第2章 行車荷載分析-3

1、明德至誠明德至誠博學(xué)遠(yuǎn)志博學(xué)遠(yuǎn)志第二章第二章 行車荷載分析行車荷載分析劉紅坡（）行車荷載 劉紅坡2概述概述v車輛是路面結(jié)構(gòu)的服務(wù)對象，也是使路面結(jié)構(gòu)遭受損車輛是路面結(jié)構(gòu)的服務(wù)對象，也是使路面結(jié)構(gòu)遭受損壞的主要原因。壞的主要原因。v要設(shè)計和修建符合使用要求的路面結(jié)構(gòu)物，必須首先要設(shè)計和修建符合使用要求的路面結(jié)構(gòu)物，必須首先對作用在路面上的各種車輛的荷載特性進(jìn)行分析。對作用在路面上的各種車輛的荷載特性進(jìn)行分析。車輛荷載特性是路面材料、結(jié)車輛荷載特性是路面材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析的依據(jù)，也是路構(gòu)設(shè)計和分析的依據(jù)，也是路面使用狀況和損壞分析的基礎(chǔ)。面使用狀況和損壞分析的基礎(chǔ)。行車荷載 劉紅坡3車輛的類型和

2、輪軸組合車輛的類型和輪軸組合1靜態(tài)車輛對道路的作用靜態(tài)車輛對道路的作用運(yùn)動車輛對道路的動態(tài)影響運(yùn)動車輛對道路的動態(tài)影響交通量調(diào)查與分析交通量調(diào)查與分析1234行車荷載 劉紅坡4一、車輛的種類及輪軸道路上通行的車輛主要分為道路上通行的車輛主要分為客車客車與與貨車貨車兩大類。兩大類?？蛙嚳蛙嚕盒】蛙嚒⒅锌蛙?、大客車：小客車、中客車、大客車大客車（大客車（20座）座）中客車中客車（6-20座）座）小客車小客車（車速高（車速高120km/h以上，自重和滿載以上，自重和滿載重量?。┲亓啃。┬熊嚭奢d 劉紅坡5一、車輛的種類及輪軸貨車貨車：輕型貨車、中型貨車、重型貨車：輕型貨車、中型貨車、重型貨車行車荷載

3、劉紅坡6一、車輛的種類及輪軸v整車、牽引式半拖（掛）車、拖（掛）車整車、牽引式半拖（掛）車、拖（掛）車v整車：貨廂與汽車發(fā)動機(jī)為一整體；整車：貨廂與汽車發(fā)動機(jī)為一整體；行車荷載 劉紅坡7一、車輛的種類及輪軸v牽引式半掛車的牽引車與掛車可以分離，但是通過牽引式半掛車的牽引車與掛車可以分離，但是通過鉸鉸接接相連接，相連接，牽引車的后軸也擔(dān)負(fù)部分貨車的重力牽引車的后軸也擔(dān)負(fù)部分貨車的重力。行車荷載 劉紅坡8一、車輛的種類及輪軸v牽引式掛車的牽引車與掛車也是分離的，牽引車提供牽引式掛車的牽引車與掛車也是分離的，牽引車提供動力，牽引后掛的掛車，有時可拖掛兩輛以上的掛車動力，牽引后掛的掛車，有時可拖掛兩輛

4、以上的掛車.行車荷載 劉紅坡9一、車輛的種類及輪軸組合v通常，通常，整車整車形式的客、貨車車軸分形式的客、貨車車軸分前軸和后軸前軸和后軸。v絕大部分車輛的前軸為兩個單輪組成的單軸，軸載約絕大部分車輛的前軸為兩個單輪組成的單軸，軸載約為汽車總質(zhì)量的三分之一。為汽車總質(zhì)量的三分之一。行車荷載 劉紅坡10一、車輛的種類及輪軸組合v汽車的后軸有汽車的后軸有單軸、雙軸和三軸單軸、雙軸和三軸三種。三種。v大部分汽車后軸由雙輪組組成，只有少量輕型貨車由大部分汽車后軸由雙輪組組成，只有少量輕型貨車由單輪組成后軸。單輪組成后軸。行車荷載 劉紅坡11輪軸組合輪軸組合單軸單輪單軸單輪單軸雙輪單軸雙輪雙軸雙輪雙軸雙輪

