第六章行车荷载

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。

6 汽车及人群荷载6.0.1 汽车荷载分为公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级两个等级。

汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。

桥梁结构整体计算应采用车道荷载；桥梁局部加载及涵洞、桥台台后汽车引起的土压力和挡土墙上汽车引起的土压力等的计算应采用车辆荷载。

车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。

6.0.2 汽车荷载等级应符合表6.0.2规定。

表6.0.2 汽 车 荷 载 等 级汽车荷载等级的选用应根据公路等级和远景发展需求确定。

一条公路上的桥涵宜采用同一汽车荷载等级。

6.0.3 公路—Ⅰ级汽车荷载的车道荷载的计算图式如图6.0.3。

图6.0.3 车道荷载1 均布荷载标准值为5.10=K q kN/m 。

2 集中荷载标准值K P 按以下规定选取：桥梁计算跨径j L ≤5m 时，=K P 180kN ；桥梁计算跨径≥j L 50m 时，=K P 360kN ；桥梁计算跨径5＜j L ＜50时，K P 值采用直线内插求得。

计算剪力效应时，上述均布荷载和集中荷载的标准值应乘以1.2的系数。

3 桥梁设计时，应根据本标准第6.0.4条确定的设计车道数布置车道荷载。

每条设计车道上均应布置车道荷载：纵向：均布荷载标准值K q 沿桥梁纵向可任意截取，并满布于使结构产生最不利荷载效应的同号影响线上；集中荷载标准值K P 则作用于相应影响线中一个影响线峰值处。

横向：均布荷载和集中荷载都均匀分布在设计车道3.5m 宽度内。

6.0.4 公路—Ⅰ级汽车荷载的车辆荷载以一辆标准车表示，其主要技术指标应符合表6.0.4-1规定。

表6.0.4-1 车辆荷载主要技术指标车辆荷载在每条设计车道上布置一辆单车。

车辆荷载的横向布置应符合图6.0.4的规定，并应按本标准第6.0.6条和第6.0.8条的规定计算横向折减。

图6.0.4 车辆荷载横向布置6.0.5 公路—Ⅱ级汽车荷载的车道荷载标准值应取公路—Ⅰ级汽车荷载的车道荷载标准值的0.75倍；公路—Ⅱ级汽车荷载的车辆荷载标准值应与公路—Ⅰ级汽车荷载的车辆道荷载标准值相同。

车辆荷载计算公式（原创实用版）目录1.引言2.车辆荷载计算公式概述3.车辆荷载计算公式的种类4.计算公式的应用5.结语正文1.引言车辆荷载计算公式是工程领域中非常重要的一种计算公式，主要用来计算车辆对桥梁、道路等工程结构的荷载。

正确计算车辆荷载对于保证工程结构的安全性、稳定性以及设计寿命具有关键性的影响。

本文将对车辆荷载计算公式进行简要介绍。

2.车辆荷载计算公式概述车辆荷载计算公式主要包括车辆自身重量、车辆载重、车辆对桥梁或道路的荷载分布等因素。

其中，车辆自身重量通常由车辆的尺寸、材质等决定；车辆载重则包括车辆所装载的货物、燃料、乘客等；车辆对桥梁或道路的荷载分布与车辆的类型、速度、道路条件等因素有关。

3.车辆荷载计算公式的种类常见的车辆荷载计算公式包括：(1) 静态荷载计算公式：主要用于计算静止状态下的车辆荷载，公式为：荷载 = 车辆自身重量 + 车辆载重。

(2) 动态荷载计算公式：主要用于计算行驶状态下的车辆荷载，公式为：荷载 = 1.2 ×车辆自身重量 + 1.4 ×车辆载重。

(3) 冲击荷载计算公式：主要用于计算车辆在行驶过程中产生的冲击力，公式为：荷载 = 冲击系数×车辆自身重量。

4.计算公式的应用车辆荷载计算公式在桥梁、道路等工程设计中具有广泛的应用。

通过计算车辆荷载，可以有效评估工程结构的安全性能，并为工程设计提供依据。

此外，在桥梁、道路的维护管理中，车辆荷载计算公式也具有重要作用，可以用于制定合理的限载措施，确保工程结构的安全运行。

5.结语车辆荷载计算公式是工程领域中重要的计算工具，对于保证工程结构的安全性和设计寿命具有关键性的影响。

第二章2-1 车辆荷载的分析一、车辆的类型：1.小型客车：包括小卧车、小面包车等，它们的车速高，重量小，总重一般大于12KN，最高车速一般大于100km/h,6m长,2m高,1.8宽.2.大型客车:用于城市交通或城乡运营,有些地方还使用铰接式大客车。

