路基路面行车荷载环境因素材料的力学特性

路基路面行车荷载环境因素材料的力 学特性
车辆行使过程中的动态响应和随机动力荷载图
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汽车在路面上行使过程中，由于车辆自身各种因 素（如发动机偏心转动、轮胎花纹、燃料不均匀、 驾驶员操作不稳定等）、地面的不平整度以及
辆—地面相互作用耦合，会使产生车体跳起与颠簸、 车轴跳起与颠簸的现象、从而使车辆与路面振动， 产生使路面受到随机动力荷载，即荷载大小随时 间随机变化。
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。 我国的标准轴载为BZZ-100。
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轴载等效换算的原则——同一种路面结构在不同轴 载作用下达到相同的损伤程度。 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与通过该横
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。
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整车类：前轴、后轴。 牵引式半拖车类：牵引车：前轴、后轴；拖车：
路基路面行车荷载环境 因素材料的力学特性
2020/12/18
路基路面行车荷载环境因素材料的力 学特性
基本内容
第一节 行车荷载 第二节 环境因素影响 第三节 土基的力学强度特性 第四节 土基的承载能力 第五节 路基的变形破坏及防治 第六节 路面材料的力学强度特性 第七节 路面材料的累积变形及疲劳特性
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。
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• •
胎 拉壁
受
•胎压
•高压轮胎
•触压力
胎 压壁
受
•低压轮 胎
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• 轮胎/路面接触面与接触应力
•轮迹
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对于低压轮胎：接触压力大于胎压 对于高压轮胎：接触压力小于胎压
在工程设计中，对接触压力进行如下简化： ➢ 以轮胎内压力为轮胎的接触压力，即p=pi， ➢ 接触形状为圆形， ➢ 接触面上的压力为均匀分布 即将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载，
后轴（单轴或双轴）。 拖车类：由一辆或多辆组成，各配有前后二根
单轴或单前轴和双后轴。 轴载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。
并采用轮胎内压作为轮胎接触压力p。
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当量圆半径δ可以按下式确定。
百度文库
式中：P——作用在车轮上的荷载，kN；
p——轮胎接触压力，kpa；
δ——接触面当量圆半径，m。
轮胎与路面的接触形状如下图所示：
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五、交通分析
1.交通量 交通量——在一定时间间隔内各类车辆通过
某一断面的数量。 年平均日交通量——在一年365天内的交通量
之和除以365天。 交通量调查方法——直接记录、自动记录仪。 交通量年平均增长率 设计年限内累计交通量 2.轴载组成与轴载换算 轴载换算——道路上行驶的车辆轴载与通行
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•三、汽车对道路的静态压力
1、汽车对道路的作用 停驻状态：对道路的作用力为静态垂直压力。 行驶状态：对道路的作用力为动态垂直压力、
水平力、 振动力。 2、汽车对道路的静态压力 静载的大小与车辆的总质量及轮轴的形式有
关。 影响静态垂直压力大小的因素： （1）汽车轮胎的内压力pi； （2）轮胎的刚度和轮胎与路面的接触的形状； （3）轮载的大小。
四、 运动车辆对道路的动态影响
（1）水平力（与运动状态有关）
•运动状态
•方向
•汽车等速行驶
•与汽车行驶方向相反
•加速和上坡行
•与汽车行驶方向相反
驶
•减速和下坡行 驶
•与汽车行驶方向相同
•在弯道上行驶
•与汽车行驶方向垂直
•大小 •较小 •最大 •最大 •较大
（2）行驶荷载的特性 ➢ 振动性 ➢ 瞬时性 ➢ 重复性
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第一节 行车荷载
研究行车荷载的原因： ➢ 1、汽车是路基路面的主要服务对象，又是造成
路基路面结构损坏的主要成因。 ➢ 2、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 影响路面的使用性能。 ➢ 3、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。
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汽车货运朝大型重载方向发展，货车的 总重量有 增加趋势，超载运输问题在我 国日益突出。
• 要发展多轴多轮。 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。
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行车荷载的主要研究内容：
➢ 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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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；