5、單軸四輪單軸四輪行車荷載 劉紅坡12二、車輛的靜力荷載作用軸重v汽車的總重量通過車軸和車輪傳遞給路面，所以汽車的總重量通過車軸和車輪傳遞給路面，所以路面路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計主要以主要以軸重軸重作為荷載標(biāo)準(zhǔn)。作為荷載標(biāo)準(zhǔn)。v在眾多的車輛組合中，中、重型貨車和大客車起決定在眾多的車輛組合中，中、重型貨車和大客車起決定作用。作用。v對于小客車，行車速度高，主要對路面的對于小客車，行車速度高，主要對路面的表面特性表面特性如：如：平整性、抗滑性等，提出較高的要求。平整性、抗滑性等，提出較高的要求。行車荷載 劉紅坡13二、車輛的靜力荷載作用軸重v軸重的大小直接關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載力與結(jié)構(gòu)軸重的大小直接

6、關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載力與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，各個國家均對軸重的最大限度有明確的規(guī)定。強(qiáng)度，各個國家均對軸重的最大限度有明確的規(guī)定。v我國公路與城市道路設(shè)計規(guī)范中均以我國公路與城市道路設(shè)計規(guī)范中均以100kN100kN作為標(biāo)準(zhǔn)作為標(biāo)準(zhǔn)軸重軸重。最大車輛總重為。最大車輛總重為400kN00kN。100kN行車荷載 劉紅坡14輪胎對道路的靜態(tài)壓力v當(dāng)汽車停止時，對路面的作用力為當(dāng)汽車停止時，對路面的作用力為靜態(tài)壓力靜態(tài)壓力，主要是，主要是由輪胎傳遞到路面上。由輪胎傳遞到路面上。v充氣輪胎在荷載作用下會產(chǎn)生壓縮變形。充氣輪胎在荷載作用下會產(chǎn)生壓縮變形。v由車輪傳給路面的荷載分布在一定的面積上，這個面由車輪傳

7、給路面的荷載分布在一定的面積上，這個面積稱為車輪與路面的積稱為車輪與路面的接觸面積接觸面積，或稱為，或稱為輪印面積輪印面積。v接觸面積上的荷載集度稱為接觸面積上的荷載集度稱為接觸壓強(qiáng)（壓應(yīng)力）接觸壓強(qiáng)（壓應(yīng)力）。100kN行車荷載 劉紅坡15輪胎對道路的靜態(tài)壓力v接觸壓強(qiáng)大小和分布狀態(tài)以及接地形狀受下述因素的接觸壓強(qiáng)大小和分布狀態(tài)以及接地形狀受下述因素的影響：影響： 1）輪載的大??；）輪載的大??； 2）汽車輪胎的充氣壓強(qiáng)；）汽車輪胎的充氣壓強(qiáng)； 3）輪胎的剛度和新舊程度。）輪胎的剛度和新舊程度。行車荷載 劉紅坡16v輪胎與路面之間的輪胎與路面之間的接觸接觸壓應(yīng)力壓應(yīng)力、接地形狀接地形狀和接和接