满载重量一般大于100KN,最小车速常不小于60km/h3. 载货汽车:有一般载货汽车、自卸汽车牵引车及被牵引的拖挂车、平板车和集装箱车等。

一般总重为50~150KN,最高车速约为70-80km/h.自卸车总重为150~500KN以上,多用于矿山内部运输及施工工地的材料运输,一般不作长途运输,最高车速约为40-50km/h.牵引车自重约为50KN,被牵引的拖挂车,平板车,集装箱车的最大重量大于1000KN.在路面设计中,一般将特种工程车辆视为载货汽车.在路面结构设计及路基稳定性验算中,主要考虑大型客车及载货汽车的作用。

而在评定路面的表面特性(如平整度,抗滑性)时,应考虑小车高速行驶的安全性和舒适性.变差系数：标准离差与静载的比值。

通常变差系数﹤0.3动荷载与静载的比值称为冲击系数µ，µ常为1.3（在较平整路面上，车速50km/h时）设计时：设计轮载=µ·静轮载二、轮载作用的瞬时性：使路面变形量↓，意味着路面结构的抗变形能力（刚度）和强度↑行车以一定速率行经路面时，路表面上任一点所经受轮载的时间很短，通常只有0.01-0.1秒。

路表面下不同深度处应力持续作用时间稍长些，但仍很短。

见P14如此短的荷载作用时间，使路面结构中的应力来不及传递分布，其变形不会像静载时那样充分。

美国公路工作者协会（AASHO）曾经做过试验发现：不同车速下沥青路面和水泥混凝土路面表面的变形进行过实测，表明：当车速由3.2km/h→56km/h时，柔性路面的总弯沉量f（变形）减少了36-38%；而当车速由3.2km/h→96.7km/h时，刚性路面的板角挠度f和板边应变量ε降低了29%左右。

第六章路面结构的力学分析1.引言路面结构是指在路面上铺设的各种材料和层次，用来承受车辆荷载和环境荷载，并提供平稳、安全的行车路面。

路面结构的力学分析是研究路面结构在荷载作用下产生的应力和变形，以及结构的强度和稳定性。

2.车辆荷载车辆荷载是指行驶在路面上的车辆对路面产生的力和压力。

车辆荷载可包括静载荷和动载荷。

静载荷是指车辆停在路面上时对路面的作用力，动载荷是指车辆行驶时对路面的作用力。

车辆荷载可以通过车辆轴重、车辆类型、车速等参数来计算。

3.路面材料的特性路面材料的特性包括强度、刚度、抗裂性、耐久性等。

强度是指材料抵抗破坏的能力，刚度是指材料对应力的响应程度，抗裂性是指材料抵抗裂缝的能力，耐久性是指材料抵抗气候和环境影响的能力。

路面材料的选择应考虑车辆荷载、气候条件和交通流量等因素。

4.路面结构的力学模型路面结构的力学模型可分为弹性模型和塑性模型。

在弹性模型中，路面结构被假设为弹性体，能够在荷载作用下产生弹性变形，但不会导致结构破坏。

弹性模型的分析可通过有限元法等数值方法进行。

在塑性模型中，路面结构被假设为塑性体，能够在荷载作用下产生塑性变形，可能导致结构破坏。

塑性模型的分析可通过弹塑性理论和强度理论等方法进行。

5.路面结构的承载力路面结构的承载力是指其能够承受的最大荷载。

路面结构的承载力分析可通过确定路面结构的应力和变形，并比较其与材料的强度和变形能力。

当路面结构的应力超过材料的强度或变形超过材料的变形能力时，路面结构可能产生破坏。

6.路面结构的稳定性路面结构的稳定性是指其在荷载作用下保持平稳和不发生破坏的能力。

路面结构的稳定性分析可通过确定路面结构的变形和结构的弯曲、剪切和压实情况，以及土壤的支撑条件。

7.实例分析以城市道路的路面结构为例进行实例分析。

首先，通过调查和测量确定车辆荷载、路面材料和路面结构的参数。

然后，进行路面结构的力学分析，计算路面结构的应力和变形。

最后，比较计算结果与路面材料的强度和变形能力，评估路面结构的承载力和稳定性。

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。

汽车荷载又是造成路基路面结构损伤的主要成因。

因此，为了保证设计的路基、路面结构达到预计的功能，具有良好的结构性能首先应对行驶的汽车进行分析，包括汽车轮重与轴重的大小与特性；不同车型车轴的布置；设计期限内，汽车轴型的分布以及车辆通行量逐年变化的规律；汽车静态荷载与动态荷载特性比较等。

