06交通荷载及路面设计参数
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沥青混凝土路面车道系数
水泥混凝土路面轮迹横向分布系数
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第二节 标准轴载及轴载换算
核心内容
交通量
标准轴载
轴载换算 累计标准轴载作用次数
标准轴载作用次数的调查与分析
轴载换算系数公式：
Ns Pi n i ( ) Ni Ps
3）瞬时作用及重复：
路面点的车轮作用时间约为0.01~0.10s，结构变形来不及呈 现，瞬时作用利于结构，但多次重复作用又易使其疲劳。
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
4、运动车辆对道路的动态影响
5、交通分析
3）车辆荷载的轮迹横向分布
图2-7 轮迹横向分布频率曲线 （单向行驶一个车道）
图2-8 轮迹横向分布频率曲线 （混合行驶双车道）
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
3）车辆荷载的轮迹横向分布
U1.1
U1.2 S1.1.1
半挂类 SemiTractor Trailor
S1.1.2 S1.2.2 S1.2.3
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
2）轴载谱
我国常用的汽车的路面设计参数
标准轴载（Equivalent Single Axle Load-ESAL）
根据实际选定的一种代表车型，中国为单轴双轮，称为
BZZ-100，轴重100kN。美国为单轴双轮，轴重80kN
标准轴载要求
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。
School of Transportation Southeast University，China
4、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。
V P P P P
Q
a) b) c)
Q
d)
图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平压力 a)停驻；b)启动、一般行驶、加速；c)减速、制动；d)转向
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
内面胶
Inner Liner
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
3、汽车对道路的静态压力
荷载圆半径和直径
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：
a)双圆荷载的当量圆半径δ：
P
p
8P b)单圆荷载的当量圆直径D： D 2d p
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
车辆的种类
汽车的轴型
汽车对道路的静态压力 运动车辆对道路的动态影响
交通分析
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第一节 交通荷载及其对路面的作用
交通荷载
汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面
0.40～0.65
0.60～0.70
——
——
0.10～0.50
0.35～0.55
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
4、运动车辆对道路的动态影响
水泥混凝土路面在移动荷载作用下的响应
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
1、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； 货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。 汽车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车
轮，最终由轮胎传递到路面，因此，路面结构设计主要 以轴重或者轮压来进行控制。
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标准车
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5、交通分析
2）轴载谱
轴载谱：不同轴载在道路上的比例关系
轴载谱
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
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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：不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
总轴载作用按一定规律分布于车道横断面的现象称为轮迹横向分布，车道 综合累计需考虑。
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
序号 整 车 类 1 2 3 半 挂 类 4 5 6 轴型分布
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。表6-3
汽车及挂车单轴的最大允许轴载的最大限制 单位：Kg
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
4、运动车辆对道路的动态影响
1）水平力：
行车安全要求 qmax≤ p⋅ ，其中 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。
2）振动力：
振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计路面时， 应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。
按轴型分类的车辆类别
代表车型 跃进、解放、东风等 黄河、罗曼、斯太尔等 大通、交通、太脱拉等 解放、东风等国产牵引 车
代号 U1.1 U1.1 U1.2 S1.1.1 S1.1.2 S1.2.2 S1.2.3 ≥S1.2.3
中型货车 (载重2.5~10T)
重型货车 (载重>10T) 3轴半挂车 4轴半挂车 5轴半挂车 >=6轴半挂车
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、标准轴载
几个概念
超载运输是车辆所装载货物超过车辆额定载货质量。
超限运输指被运输的设备、构件或货物，其外形尺寸、
高度、重量、长度超过了交通部门所规定的范围 。
超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响，
超载且超限的车辆对路面的使用寿命有很大的影响，有 的甚至超过路面或桥梁结构的极限承载力，使路面结构 出现结构性破坏、使桥梁结构出现整体破坏、产生严重 的安全事故。
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1、交通量
年平均日交通量(AADT)
交通量是指在单位时间内，通过道路某一断面的交通实体数。 我国的《公路工程技术标准》（JTG B01）确定道路等级时规
定的标准车是小客车，即将混合交通量换算成为以小客车为标 准的交通当量。
第六章
交通荷载及路面设计参数
Baidu Nhomakorabea
主要内容
第一节
第二节 第三节
交通荷载及其对路面的作用
标准轴载及轴载换算 路面材料设计参数
