路面设计参数荷载
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力学-经验法
交通
环境
路基
材料性质
设计可靠度
初拟路面结构 损坏分析
疲劳
永久变形
温度裂缝 反射裂缝 其它类型
相应的损坏标准 选定路面结构和材料
外在设计参数
路基 交通荷载 环境因素
车辆荷载
车辆荷载是造成路面结构损伤的主要原因，也是 影响路面使用寿命的关键因素之一。 汽车的总重力通过车轴与车轮传递给路面，所以 路面结构设计主要以轴载作为荷载标准，影响路 面结构设计的车辆荷载作用参数则是标准轴载的 累计作用次数。
车轴和wk.baidu.com胎的配置
车轴和轮胎的配置
轮胎压力
轮胎压力：现代车辆的车轮采用充气轮胎，轮胎 的充气压力称为轮胎压力。 接触面积：充气轮胎在荷载作用下会产生压缩变 形，由车轮传给路面的荷载分布在一定的面积上。
轮胎压力
在结构相同的刚性路面中，轮胎压力增加70kPa， 则需增加板厚约0.5cm。主轮轴型式对道面厚度 影响较大，在相同荷载条件下，路面厚度随轮胎 压力增大而增大，随主轮轴轮数增多而减小。 在沥青路面中，垂直应力的大小取决于荷载轮胎 压力的大小。
作用在路面上的动荷载
当车轮通过路面不平整处时将产生冲击作用，冲 击作用增大了车辆荷载对路面的作用效果。 冲击作用的大小与路面的平整状况及车辆运动速 度有关。路面越不平整，冲击作用越大，因此， 对路面的平整度应该有严格的要求。
车轮轮迹横向分布
车辆在路面上行驶时，轮迹的横向分布是不均匀 的。 车轮的轮迹在横断面中心线附近一定范围内左右 摆动，按一定规律分布在车道横断面上。
车轮轮迹横向分布
轮迹横向分布系数：对于路面横断面上某一宽度 （如轮迹宽度）范围内的频率，即该宽度范围内 所受到的车辆作用次数与通过该横断面总作用次 数的比值。
车辆轮迹横向分布影响因素
车辆类型、主轮轴数量、主轮轴间距及其车轮数 量、轮胎宽度。 路面宽度和车道宽度、交通组织管理方式、交通 密度和交通组成。 路肩、行驶速度、驾驶员心理及驾驶习惯。
不同的标准轴载对最终的路面结构并无多大的影 响。 采用较大的标准轴载，可以大大降低累计当量轴 次，便于设计和计算。
四、轴载换算基本原则
不同轴载在同一路面结构上重复作用不同次数后， 使路表弯沉值或层底拉应力达到同一极限状态。 对某一交通组成，不论以何种轴载标准进行换算， 由换算所得当量轴次计算的路面厚度是相同的。
作用在路面上的水平力
车辆运动时车轮与路面之间的摩擦力引起水平荷 载，车轮经过路面不平整处因撞击也会引起水平 荷载，车轮制动过程中产生水平荷载，车辆行驶 过程中急转弯时由于存在侧向摩擦力而产生水平 荷载。
作用在路面上的水平力
作用在路面上的水平荷载的作用时间是很短的， 水平荷载引起的水平应力随深度增大而迅速减弱。 对于沥青路面，过大的水平应力能够引起路面面 层产生波浪、拥包和剪切破坏。
标准轴载
路面结构设计指标：设计弯沉和容许拉应力。 设计弯沉：保证路面的整体承载力。 容许拉应力：防止各结构层疲劳开裂。
标准轴载
设计弯沉计算公式是建立在大规模的道路交通量 调查和路面状况评定基础上的。 容许拉应力计算公式则需要大量的材料疲劳试验 结果。 车辆重型化、轴载增大——提高标准轴载。
标准轴载的选用
国外轴载换算
等效换算法：先把各级轴载的作用次数换算成标 准轴载的作用次数（即当量轴次），而后计算其 疲劳损耗。 Miner定律：分别计算各级轴载的疲劳损耗，然 后按线性迭加原理确定总的疲劳消耗。
五、我国沥青路面设计规范
沥青路面的破坏以疲劳损坏为标准，并以累积当 量轴次来反映路面结构和材料的疲劳特征。 对于路面上复杂多变的荷载（大小、频率和分 布），需按等效原则进行轴载换算，以此来确定 当量轴次。
二、交通组成
客车：小客车、中客车与大客车。 货车：整车、牵引式拖车和牵引式半拖车。 按轴型可分为：二轴车、三轴车、四轴车、五轴 车、六轴车。
车轴和轮胎的配置
车辆的全部质量都是通过车轮传给路面的，车辆 停放在路面上时，车轮传给路面的荷载是静荷载， 静荷载的大小与车辆总质量及轮轴的形式有关。 轴载的大小直接关系到路面结构的设计承载力和 强度。