一、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。

小客车自身重量与满载总重都比较轻，但车速高，一般可达120km/h，有的高档小车可达200km/h以上；中客车一般包括6个座位至20个座位的中型客车；大客车一般是指20个座位以上的大型客车（包括铰接车和双层客车），主要用于长途客运与城市公共交通。

货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。

整车的货厢与汽车发动机为一整体；牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的，牵引车提供动力，牵引后挂的挂车，有时可以拖挂两辆以上的挂车；牵引式半挂车的牵引车与挂车也是分离的，但是通过铰接相互连接，牵引车的后轴也担负部分货车的重量，货车厢的后部有轮轴系统，而前部通过铰接悬挂在牵引车上。

货车总的发展趋向是向大吨位发展，特别是集装箱运输水陆联运业务开展之后，货车最大吨位已超过40—50t,汽车的总重量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准。

在道路上行驶的多种车辆的组合中，重型货车与大客车起决定作用，轻型货车与中、小客车影响很小，有时可以不计。

但是在考虑路面表面特性要求时，如平整性、抗滑性等，以小汽车为主要对象，因为小车的行驶速度高，所以要求在高速行车条件下具有良好的平稳性与安全性。

二、汽车的轴型无论是客车还是货车，车身的全部重力都通过车轴上的轮子传给路面，因此，对于路面结构设计而言，更加重视汽车的轴重。

由于轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结构强度，为了统一设计标准和便于交通管理，各个国家对于轴重的最大限度均有明确的规定。

车辆荷载计算公式一、车辆荷载计算的重要性车辆荷载计算是桥梁、道路、隧道等工程设计中不可或缺的一环。

它关系到工程的安全性、耐久性和适用性，通过对车辆荷载的合理计算，可以确保工程结构在投入使用后能够承受各种预期的荷载作用。

此外，车辆荷载计算还能为交通规划、道路养护和管理提供重要依据。

二、车辆荷载计算公式及其参数解释1.基本公式车辆荷载计算的基本公式为：Q = F × S其中，Q 表示车辆荷载（kN），F 表示车辆荷载系数，S 表示轮压面积（m）。

2.常见荷载工况及计算方法（1）均布荷载：当车辆轴重均匀分布于轮压面积上时，荷载工况为均布荷载。

计算方法如下：Q = n × g其中，n 表示车辆轴数，g 表示单轴荷载（kN/轴）。

（2）集中荷载：当车辆荷载集中于一个点时，荷载工况为集中荷载。

计算方法如下：Q = F × S其中，F 表示荷载集中系数，S 表示荷载集中区域的面积（m）。

3.参数解释与应用场景（1）车辆荷载系数：根据车辆类型、轴数和轴重等参数确定。

一般来说，货车荷载系数较大，小客车荷载系数较小。

（2）轮压面积：根据车辆轮胎尺寸和接触面形状确定。

对于轿车，轮压面积一般在0.15-0.25m左右；对于货车，轮压面积较大，可达0.6-1.0m。

（3）荷载集中系数：根据荷载集中程度确定。

当荷载集中在一个点时，荷载集中系数为1；当荷载分散至一个区域时，荷载集中系数小于1。

应用场景：桥梁、道路、隧道等工程设计中，需要根据实际情况选择合适的车辆荷载工况，进行结构分析和计算。

三、荷载计算在工程中的应用案例某桥梁工程，设计荷载等级为公路-I级。

根据规范，货车轴重为100kN，小客车轴重为70kN。

桥梁跨径为50m，采用预应力混凝土梁。

在进行结构设计时，需对车辆荷载进行计算，以确保结构安全。

计算过程如下：1.确定车辆荷载工况：根据规范，选取货车均布荷载和小客车均布荷载进行计算。

2.计算车辆荷载：货车均布荷载Q1 = 100kN/轴，小客车均布荷载Q2 = 70kN/轴。