内科大 建工学院 道路与交通工程系 《路基路面工程》教案 邓学钧（第三版）教材
第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质
§2-1 行车荷载
一、车辆的类型
小客车：车速大，重量轻，120km—200km/h
客车
中客车：6～20个座位
1、汽车车辆
大客车：速度较快，重量大；长途客运，城市公共交通
货车 整车（固定车身类）：货箱与发动机一体
牵引式挂车（挂车类）：牵引车与挂车分离
牵引式半挂车（牵引车类）：牵引车与挂车分离，但通过铰接装置，牵引车后附加挂车，牵引车后轴担负部分货车重量
2、路面结构的设计中：主要考虑大客车、重型货车的重量，以轴重作为荷载标准，我国规定100KN。
评定路面表面特性时：以小汽车为主要对象。
二、汽车的轴型（对整车形式的客、货车）
单前轴： 1/3 汽车总重 绝大部分
前轴 双前轴： 1/2 汽车总重 极少数
1、轴 单后轴：
后轴 双后轴：每根后轴轴载约为前轴轴载的2倍
三后轴：
前轴——单轮组
2、轮 后轴 单轮组（轻型货车）
双轮组（大部分）
3、一般的后轴轴载在60—130KN范围内，大部分在100KN以下，我国轴限为100KN。
货车载重增加，又有轴限规定，须增加轴数来提高载重，采用多轴多轮，减少单位面积路面的压力。
三、汽车对道路的静态压力
1、静态压力：当汽车处于停驻状态下，轮胎传给路面的垂直作用力，用p表示。
影响因素：（1）汽车轮胎的内压力pi 标准静内压力pi=0.4～0.7MPa;通常p=(0.8～0.9) pi
1. 研究行车荷载旳因素：1）汽车是路基路面旳服务对象。路基路面旳重要功能是保证车辆迅速、安全、平稳地通行。2）汽车荷载是导致路基路面构造损伤旳重要因素。要做好路基路面构造设计，必须对行车荷载进行分析。
2. 对行车荷载旳研究内容：汽车旳轮重与轴重；不同车型旳车轴布置；设计期限内，汽车旳轴型分布及汽车年通过量旳逐年变化；汽车旳静态荷载与动态荷载特性比较。
3. 车辆旳种类：道路上通行旳车辆重要分为客车与货车两大类；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。
4. 汽车旳总重量通过车轴和车轮传递给路面，因此路面构造设计重要以轴重作为荷载原则。因此，在众多旳车辆组合中，重型货车和大客车起决定作用。对于小客车，则重要对路面旳表面特性如：平整性、抗滑性等，提出较高旳规定。
5. 汽车旳轴型：轴重旳大小直接关系到路面构造旳设计承载力与构造强度，各个国家均对轴重旳最大限度有明确旳规定。国内公路与都市道路设计规范中均以100kN作为原则轴重。目前国内公路上行驶旳车辆，后轴轴载一般在60～130kN范畴内。汽车货运朝大型重载方向发展，货车旳总重量有增长趋势，超载运送问题在国内日益突出。对超载旳定义：2月，交通部《超限运送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。
6. 静态压力P旳影响因素：汽车轮胎内压；轮胎旳刚度和轮胎与路面旳接触旳形态；轮载旳大小。
7. 轮胎与路面旳接触形状近似于椭圆，在设计中以圆形接触面积来表达。该圆称为当量圆。原则轴载BZZ－100旳设计参数：轮载P＝100／4kN，p=700kPa，双圆均布荷载旳当量圆直径为：0.213m。
8. 运动车辆对道路旳动态影响：1）水平力：迈进方向上旳水平力和转弯时旳侧向水平力。水平力对路面导致旳影响：当路面面层材料抗剪强度局限性时，在水平荷载作用下，会产生推移、拥包、波浪、车辙等破坏。2）轮载旳动态（振动）：影响因素：车速、路面平整度、车辆旳振动特性。3） 轮载作用旳瞬时性：车轮通过路面上任意一点旳时间，约为0.01～0.1s左右，由于路面构造中应力传递是通过相邻旳颗粒完毕旳，当应力浮现旳时间很短时，则来不及传递分布，其变形特性不能像静载作用那样完整体现出来。动载作用下，路面变形量旳减小，可以理解为路面构造刚度旳相对提高，或者路面构造强度旳相对增大。4）车辆荷载作用旳反复性：路面材料产生疲劳破环旳重要因素
第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质
§2-1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作分析。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轴通行量逐
年增长的规律；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个坐位至20
个坐位的中型客车；大客车一般是指20个坐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、牵引式拖车和牵引式半拖车。整车的货厢与汽车发动机为一整体；
牵引式拖车的牵引车与拖车是分离的，牵引车提供动力，牵引后挂的拖车、有时可以拖挂两
辆以上的拖车；牵引式半拖车的牵引车与拖车也是分离的，但是通过铰接相互联接，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40-50吨。
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，车身的全部重量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
路基路⾯⼯程第⼆章
第⼆章：⾏车荷载、环境因素、材料的⼒学特性1）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；
货车：整车、牵引式挂车、牵引式半挂车。按载重量可以分为：轻型货车、中型货车、重型货车2）我国公路与城市道路设计规范中均以100kN 作为设计标准轴重。
3）汽车对道路的静态压⼒
当量圆半径δ可以按下式确定。 pP πδ= 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 。
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 错误！未找到引⽤源。和错误！未找到引⽤源。 =错误！未找到引⽤源。d 计算
四：运动车辆对道路的动态影响 P31页
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5）轮迹横向分布系数：两个条带（50cm ）频率之和。
6）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。
7）路基⼟在车轮荷载作⽤下所引起的垂直应⼒σz 的近似计算：σz ＝错误！未找到引⽤源。 P ：⼀侧轮重荷载（kN ）；K:系数，⼀般取0.5；Z ：荷载中⼼下应⼒作⽤点的深度（m ）。 路基⼟本⾝⾃重在路基内深度为Z 处所引起的垂直应⼒σ B ：σB ＝γZ
γ：⼟的容重（kN/m3）； Z:应⼒作⽤点深度（m ）。
路基内任⼀点垂直应⼒包括由车轮引起σz 的和由⼟基⾃重引起的σB 两者共同作⽤。8）路基⼯作区 在路基某⼀深度处，当车轮荷载引起的垂直应⼒σz 与路基⼟⾃重引起的垂直应⼒σB 相⽐所占⽐例很⼩，仅为1/10～1/5时，该深度Z α范围内的路基称为路基⼯作区。 路基⼯作区深度的确定：
路基⼯作区内，⼟基的强度和稳定性对保证路⾯结构的强度和稳定性极为重要，对⼯作区范围内的⼟质选择、路基的压实度应提出较⾼的要求。9）路基⼟的应⼒－应变特性：路基⼟的变形包括弹性形变和塑性形变两部分。过⼤的塑性变形将导致各种沥青路⾯产⽣车辙和纵向不平整，对于⽔泥混凝⼟路⾯，路基⼟的塑性变形将引起板块断裂，弹性变形过⼤将使得沥青⾯层和⽔泥混凝⼟⾯板产⽣疲劳开裂。10）压⼊承载板试验是研究⼟基应⼒-应变特性最常⽤的⼀种⽅法。这种⽅法是以⼀定尺⼨的刚性承载板置于⼟基顶⾯，逐级加荷卸荷，记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形，根据试验结果，可绘出⼟基顶⾯压应⼒与回弹变形的关系曲线。11）⼟基的应⼒应变关系除了出现⾮线性特性以外，还表现出塑性性质。