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第一节 交通荷载及其对路面的作用
核心内容
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、汽车的轴型
汽车的轴型简化图
图2-1 不同轴型的货车示意图
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、汽车的轴型
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
路表与车轮的附着系数 表2-2 纵向滑移路面附着系数
车速（km/h） 路面状况 路面类型 12 碎石 干燥 沥青混凝土 水泥混凝土 碎石 —— 0.70～1.00 0.70～0.85 —— 32 0.60 —— —— 0.40 64 —— 0.50～0.65 0.60～0.80 ——
潮湿
沥青混凝土
水泥混凝土
结构损伤的主要原因；
它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载；
汽车荷载的特性包括：
汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的布置、汽车轴载 的时间分布特性、汽车静态与动态荷载特性等。
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
4、运动车辆对道路的动态影响
车速与路面变形的关系 轴载的动态波动
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
交通量调查与分析：调查内容包括交通总量、车型分布、轴型轴载、
初始年平均日交通量
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、标准轴载
选用标准轴载的原因
作用在路面的设计荷载千变万化，一般选用一种轴载作
为路面结构设计的标准轴载，其他各种轴载按照一定原 则换算成标准轴载。
2、汽车的轴型
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。
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
3、汽车对道路的静态压力
汽车的轮压与压圆
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、汽车的轴型
轴载－－轴型分布
单轴单轮
单轴双轮
双轴单轮
双轴双轮
多轴多轮
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、汽车的轴型
汽车的轴型
School of Transportation Southeast University，China
实载率等，有的还调查轴载谱；分析主要是确定交通量年平均增长率，并 求算获得设计年限内累计交通量。对路面而言，主要是轴重。
轴载组成与轴载换算：不同轴载的作用次数的频率组成即为轴载谱，
各不同轴载应根据某一指标按其对路面结构的损伤作用的等效性换算成其 它轴载的作用次数，从而可使用标准轴载来综合累计。
2）轮迹横向分布：
P P D P
路面
D
胎面胶
Tread Rubber
a)
胎边胶
Sidewall Rubber
P
P 路面 P
d
1.5 d
胎肩垫胶
d P
Shoulder Rubber
钢丝带束 钢丝环带
Steel Belt
胎体钢 丝层
Carrass 胎唇钢丝 Bead Wire
d
d
三角胶
Bead Filler
b) 图2-2 车轮荷载计算图式 a) 单圆图式； b)双圆图式 School of Transportation Southeast University ， China
斯堪尼亚、沃尔沃、斯 太尔等进口牵引车或红 岩、黄河等引进技术生 产的牵引车
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
轴型分类及代号
各类轴型示意图
轴型示意图
整车类 Single Unit Truck
水泥混凝土路面轮迹横向分布系数
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第二节 标准轴载及轴载换算
核心内容
交通量
标准轴载
轴载换算 累计标准轴载作用次数
标准轴载作用次数的调查与分析
轴载换算系数公式：
Ns Pi n i ( ) Ni Ps
3）瞬时作用及重复：
路面点的车轮作用时间约为0.01~0.10s，结构变形来不及呈 现，瞬时作用利于结构，但多次重复作用又易使其疲劳。
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4、运动车辆对道路的动态影响
5、交通分析
3）车辆荷载的轮迹横向分布
图2-7 轮迹横向分布频率曲线 （单向行驶一个车道）
图2-8 轮迹横向分布频率曲线 （混合行驶双车道）
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5、交通分析
3）车辆荷载的轮迹横向分布
U1.1
U1.2 S1.1.1
半挂类 SemiTractor Trailor
S1.1.2 S1.2.2 S1.2.3
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
2）轴载谱
我国常用的汽车的路面设计参数
标准轴载（Equivalent Single Axle Load-ESAL）
根据实际选定的一种代表车型，中国为单轴双轮，称为
BZZ-100，轴重100kN。美国为单轴双轮，轴重80kN
标准轴载要求
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。
School of Transportation Southeast University，China
4、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。
V P P P P
Q
a) b) c)
Q
d)
图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平压力 a)停驻；b)启动、一般行驶、加速；c)减速、制动；d)转向
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内面胶
Inner Liner
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3、汽车对道路的静态压力
荷载圆半径和直径
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：
a)双圆荷载的当量圆半径δ：
P
p
8P b)单圆荷载的当量圆直径D： D 2d p
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车辆的种类
汽车的轴型
汽车对道路的静态压力 运动车辆对道路的动态影响
交通分析
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第一节 交通荷载及其对路面的作用
交通荷载
汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面
0.40～0.65
0.60～0.70
——
——
0.10～0.50
0.35～0.55
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4、运动车辆对道路的动态影响
水泥混凝土路面在移动荷载作用下的响应
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1、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； 货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。 汽车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车