8、觸面積觸面積是非常復(fù)雜的，在進(jìn)行路面設(shè)計時，通常不考慮這些是非常復(fù)雜的，在進(jìn)行路面設(shè)計時，通常不考慮這些復(fù)雜的因素。復(fù)雜的因素。v將車輪與路面之間的接地形狀簡化為將車輪與路面之間的接地形狀簡化為圓形圓形。并且假定。并且假定在接觸面積內(nèi)，接觸壓應(yīng)力是在接觸面積內(nèi)，接觸壓應(yīng)力是均勻分布均勻分布的。的。簡化為雙圓均布荷載簡化為雙圓均布荷載雙圓雙圓當(dāng)量圓直徑當(dāng)量圓直徑輪胎對道路的靜態(tài)壓力pPd4Ppd42行車荷載 劉紅坡17輪胎對道路的靜態(tài)壓力v公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范（JTG D50-2006）中規(guī)定，）中規(guī)定，路面設(shè)計采用雙輪組單軸載路面設(shè)計采用雙輪組單軸載100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，

9、以作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ100表示。表示。BZZ100設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 軸軸 載載BZZ100 標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載P（kN）100 輪胎接地壓強(qiáng)輪胎接地壓強(qiáng)p（MPa）0.70 單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm)21.30 兩輪中心距（兩輪中心距（cm）1.5d100kNBZZ-100行車荷載 劉紅坡18v 當(dāng)車輛在路面上行駛時，除垂直荷載之外，作用在路當(dāng)車輛在路面上行駛時，除垂直荷載之外，作用在路面上的還有面上的還有水平力水平力，車輛不同的，車輛不同的運(yùn)動狀態(tài)運(yùn)動狀態(tài)，輪胎對道，輪胎對道路的水平力是變化的。路的水平力是變化的。輪胎對道路的水平力車輪作用于路面的垂直壓力

10、與水平力車輪作用于路面的垂直壓力與水平力a)停駐；停駐；b)起動、一般行使、加速；起動、一般行使、加速；c)減速、制動；減速、制動；d)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向行車荷載 劉紅坡19輪胎對道路的水平力v在行駛過程中，車輪受到路面給它的在行駛過程中，車輪受到路面給它的滾動摩擦阻力滾動摩擦阻力，路面也相應(yīng)地受到一向后的水平力。其大?。郝访嬉蚕鄳?yīng)地受到一向后的水平力。其大?。簐 T1=f P f =0.01-0.02（平整的（平整的AC、CPC路面）路面） f=0.04-0.05（有裂縫的（有裂縫的AC、CPC路面）路面）v車輛加速驅(qū)動或減速時，作用在路面上的水平力：車輛加速驅(qū)動或減速時，作用在路面上的水平力： v

11、T2= P v 附著附著系數(shù)系數(shù)，與路面的干濕和粗糙狀態(tài)有關(guān)與路面的干濕和粗糙狀態(tài)有關(guān)，一，一般為般為0.40.7。 行車荷載 劉紅坡20輪胎對道路的水平力v車輛制動時，作用在路面上的水平力：車輛制動時，作用在路面上的水平力： v T3= P v 摩阻摩阻系數(shù)系數(shù)（不超過縱向滑移摩阻系數(shù)）（不超過縱向滑移摩阻系數(shù)），與路，與路 面的干濕和粗糙狀態(tài)有關(guān)，在面的干濕和粗糙狀態(tài)有關(guān)，在0.7-0.80之間。之間。v車輛在曲線上行駛時，作用在路面上的橫向水平力車輛在曲線上行駛時，作用在路面上的橫向水平力約為約為0.1 P 。vT2 ,T3遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于T1，所以在，所以在經(jīng)常啟動、制動路段經(jīng)常啟動、制動

12、路段，設(shè)計時，設(shè)計時必須考慮輪胎給道路的水平力。必須考慮輪胎給道路的水平力。行車荷載 劉紅坡21輪胎對道路的水平力v對于瀝青路面，過大的水平應(yīng)力能夠引起面層產(chǎn)生擁對于瀝青路面，過大的水平應(yīng)力能夠引起面層產(chǎn)生擁包和剪切破壞等。包和剪切破壞等。行車荷載 劉紅坡22輪胎對道路的水平力v在城市道路和停車場以及上下坡路段，車輛經(jīng)常加速在城市道路和停車場以及上下坡路段，車輛經(jīng)常加速驅(qū)動和制動，設(shè)計時必須考慮驅(qū)動和制動，設(shè)計時必須考慮水平力水平力。v水平力假設(shè)水平力假設(shè)均勻均勻分布，與豎向力在相同的接觸面內(nèi)。分布，與豎向力在相同的接觸面內(nèi)。v對于不經(jīng)常對于不經(jīng)常加速驅(qū)動和制動路段，加速驅(qū)動和制動路段，路面設(shè)