轴载 换算方法
以弯沉为指标的等效轴载换算 以拉应力为指标的等效轴载换算 车辙等效的轴载换算
车辙等效的轴载换算方法
以车辙为设计指标用于控制沥青面层的高 温车辙时，应建立适用于车辙指标的轴载 换算公式。
轴载换算方法
AASHTO柔性路面当量轴载 四次幂法则 预估累积轴载作用次数（ESAL） 我国的当量轴载换算体系
车辆轮迹横向分布
轮迹横向分布系数
车道系数
不同车道数的车辆横向分布峰值百分率与单车道 时的车辆横向分布峰值百分率之比值，标准车辆 轮迹横向分布的性状。
三、标准轴载
标准轴载的选定：作用于道路上的车辆荷载复杂 多变，由于轴载的不同，对路面的损伤程度是不 同的，轴载等效换算时首先应确定标准轴载。
国外标准轴载的选定
交通参数
交通量 交通组成 标准轴载 轴载换算
一、交通量
交通量：一定时间间隔内各类车辆驶经某 道路横断面的数量。 间隙式观测、连续式观测。
交通量
路面结构设计所依据的是车道交通量，可以通过 对行车道交通量乘以方向系数和车道系数后得到 的。 方向系数：一个行车方向的交通量占行车道交通 量的比例。 车道系数：行车道的交通量除以该方向的交通量。
存在的问题
轴载换算方法不适用重轴载 尚未建立以车辙为指标的轴载换算公式 没有考虑季节、温度对轴载换算的影响 应用交通量增长率不能正确的估算累计当量轴次 车辆荷载视为静荷载或近似等效静荷载
存在的问题
由于车辆速度的提高和车辆载重的增大，使车辆 在运动状态下由于振动所引起的惯性荷载和冲击 荷载会大大增加。
美国AASHTO设计法、SHELL设计法、AI设计法 和比利时设计法，均采用82KN或80KN的标准轴 载。 日本设计法采用100KN的标准轴载。 苏联设计法采用计算轴载的概念，没有采用标准 轴载。
我国标准轴载的选定
以解放CA10B为标准车，当重型车辆较多时，以 黄河JN150为标准车。 1986年以后，采用标准轴载，BZZ-100和BZZ-60， 根据道路等级选用标准轴载。 1997年，统一采用BZZ-100的标准轴载。
交通
环境
路基
材料性质
设计可靠度
初拟路面结构 损坏分析
疲劳
永久变形
温度裂缝 反射裂缝 其它类型
相应的损坏标准 选定路面结构和材料
外在设计参数
路基 交通荷载 环境因素
车辆荷载
车辆荷载是造成路面结构损伤的主要原因，也是 影响路面使用寿命的关键因素之一。 汽车的总重力通过车轴与车轮传递给路面，所以 路面结构设计主要以轴载作为荷载标准，影响路 面结构设计的车辆荷载作用参数则是标准轴载的 累计作用次数。
车轴和wk.baidu.com胎的配置
车轴和轮胎的配置
轮胎压力
轮胎压力：现代车辆的车轮采用充气轮胎，轮胎 的充气压力称为轮胎压力。 接触面积：充气轮胎在荷载作用下会产生压缩变 形，由车轮传给路面的荷载分布在一定的面积上。
轮胎压力
在结构相同的刚性路面中，轮胎压力增加70kPa， 则需增加板厚约0.5cm。主轮轴型式对道面厚度 影响较大，在相同荷载条件下，路面厚度随轮胎 压力增大而增大，随主轮轴轮数增多而减小。 在沥青路面中，垂直应力的大小取决于荷载轮胎 压力的大小。
作用在路面上的动荷载
当车轮通过路面不平整处时将产生冲击作用，冲 击作用增大了车辆荷载对路面的作用效果。 冲击作用的大小与路面的平整状况及车辆运动速 度有关。路面越不平整，冲击作用越大，因此， 对路面的平整度应该有严格的要求。
车轮轮迹横向分布
车辆在路面上行驶时，轮迹的横向分布是不均匀 的。 车轮的轮迹在横断面中心线附近一定范围内左右 摆动，按一定规律分布在车道横断面上。
车轮轮迹横向分布
轮迹横向分布系数：对于路面横断面上某一宽度 （如轮迹宽度）范围内的频率，即该宽度范围内 所受到的车辆作用次数与通过该横断面总作用次 数的比值。
车辆轮迹横向分布影响因素
车辆类型、主轮轴数量、主轮轴间距及其车轮数 量、轮胎宽度。 路面宽度和车道宽度、交通组织管理方式、交通 密度和交通组成。 路肩、行驶速度、驾驶员心理及驾驶习惯。