轮，最终由轮胎传递到路面，因此，路面结构设计主要 以轴重或者轮压来进行控制。
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标准车
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5、交通分析
2）轴载谱
轴载谱：不同轴载在道路上的比例关系
轴载谱
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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：不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
总轴载作用按一定规律分布于车道横断面的现象称为轮迹横向分布，车道 综合累计需考虑。
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5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
序号 整 车 类 1 2 3 半 挂 类 4 5 6 轴型分布
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。表6-3
汽车及挂车单轴的最大允许轴载的最大限制 单位：Kg
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
4、运动车辆对道路的动态影响
1）水平力：
行车安全要求 qmax≤ p⋅ ，其中 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。
2）振动力：
振动轮载最大峰值与静载之比称为冲击系数，设计路面时， 应以静轮载乘以冲击系数作为设计荷载。
按轴型分类的车辆类别
代表车型 跃进、解放、东风等 黄河、罗曼、斯太尔等 大通、交通、太脱拉等 解放、东风等国产牵引 车
代号 U1.1 U1.1 U1.2 S1.1.1 S1.1.2 S1.2.2 S1.2.3 ≥S1.2.3
中型货车 (载重2.5~10T)
重型货车 (载重>10T) 3轴半挂车 4轴半挂车 5轴半挂车 >=6轴半挂车
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、标准轴载
几个概念
超载运输是车辆所装载货物超过车辆额定载货质量。
超限运输指被运输的设备、构件或货物，其外形尺寸、
高度、重量、长度超过了交通部门所规定的范围 。
超载但不超限的车辆对路面的使用寿命有一定的影响，
超载且超限的车辆对路面的使用寿命有很大的影响，有 的甚至超过路面或桥梁结构的极限承载力，使路面结构 出现结构性破坏、使桥梁结构出现整体破坏、产生严重 的安全事故。
School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
1、交通量
年平均日交通量(AADT)
交通量是指在单位时间内，通过道路某一断面的交通实体数。 我国的《公路工程技术标准》（JTG B01）确定道路等级时规
定的标准车是小客车，即将混合交通量换算成为以小客车为标 准的交通当量。
第六章
交通荷载及路面设计参数
Baidu Nhomakorabea
主要内容
第一节
第二节 第三节
交通荷载及其对路面的作用
标准轴载及轴载换算 路面材料设计参数
School of Transportation Southeast University，China
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
第一节 交通荷载及其对路面的作用
核心内容
东南大学道路与铁道工程国家重点学科
2、汽车的轴型
汽车的轴型简化图
图2-1 不同轴型的货车示意图
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2、汽车的轴型
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
路表与车轮的附着系数 表2-2 纵向滑移路面附着系数
车速（km/h） 路面状况 路面类型 12 碎石 干燥 沥青混凝土 水泥混凝土 碎石 —— 0.70～1.00 0.70～0.85 —— 32 0.60 —— —— 0.40 64 —— 0.50～0.65 0.60～0.80 ——
潮湿
沥青混凝土
水泥混凝土
结构损伤的主要原因；
它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载；
汽车荷载的特性包括：
汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的布置、汽车轴载 的时间分布特性、汽车静态与动态荷载特性等。
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4、运动车辆对道路的动态影响
车速与路面变形的关系 轴载的动态波动
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5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
交通量调查与分析：调查内容包括交通总量、车型分布、轴型轴载、
初始年平均日交通量
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2、标准轴载
选用标准轴载的原因
作用在路面的设计荷载千变万化，一般选用一种轴载作
为路面结构设计的标准轴载，其他各种轴载按照一定原 则换算成标准轴载。
2、汽车的轴型
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。
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3、汽车对道路的静态压力
汽车的轮压与压圆
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2、汽车的轴型
轴载－－轴型分布
单轴单轮
单轴双轮
双轴单轮
双轴双轮
多轴多轮
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2、汽车的轴型
汽车的轴型
School of Transportation Southeast University，China
实载率等，有的还调查轴载谱；分析主要是确定交通量年平均增长率，并 求算获得设计年限内累计交通量。对路面而言，主要是轴重。
轴载组成与轴载换算：不同轴载的作用次数的频率组成即为轴载谱，
各不同轴载应根据某一指标按其对路面结构的损伤作用的等效性换算成其 它轴载的作用次数，从而可使用标准轴载来综合累计。
2）轮迹横向分布：
P P D P
路面
D
胎面胶
Tread Rubber
a)
胎边胶
Sidewall Rubber
P
P 路面 P
d
1.5 d
胎肩垫胶
d P
Shoulder Rubber
钢丝带束 钢丝环带
Steel Belt
胎体钢 丝层
Carrass 胎唇钢丝 Bead Wire
d
d
三角胶
Bead Filler
b) 图2-2 车轮荷载计算图式 a) 单圆图式； b)双圆图式 School of Transportation Southeast University ， China
斯堪尼亚、沃尔沃、斯 太尔等进口牵引车或红 岩、黄河等引进技术生 产的牵引车
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东南大学道路与铁道工程国家重点学科
5、交通分析
1）交通调查与重复荷载
轴型分类及代号
各类轴型示意图
轴型示意图
整车类 Single Unit Truck