13、計時一般不路面設(shè)計時一般不產(chǎn)考慮水平力。產(chǎn)考慮水平力。行車荷載 劉紅坡23輪胎對道路的動態(tài)影響動態(tài)變動v由于車輛自身的振動和路面的不平整，車輪實際上是由于車輛自身的振動和路面的不平整，車輪實際上是以一定的頻率和振幅在路面上跳動著。作用在路面上以一定的頻率和振幅在路面上跳動著。作用在路面上的輪載時而大于靜輪載，時而小于靜輪載，呈正態(tài)分的輪載時而大于靜輪載，時而小于靜輪載，呈正態(tài)分布。布。行車荷載 劉紅坡24輪胎對道路的動態(tài)影響動態(tài)變動v振動荷載的最大峰值與靜載之比稱為振動荷載的最大峰值與靜載之比稱為沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)。v影響沖擊系數(shù)的因素：影響沖擊系數(shù)的因素： 車速，車輛的減振性能以及路面平整的平

14、整度。車速，車輛的減振性能以及路面平整的平整度。v在設(shè)計瀝青路面時，由于瀝青混合料具有一定的粘彈在設(shè)計瀝青路面時，由于瀝青混合料具有一定的粘彈性和減振作用，以靜輪載作為設(shè)計荷載。性和減振作用，以靜輪載作為設(shè)計荷載。v在設(shè)計水泥混凝土路面時，由于水泥路面上接縫的存在設(shè)計水泥混凝土路面時，由于水泥路面上接縫的存在，而且水泥路面的剛度很大，車輛的振動較大，對在，而且水泥路面的剛度很大，車輛的振動較大，對路面的沖擊力也大，必須考慮車輛的沖擊力對路面的路面的沖擊力也大，必須考慮車輛的沖擊力對路面的損害。損害。行車荷載 劉紅坡25km/h行駛的汽車對路面施行駛的汽車對路面施加的荷載有瞬時性，加的荷載有瞬時

15、性，車輪通過路面上任一車輪通過路面上任一點，路面承受荷載的點，路面承受荷載的時間大約只有時間大約只有0.010.10s。路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)力出現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)力出現(xiàn)的時間很短，來不及的時間很短，來不及傳遞分布，其變形特傳遞分布，其變形特性不能像靜載那樣呈性不能像靜載那樣呈現(xiàn)得那樣完全現(xiàn)得那樣完全 。路面深度路面深度輪胎對道路的動態(tài)影響瞬時性行車荷載 劉紅坡26輪胎對道路的動態(tài)影響瞬時性v動荷載作用下路面動荷載作用下路面變形量的減小，主變形量的減小，主要是因為材料的粘要是因為材料的粘彈性因素而產(chǎn)生的彈性因素而產(chǎn)生的材料阻尼作用，也材料阻尼作用，也可理解為可理解為路面結(jié)構(gòu)路面結(jié)構(gòu)剛度的相對提高，剛度的相對

16、提高，或是路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或是路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的相對增大的相對增大。水泥路面瀝青路面lFK行車荷載 劉紅坡27交通量的調(diào)查v交通量：指一定時間間隔內(nèi)，各類車輛駛經(jīng)道路某一交通量：指一定時間間隔內(nèi)，各類車輛駛經(jīng)道路某一橫斷面的數(shù)量。橫斷面的數(shù)量。v方法方法1：獲取現(xiàn)有的交通流量觀測站的調(diào)查資料。：獲取現(xiàn)有的交通流量觀測站的調(diào)查資料。v方法方法2：臨時布設(shè)交通流量觀測站進(jìn)行調(diào)查。：臨時布設(shè)交通流量觀測站進(jìn)行調(diào)查。36511365iinn年平均日交通量：年平均日交通量：行車荷載 劉紅坡28交通量的調(diào)查交通量調(diào)查時的車輛類型貨車客車拖拉機(jī)非機(jī)動車小型貨車中型貨車小型客車小型拖拉機(jī)自行車大型貨車集裝箱貨車大型客

