在经常启动、制动路段， 须考虑轮胎给道路的水平力。 须考虑轮胎给道路的水平力
标准车辆荷载
标准车辆荷载
标准车辆荷载是指车辆能够正常运行所能承载的最大重量。
对于不同类型的车辆，标准车辆荷载有所不同。
例如，轿车的标准车辆荷载主要由车辆的结构和动力系统决定，一般在1000
千克左右；货车的标准车辆荷载则会更大，一般在几吨到几十吨不等。
标准车辆荷载的确定要考虑到车辆的安全性、稳定性和性能等因素，以确保车辆能够安全运行并满足实际使用需求。
在日常使用车辆时，司机和车主需要遵守和控制标准车辆荷载，不超过或低于车辆的最大承载能力，以确保行车安全。
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第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质第一节行车荷载汽车是路基路面的服务对象，路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。
而其中汽车荷载是造成路基路面结构损伤的主要成因。
一．车辆的种类道路上通行的汽车车辆主要分为客车和货车两大类。
其中：客车：小客车、中客车、大客车货车：整车、牵引式挂车、牵引术半挂车汽车的总荷载通过车辆与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴载作为荷载的标准。
二. 汽车的轴型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。
整车客货车：1.前轴：两个单轮组成的单轴约占1/3/。
极少数为双轴单轮约占1/2。
2.后轴：有单轴、双轴、三轴类型。
大部分为双轴双轮。
三．汽车对道路的静态压力1.定义：汽车在道路上行驶可分为停驻状态和行驶状态。
当汽车处于停住状态时，对路面的作用为静态压力主要是由轮胎传给路面的垂直压力p，它的大小受下述因素的影响。
2.影响因素：a．汽车轮胎的内力pi；b.轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形态；c.轮载的大小。
3.半径：轮胎与路面的接触形状近似于椭圆，且a、b差别不大。
路面设计中以圆表示。
四.运动车辆对道路的动态影响因为路面不平整车身震动，车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，轮载成动态波动。
行车荷载的重复作用：弹性材料：疲劳性质弹塑性材料：变形累积五．交通分析1.交通量：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。
对于路面结构设计不仅要求收集交通总量，还必须区分不同车型2.轮载的组成和等效换算：标准：双轮组单轴载100KN作为标准轮载。
等效原则换算：某一种路面结构在不同荷载的作用下达到相同的破坏程度为根据的。
第二节环境因素影响直接暴露于空气中，受温度、湿度影响大。
温度的影响作用1.影响机理路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部的温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩。
由于温度和湿度在路基路面结构内部的变化沿深度方向是不均匀的，所以不同深度处胀缩的变化也是不同的。
当这种不均匀胀缩受到某种原因的约束而不能实现时，路基路面结构内部就会产生附加应力，即温度应力和湿度应力，进而对路基路面产生破坏。
2.影响温度变化的因素内部：路面各结构层材料的热物理参数，如热传导率、热容量、对辐射热的吸收能力等；外部：主要是气象条件：如太阳辐射、气温、风速、降水、蒸发量等。
温度对路基的影响：北方——冻胀翻浆南方——雨季积水湿软路基湿度的影响作用1.对路基的影响冻胀翻浆（与温度作用共同进行）过大的湿度直接降低路基土的强度和稳定性2.做好路基路面排水的重要性第三节土基的力学强度特性一．路基受力状况路基承受路基自重和汽车两种荷载。
在路基上部靠近路面结构的一定深度内，路基土主要承受车辆荷载的影响。
正确的设计应保证路基所受的力在路基弹性限度以内，当车辆驶过后，路基能立即恢复原状，以保证路基的相对稳定，路面不致引起破坏。
路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力σz的近似计算：σz ＝kp/Z2路基土本身自重在路基内深度为Z处所引起的垂直应力σB ：σB ＝γZ路基内任一点垂直应力包括由车轮引起σz的和由土基自重引起的σB两者共同作用。
二．路基工作区概念：在路基某一深度处，当车轮荷载引起的垂直应力σz与路基土自重引起的垂直应力σB相比所占比例很小，仅为1/10～1/5时，该深度Zα范围内的路基称为路基工作区。
在工作区范围内的路基，对于支承路面结构和车轮荷载影响较大，在工作区范围以外的路基，影响逐渐减小。
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。
土基土的组成包括固相、液相和气相三部分（三相体）。
土基的应力应变关系除了出现非线性特性以外，还表现出塑性性质。
即当荷载完全卸除时，变形不会全部恢复。
（残余变形或塑性变形）路基土在车轮荷载作用下产生的应变，不仅与荷载应力的大小有关系，而且与荷载作用持续的时间有关系。