不同的标准轴载对最终的路面结构并无多大的影 响。 采用较大的标准轴载，可以大大降低累计当量轴 次，便于设计和计算。
四、轴载换算基本原则
不同轴载在同一路面结构上重复作用不同次数后， 使路表弯沉值或层底拉应力达到同一极限状态。 对某一交通组成，不论以何种轴载标准进行换算， 由换算所得当量轴次计算的路面厚度是相同的。
作用在路面上的水平力
车辆运动时车轮与路面之间的摩擦力引起水平荷 载，车轮经过路面不平整处因撞击也会引起水平 荷载，车轮制动过程中产生水平荷载，车辆行驶 过程中急转弯时由于存在侧向摩擦力而产生水平 荷载。
作用在路面上的水平力
作用在路面上的水平荷载的作用时间是很短的， 水平荷载引起的水平应力随深度增大而迅速减弱。 对于沥青路面，过大的水平应力能够引起路面面 层产生波浪、拥包和剪切破坏。
标准轴载
路面结构设计指标：设计弯沉和容许拉应力。 设计弯沉：保证路面的整体承载力。 容许拉应力：防止各结构层疲劳开裂。
标准轴载
设计弯沉计算公式是建立在大规模的道路交通量 调查和路面状况评定基础上的。 容许拉应力计算公式则需要大量的材料疲劳试验 结果。 车辆重型化、轴载增大——提高标准轴载。
标准轴载的选用
国外轴载换算
等效换算法：先把各级轴载的作用次数换算成标 准轴载的作用次数（即当量轴次），而后计算其 疲劳损耗。 Miner定律：分别计算各级轴载的疲劳损耗，然 后按线性迭加原理确定总的疲劳消耗。
五、我国沥青路面设计规范
沥青路面的破坏以疲劳损坏为标准，并以累积当 量轴次来反映路面结构和材料的疲劳特征。 对于路面上复杂多变的荷载（大小、频率和分 布），需按等效原则进行轴载换算，以此来确定 当量轴次。
二、交通组成
客车：小客车、中客车与大客车。 货车：整车、牵引式拖车和牵引式半拖车。 按轴型可分为：二轴车、三轴车、四轴车、五轴 车、六轴车。
车轴和轮胎的配置
车辆的全部质量都是通过车轮传给路面的，车辆 停放在路面上时，车轮传给路面的荷载是静荷载， 静荷载的大小与车辆总质量及轮轴的形式有关。 轴载的大小直接关系到路面结构的设计承载力和 强度。
轴载 换算方法
以弯沉为指标的等效轴载换算 以拉应力为指标的等效轴载换算 车辙等效的轴载换算
车辙等效的轴载换算方法
以车辙为设计指标用于控制沥青面层的高 温车辙时，应建立适用于车辙指标的轴载 换算公式。
轴载换算方法
AASHTO柔性路面当量轴载 四次幂法则 预估累积轴载作用次数（ESAL） 我国的当量轴载换算体系
车辆轮迹横向分布
轮迹横向分布系数
车道系数
不同车道数的车辆横向分布峰值百分率与单车道 时的车辆横向分布峰值百分率之比值，标准车辆 轮迹横向分布的性状。
三、标准轴载
标准轴载的选定：作用于道路上的车辆荷载复杂 多变，由于轴载的不同，对路面的损伤程度是不 同的，轴载等效换算时首先应确定标准轴载。
国外标准轴载的选定
交通参数
交通量 交通组成 标准轴载 轴载换算
一、交通量
交通量：一定时间间隔内各类车辆驶经某 道路横断面的数量。 间隙式观测、连续式观测。
交通量
路面结构设计所依据的是车道交通量，可以通过 对行车道交通量乘以方向系数和车道系数后得到 的。 方向系数：一个行车方向的交通量占行车道交通 量的比例。 车道系数：行车道的交通量除以该方向的交通量。
存在的问题
轴载换算方法不适用重轴载 尚未建立以车辙为指标的轴载换算公式 没有考虑季节、温度对轴载换算的影响 应用交通量增长率不能正确的估算累计当量轴次 车辆荷载视为静荷载或近似等效静荷载
存在的问题
由于车辆速度的提高和车辆载重的增大，使车辆 在运动状态下由于振动所引起的惯性荷载和冲击 荷载会大大增加。
美国AASHTO设计法、SHELL设计法、AI设计法 和比利时设计法，均采用82KN或80KN的标准轴 载。 日本设计法采用100KN的标准轴载。 苏联设计法采用计算轴载的概念，没有采用标准 轴载。
我国标准轴载的选定
以解放CA10B为标准车，当重型车辆较多时，以 黄河JN150为标准车。 1986年以后，采用标准轴载，BZZ-100和BZZ-60， 根据道路等级选用标准轴载。 1997年，统一采用BZZ-100的标准轴载。