17、車大中型拖拉機(jī)人力車拖掛車畜力車行車荷載 劉紅坡29軸載的調(diào)查v實測車輛的軸重得到。實測車輛的軸重得到。v方法有：方法有： 靜態(tài)法靜態(tài)法：地磅。：地磅。 速度慢、不安全。速度慢、不安全。 動態(tài)法動態(tài)法：自動化軸載儀。：自動化軸載儀。 對交通影響小，自動記錄，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。對交通影響小，自動記錄，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。行車荷載 劉紅坡30軸載的調(diào)查v分別記下每類車輛通過的車輛數(shù)、軸次數(shù)和軸載。分別記下每類車輛通過的車輛數(shù)、軸次數(shù)和軸載。單軸雙輪-貨車軸載(kN) 軸數(shù)(次) 頻率(%)0 2000204010.54060126608068358010092471001202111軸載譜：各級軸載在整個車輛軸載譜

18、：各級軸載在整個車輛軸載組成中所占的比例。軸載組成中所占的比例。行車荷載 劉紅坡31軸載的調(diào)查v按車型車型分別整理成各級軸載作用頻率的直方圖，作為該類車輛的典型軸載譜。v每類車輛各級軸載的日作用次數(shù)= 此類車輛的日交通量該類車輛的軸載譜單軸單輪單軸單輪單軸雙輪單軸雙輪雙軸雙軸三軸三軸頻率頻率(%)軸載軸載(kN)行車荷載 劉紅坡32交通量隨時間的變化v調(diào)查所得為調(diào)查所得為某一年或幾年的交通量某一年或幾年的交通量。v要得到路面設(shè)計年限內(nèi)的總交通量，還需預(yù)估要得到路面設(shè)計年限內(nèi)的總交通量，還需預(yù)估交通量交通量在設(shè)計年限內(nèi)的發(fā)展在設(shè)計年限內(nèi)的發(fā)展。v準(zhǔn)確預(yù)估較為困難，通?？烧J(rèn)為設(shè)計年限內(nèi)的交通量準(zhǔn)確

19、預(yù)估較為困難，通常可認(rèn)為設(shè)計年限內(nèi)的交通量按按等比數(shù)列變化等比數(shù)列變化。v第第t年的交通量年的交通量Nt可由可由設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計年限內(nèi)第第1年的交通量年的交通量N1的的計算得到：計算得到：111ttNN行車荷載 劉紅坡33交通量隨時間的變化v需要預(yù)估需要預(yù)估交通量年平均增長率交通量年平均增長率 和和N1 。 可可根據(jù)最近若干年內(nèi)連續(xù)觀測到的交通量資料，分根據(jù)最近若干年內(nèi)連續(xù)觀測到的交通量資料，分析整理得到析整理得到交通量年增長率交通量年增長率 。 將將 外延外延得到設(shè)計使用期內(nèi)的得到設(shè)計使用期內(nèi)的 。某公路2005-2010年年交通量匯總使用年限年份2005 2006 2007 2008 200

