[2] 行车荷载

第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质§ 2-1行车荷载、车辆的种类分为客车与货车两大类。

客车：小客车、中客车与大客车。

货车：整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。

路面结构设计一一轴重作为荷载标准。

、车辆的轴型我国公路与城市道路路面设计规范中以 100k N 作为设计标准轴重。

三、汽车对道路的静态压力1. 汽车处于停驻状态下——静态压力。

垂直压力P ：与汽车轮胎的内压力Pi 、轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状、 轮载的大小等有关。

轮胎与路面接触面上的压力 pv 内压力Pi ，约为(0.8〜0.9)Pi 。

2. 接触压力直接取内压力作为接触压力，并假定在接触面上压力是均匀分布的。

3. 轮胎与路面的接触面形状近似于椭圆形，在工程设计中采用圆形接触面积。

4. 当量的圆将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载，并采用轮胎内压力作为接触压力 P ,轮胎与路面接触圆的半径可以按式(2.1)确定。

V P(2.1 )单圆荷载：对于双轮组车轴，每一侧的双轮用一个圆表示；双圆荷载：每一侧的双轮用两个圆表示。

5. 标准轴载我国现行路面设计规范中规定的标准轴载 p=700k Pa ： d 100=0.213m,四、运动车辆对道路的动态影响运动状态的汽车：垂直静压力、水平力、振动力。

动力影响还有瞬时性的特征。

1. 水平力车轮施加于路面的各种水平力 Q 值与车轮的垂直压力P ，以及路面与车轮之 间的附着系数©有关，其最大值 Qma)不会超过P 与©的乘积，即：BZZ —100 的 P=100/4kN ,ioo=O.3O2mQmax(2.4) 2. 动载特性其变异系数： (1) (2) (3) 越小。

行车速度：车速越高，变异系数越大；路面的平整度：平整度越差，变异系数越大； 车辆的振动特性：轮胎的刚度低，减振装置的效果越好，变异系数冲击系数：振动轮载的最大峰值与静载之比。

3. 瞬时性 0.1〜0.01s 左右。

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。

下图为不分车道混合行驶的公路上实测到的频率曲线： 下图为不分车道混合行驶的公路上实测到的频率曲线：
可以看出，行车道上频率曲线的图形由双峰变为单峰； 可以看出，行车道上频率曲线的图形由双峰变为单峰；近 中心线（车道内侧边缘）的频率较高。 中心线（车道内侧边缘）的频率较高。
2、轮胎与路面的接触面形状如下图2-2所 轮胎与路面的接触面形状如下 示，它的轮廓近似于椭圆形，因其长轴与 短轴的差别不大，在工程设计中以圆形接 触面积来表示。
车轮荷载计算图式： 车轮荷载计算图式： a)单圆图式;b)双圆图式 a)单圆图式;b)双圆图式
3、将车轮荷载简化成当量的圆形均布荷载，并采用轮胎内压 力作为轮胎接触压力p。当量圆的半径δ 力作为轮胎接触压力p。当量圆的半径δ可以确定为：
3. 轮载作用的瞬时性
车轮通过路面的时间约为0.01～0.1s左右， 车轮通过路面的时间约为0.01～0.1s左右， 当应力出现的时间很短时，来不及传递分布，其 变形不能像静载作用那样充分。 车速同路面变形的关系如图： 车速同路面变形的关系如图：
1-刚性路面,角隅弯沉量或边缘 刚性路面, 应变量随车速的变化; 应变量随车速的变化; 2-柔性路面,表面总弯沉量随车速的变化 柔性路面,
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 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 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 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。
P δ= πp
4、对于双轮组车轴，若每一侧的双轮用一个圆表示，称为单 圆荷载；如 圆荷载；如用二个圆表示，则称为双圆荷载 ；双圆荷载的当 量圆直径d和单圆荷载的当量圆直径D，分别按下式计算： ，分别按下式计算：

土质路基湿度增大 ----模量 土质路基湿度增大 ----模量和强度降低 模量和强度降低
二、路面温度状况的影响因素 外部因素： 外部因素：( 主要为气候条件 ) 气温 太阳辐射 风速 降水和蒸发等 内部因素： 内部因素：( 路面结构层的热特性 ) 材料的导热系数 比热容 材料对辐射热的吸收率等
材料的种类、内部结构、孔隙率、 主要表现在 : 材料的种类、内部结构、孔隙率、 湿度及表面特性等方面
第二章 行车荷载、环境因素、 材料的力学特性
第二章 行车荷载、环境因素、 行车荷载、环境因素、 材料的力学特性
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 行车荷载 环境因素影响 土基的力学强度特性 土基的承载能力 路基的变形破坏及防治 路面材料的力学强度特性 路面材料的累积变形及疲劳特性
行车荷载的主要研究内容：
汽车的轮重与轴重； 不同车型的车轴布置； 设计期限内，汽车的轴型分布及汽车年通过量 的逐年变化； 汽车的静态荷载与动态荷载特性比较。
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； 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。 货车：整车、牵引式半挂车、牵引式挂车。
一. 车轮对路面的静态作用 1. 垂直接触压力（即接地压强） 垂直接触压力（即接地压强） 轮载大小 轮胎内压 (轮胎内的气压) 轮胎内的气压)
p
pi
有关
p 的大小与
轮胎的弹性 轮胎接触面的面积 轮胎的花纹
车辆在不同的行驶状态 p = (0.8 ~ 1.3) pi 通常轮胎内压 pi = 0.4 ~ 0.7 Mpa 考虑综合影响后,在路面结构设计中一般取 考虑综合影响后 在路面结构设计中一般取 p = pi