加载初期，变形量随荷载持续时间的延长而增大，以后逐渐趋向稳定。
表现出流变特性，主要与塑性应变有关。
四．重复荷载对路基土的影响重复荷载对土基的影响主要体现在塑性变形累积，主要取决于：1.土的性质（类型）和状态（含水率、密实度、结构状态）2.重复荷载的大小，以重复荷载同一次静载下达到的极限强度之比来表示，称为相对荷载3.荷载作用的性质，即重复荷载的施加速度、每次作用的持续时间及重复作用的频率。
第四节．土基的承载能力路基的承载力都用一定应力级位下的抗变形能力来表征，主要参数为E、K、CBR 一．土基回弹模量以回弹模量表征土基的承载能力，可以反映土基在瞬间荷载作用下的可恢复变形性质，因而可以应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的关系。
以回弹模量作为表征土基承载能力的参数，可以在弹性理论为基本体系的各种设计方法中得到应用。
柔性承载板与刚性承载板刚性承载板用于土基回弹模量的测试。
二．地基反应模量用温克勒地基模型描述土基工作状态时。
用地基反应模量表征土基的承载能力。
温克勒地基的假定：土基顶面任意一点的弯沉l，仅同作用于该点的垂直压力p成正比，而同其它相邻点处的压力无关。
三．加州承载比1.加州承载比是早年由美国加利福尼亚州提出的一种评定土基及路面材料承载能力的指标。
承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。
2.CBR值的室内测试及现场测试。
3.室内要按施工现场的含水量和压实度成型圆柱形标准试件，在加载前要浸水4d。
4.室外测试结果受现场含水量和压实均匀性的影响，必须加以修正。
第五节．路基的变形、破坏及防治一．路基的主要病害有以下几种：1.路基沉陷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二．路基病害防治为了提高路基的稳定性，防治各种病害的发生，主要有一些措施：1.正确设计路基横断面2.选择良好的路基用土填筑路基，必要时对路基上层填土作稳定处理。
3.采取正确的天筑方法，充分压实路基，保证达到规定的压实度。
4.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路基工作区范围。
5.必要时设置隔离层隔绝毛细水上升，设置隔温层减少路基冰冻深度和水分积累，设置砂垫层以疏干土基。
6.正确进行排水设计7.采取边坡加固、修筑挡土墙、土体加筋等防护技术措施，以提高其整体稳定性。
第六节．路面材料的力学强度特性路面材料按形态和成型性质分为三类：1.颗粒型材料及块料：密实型2.沥青结合料类：嵌挤型3.无机结合料类：稳定型力学强度特性1.抗剪强度：路面结构层因抗剪强度不足而导致的破坏有三种情况：（1）路面结构层厚度较薄，总体刚度不足，车轮荷载通过薄层结构传递给土基的剪应力过大，导致路基路面整体结构发生剪切破坏；（2）无结合料的粒料基层因层位不合理，内部剪应力过大而引起部分结构层产生剪切破坏；（3）面层材料的抗剪强度过低，在受到较大水平力作用时，面层材料产生纵向或横向推移等各种剪切破坏。
2.抗拉强度沥青路面、水泥混凝土路面及各种半刚性基层在气温骤降时产生收缩（温缩），水泥混凝土路面和各种半刚性基层在大气湿度发生变化时，产生明显的干缩，这些收缩变形受到约束阻力时，将在结构层内产生拉力，当材料的抗拉强度不足以抵抗上述拉应力时，路面结构会产生拉伸断裂。
抗拉强度可由直接拉伸或间接拉伸试验确定。
直接拉伸试验间接拉伸试验：通常采用劈裂试验。
3.抗弯拉强度用水泥混凝土、沥青混合料以及半刚性路面材料修筑的结构层，在车轮荷载作用下，处于受弯曲工作状态。
有车轮荷载引起的弯拉应力超过材料的抗弯拉强度时，材料会产生弯曲断裂。
弯拉强度大多采用简支小梁试验进行评定。
4.应力——应变特性a.无结合料的碎石、砾石材料无法通过成型试件测试应力－应变特性，可用三轴压缩试验结果来反映。
其表现出明显的非线性特征。
b. 水泥混凝土的抗压强度和抗压弹性模量采用棱柱体的单轴加压进行测试。
c.无机结合料宜采用三轴压缩试验测定其应力—应变特性关系。
结果也呈现出非线性特征。
d.沥青混合料的应力－应变特性测试也相同。
在低温下，可采用单轴试验或小梁试验，在高温下，可用三轴压缩试验测定。
由于沥青混合料中的结合料—沥青具有依赖于温度和加荷时间的粘—弹性性状，所以不能用一个常量弹性模量来表征沥青混合料的引力—应变特性关系第七节.路面材料的累积变形与疲劳特性由于重复荷载引起的路面结构破坏极限状态，不同于最大极限荷载引起的破坏极限状态。
重复荷载作用下出现的破坏极限状态主要有两种：1.路面材料处于弹塑性工作状态，则重复荷载作用将引起塑性变形的积累，超过一定限度时，路面使用功能将下降至允许限度以下。
2.路面材料处于弹性工作状态重复荷载导致材料内部产生微量损伤，累积到一定程度后，路面结构发生疲劳断裂。
一．累积变形路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形积累而产生的沉陷或车辙，是路面结构主要的病害。
这种永久性的变形是路基路面各结构层材料变形的综合。
1.碎、砾石混合料2.沥青混合料二．疲劳特性材料在经受重复荷载作用后其强度的降低行为称之为疲劳。
材料在经受低于其一次作用下的极限应力值的重复荷载作用下会出现破坏，这种破坏称之为破坏疲劳。
疲劳极限：在应力作用一定次数后，材料的疲劳强度不再下降而趋于稳定，这稳定值称为疲劳极限。