20、9 20102011-2025交通量(萬輛)9095.4 103.2 105.8 115.2 120.5?年增長率(%)6.08.24.67.56.0?1111ttiiNN行車荷載 劉紅坡34設(shè)計年限內(nèi)累計交通量設(shè)計年限內(nèi)累計交通量Ne ：113651teNNNe 設(shè)計年限內(nèi)的累計交通量設(shè)計年限內(nèi)的累計交通量 N1設(shè)計初始年年平均日交通量設(shè)計初始年年平均日交通量 Nt設(shè)計末年年平均日交通量設(shè)計末年年平均日交通量 設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率 t設(shè)計年限設(shè)計年限 交通量隨時間的變化111qqaSnn行車荷載 劉紅坡35交通量在道路上的橫向分布v交通量Ne為所有行車道上

21、通過的往返車輛數(shù)的總和。v能否將Ne作為路面結(jié)構(gòu)疲勞破壞的設(shè)計參數(shù)？行車荷載 劉紅坡36交通量在道路上的橫向分布v若將若將Ne作為結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，則路面橫斷面上每一作為結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，則路面橫斷面上每一點所經(jīng)受的交通量都相同。點所經(jīng)受的交通量都相同。 車輛車輛輪跡只有一定寬度輪跡只有一定寬度，車輪通過時只能覆蓋，車輪通過時只能覆蓋路面寬度一小部分。路面寬度一小部分。 車輛在路面上行駛時，車輪軌跡在橫斷面中心車輛在路面上行駛時，車輪軌跡在橫斷面中心線附近一定范圍內(nèi)線附近一定范圍內(nèi)左右擺動左右擺動。v路面橫斷面上各點所受到的車輛作用次數(shù)，僅為路面橫斷面上各點所受到的車輛作用次數(shù)，僅為通過該斷面交通量的

22、一部分通過該斷面交通量的一部分。行車荷載 劉紅坡37交通量在道路上的橫向分布交通量在道路上的橫向分布v需調(diào)查輪跡在道路上的需調(diào)查輪跡在道路上的橫向分布規(guī)律橫向分布規(guī)律；v將車道斷面上將車道斷面上行車最集中部分行車最集中部分的車輪的作用次數(shù)作為的車輪的作用次數(shù)作為路面結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計的交通量。路面結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計的交通量。行車荷載 劉紅坡38車道上的車輪作用次數(shù)數(shù)該條帶上的車輪作用次某條帶的頻率 交通量在道路上的橫向分布交通量在道路上的橫向分布v通過現(xiàn)場觀測，測定在不同等級的道路上車輛輪跡分通過現(xiàn)場觀測，測定在不同等級的道路上車輛輪跡分布狀況的數(shù)據(jù)。布狀況的數(shù)據(jù)。25cm行車荷載 劉紅坡39交通量在道路

23、上的橫向分布v分車道行駛分車道行駛時，觀測局限于時，觀測局限于車道車道，分母是通過該，分母是通過該車道車道斷面的斷面的單向單向交通量交通量。車道上的車輪作用次數(shù)數(shù)該條帶上的車輪作用次某條帶的頻率 行車荷載 劉紅坡40交通量在道路上的橫向分布交通量在道路上的橫向分布v在在不分向混合行駛不分向混合行駛的狀況下，輪跡分布的觀測是在的狀況下，輪跡分布的觀測是在整整個路面寬度個路面寬度范圍內(nèi)進(jìn)行的。范圍內(nèi)進(jìn)行的。v分母值是通過分母值是通過整個路面斷面的整個路面斷面的雙向雙向交通量交通量。車道上的車輪作用次數(shù)數(shù)該條帶上的車輪作用次某條帶的頻率 行車荷載 劉紅坡41交通量在道路上的橫向分布v輪跡覆蓋帶寬度通

24、常為輪跡覆蓋帶寬度通常為50cm左右。左右。v兩個相鄰條帶頻率之和的最大值兩個相鄰條帶頻率之和的最大值就是就是輪跡橫向分布系輪跡橫向分布系數(shù)數(shù)。v行車最集中部分行車最集中部分的車輪作用次數(shù)的車輪作用次數(shù)=v 車道上的車輪作用總次數(shù)車道上的車輪作用總次數(shù)輪跡橫向分布系數(shù)輪跡橫向分布系數(shù)行車荷載 劉紅坡42交通量在道路上的橫向分布v行車最集中部分的車輪作用次數(shù)行車最集中部分的車輪作用次數(shù)N1=車道上的車輪作車道上的車輪作用總次數(shù)用總次數(shù)N0 輪跡橫向分布系數(shù)輪跡橫向分布系數(shù)。v在不分方向，車輛混合行駛時（二三四級公路），在不分方向，車輛混合行駛時（二三四級公路）， N0為通過為通過整個路面斷面的整

