chap2行车荷载、环境因素、材料的力学性质

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二、温度对路基路面的影响
1、 对路基的影响 温度单独影响较小，主要是水温结合，发生冻胀和春融。 1） 产生原因： ①体积增大②弱结合水向冰冻区移动 2） 影响因素：
①路基土对冰冻的敏感性（细颗粒含量大） ②气温下降缓慢 ③水的供给 3）措施： ①降低地下水位 ②采用砼路面结构组合或密级配沥青砼。
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四、汽车对道路的动力作用
动荷载 振动 竖向力 运动 水平力
1、变异系数：标准离差与轮载静载之比（0~0.3）
动荷系数：动载/静载（K＞1）
影响因素：①行车速度②平整度③车辆的振动特性
2、荷载具有瞬时性
作用时间0.01~0.1S,若V=60Km/h，则t取0.03S
3、重复特性 ①弹性材料 疲劳→强度降低
图2-7 轮迹横向分布频率曲线 (单向行驶一个车道)
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图2-8 轮迹横向分布频率曲线 (混合行驶双车道)
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横向分布频率：以轮迹的大约宽度（25cm）为条带，条带 上受到的车轮作用次数除以车道上受到的作用次数。
柔性路面
车道数
η
刚性路面
单车道
1
公路等级
纵缝边 缘处
双 车 道
四车道
分道行 驶
沥青路面水泥混凝土路面和半刚性路面的结构特性不同，损
伤的标准也不相同，因而系数α和n取值各不相同。具体数值在
有关202章1/3/节8 分别作介绍。
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4、轮迹横向分布系数 在路面设计中我们通过调查和分析得到的交通量资料往往
是整个路面宽度范围内所有行车道上的总交通量，但每个车道 上的交通量并没有这么多，而且各不相同。我们设计采用的应 是具有最大交通量的车道，这就需要对轴载（轮载）在车道横 断面上的分布作调查分析。
σf=（0.944-0.072logN）σs
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②弹塑性材料—永久变形（变形累积） 8
4、 水平荷载
图2—3 Qmax≤Pψ qmax≤pψ
图2-3车轮作用于路面的垂直压力与水平力
a)静止b)一般行驶、加速起动c)减速、制动d)转弯
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五、交通分析
1、 交通量：单位时间内通过道路某一横断面的车辆数。 年平均日交通量，高峰小时交通量
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§2-1行车荷载
一、 种类
客车、货车
客车：小 ＜6人
货车：整车 ，货厢与发动机为一整体
中 6~20人 牵引式挂车 牵引车+挂车（分离）
大 ＞20人 牵引式半挂车 牵引车 铰接 挂车
速度—公路等级—评定路面的表面特性
→小客车
重量（轴重）—路面等级—路面结构设计
→中型载重车
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二、 轴型（图2—1）
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2、 对路面的影响
1） 路面温度变化 ①受大气温度影响一年之间和一日之内发生 周期性变化。 ②路面结构内温度随深度变化而有所差别。
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3）不同等级换算： 式中：
i
Ns Ni
( Pi )n
Ps
ηi——i级轴载换算为标准轴载的换算系数；
Ps——标准轴载重，KN；
Ns——标准轴载作用次数；
Pi——i级轴载重，KN；
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)
影响的系数；
n——同路面结构特性有关的系数。
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2、轮胎圆荷载
椭圆 接触 圆
P
p
双轴轮组车辆（图2-2）
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单圆荷D 载
8P
p
双圆荷d 载
4p
p
我国现行路面设计规范中规定的标准轴载BZZ-100的 P=100/4KN,p=700KPa，用上述两式计算，可分别得到相应的 当量直径为：d=0.213m, D=0.302m
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§2-2环境因素影响
环境因素—湿度、温度→影响路基、路面的强 度、刚度、稳定性、体积
（几何性质、物理力学性质）
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一、 湿度对路基路面的影响
1、 对路基的影响（前已述） 1） 湿度主要影响因素：
①大气降水和蒸发②地面水的渗透 ③地下水 的影响 ④毛细水⑤温差引起的湿度变化
N1
365
Ni i 1
365
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设计年限内累计交通量：
N e36 rN 5 1 (1r)t 1
或 N er( 3 1 6 r N )5 t t 1 (1r)t 1
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2、标准轴载 《柔规》路面设计和《刚规》路面设计以双轮组单轴100KN 作为标准轴载。（黄河JN—150） 3、轴载组成与等级换算 1） 轴载谱：各级轴载所占的比例。根据实测的各级轴载 绘制的直方图，可作为该道路通行的各级轴载的典型轴载谱 。（可通过记录一类车辆的日通行车载数而推算所有各级轴 载的作用次数） 2） 换算原则：同一种路面在不同轴载作用下达到相同的 损坏程度。
Chap2 行车荷载、环境因素、 材料的力学性质
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目录
§2-1 行车荷载 §2-2 环境因素影响 §2-3 土基的力学强度特性 §2-4 土基的承载能力 §2-5 路基的变形、破坏及防治 §2-6 路面材料的力学强度特性 §2-7 路面材料的累计变形与疲劳特性 作业
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混合交 通
0．5 0．7
0．4-0．5
六车道
0．3-0．4
高速、一级公路
0.17~0. 22
二 、 三 、 行车道宽 四 级 公 ＞7m 路
行车道宽 ≤7m
0.34~0. 39
0.54~0. 62
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5、设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数
Ne[(1)t1]365N1
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前轴：单轴单轮 1/3G
后轴：单轴单、双轮 2/3G
双轴单轮（极少）1/2G
双轴双轮
三轴单轮（少量）
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图2—1 不同轴型的货车示意图
三、 汽车对道路的静态压力
1、 静力大小影响因素： 车轮总荷（轮载大小） 轮胎内压（0.4~0.7MPa） 轮胎性质
近似认为: 轮胎内压=轮胎与路面的接触压力 P=0.8~0.9Pi（静置） P=0.9~1.1Pi（行驶升温）
2） 路基湿度影响路基强度、稳定性→再影 响路面结构强度、刚度、稳定性
3） 如何保持路基干燥：
①路面排水②降低地下水位 ③加固路肩、注意路基施工
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2、 对路面的影响 没有路基影响明显 1） 湿度变化影响路面材料的强度和稳定性。 2） 湿度变化引起路面材料的体积变化，产生湿度应
力。 3） 表面特性的改变（如抗滑性等）