25、個路面斷面的雙向雙向交通量交通量Ne ， N0 = Nev在分方向，車輛分車道行駛時（高速和一級公路），在分方向，車輛分車道行駛時（高速和一級公路）， N0是通過是通過單車道斷面的單車道斷面的單向單向交通量交通量， N0 Ne行車荷載 劉紅坡43交通量在道路上的橫向分布v交通量交通量Ne為所有行車道上通過的為所有行車道上通過的往返往返車輛數(shù)，路面設(shè)車輛數(shù)，路面設(shè)計所依據(jù)的是計所依據(jù)的是交通量最大的車道上的交通量交通量最大的車道上的交通量。v應(yīng)該對交通量應(yīng)該對交通量Ne進(jìn)行修正得到設(shè)計車道的交通量進(jìn)行修正得到設(shè)計車道的交通量N0 行車荷載 劉紅坡44交通量在道路上的橫向分布v交通量最大的車道上的

26、交通量交通量最大的車道上的交通量N0 =總交通量總交通量Ne 方方向系數(shù)向系數(shù)車道系數(shù)車道系數(shù)。v方向系數(shù)方向系數(shù)為為一個行車方向一個行車方向的交通量占的交通量占整個行車道交通整個行車道交通量量的比例。的比例。 一般情況下，方向系數(shù)取用一般情況下，方向系數(shù)取用0.5。行車荷載 劉紅坡45v一個方向的車道數(shù)多于一個時，各個車道上的交通量不會相等。交通量在道路上的橫向分布行車荷載 劉紅坡46v路面結(jié)構(gòu)設(shè)計所關(guān)心的是貨車，大部分貨車行駛在慢路面結(jié)構(gòu)設(shè)計所關(guān)心的是貨車，大部分貨車行駛在慢車道上，慢車道上的交通量占該方向交通量的大多數(shù)。車道上，慢車道上的交通量占該方向交通量的大多數(shù)。v將將慢車道慢車道上

27、的交通量除以該方向的交通量，便可得到上的交通量除以該方向的交通量，便可得到車道系數(shù)車道系數(shù)。v設(shè)計車道上的交通量設(shè)計車道上的交通量N0 =總交通量總交通量Ne 方向系數(shù)方向系數(shù)車道系數(shù)車道系數(shù)交通量在道路上的橫向分布行車荷載 劉紅坡47軸載換算v由于公路路面上的車輛種類不同，載重不同，對路面由于公路路面上的車輛種類不同，載重不同，對路面的作用也不同。的作用也不同。v為了比較各種不同類型車輛對路面相對作用的大小，為了比較各種不同類型車輛對路面相對作用的大小，可按照一定的原則，采用可按照一定的原則，采用等效換算等效換算的方法，將各類不的方法，將各類不同軸載的作用換算為標(biāo)準(zhǔn)荷載的作用。同軸載的作用換

28、算為標(biāo)準(zhǔn)荷載的作用。行車荷載 劉紅坡48軸載換算v軸載換算：軸載換算：v將道路上行駛的某種車輛軸載的通行次數(shù)按照等效原將道路上行駛的某種車輛軸載的通行次數(shù)按照等效原則換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量通行次數(shù)。則換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量通行次數(shù)。v我國的標(biāo)準(zhǔn)軸載為我國的標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100BZZ-100。v在進(jìn)行在進(jìn)行軸載等效軸載等效換算時，應(yīng)該遵循兩項原則：換算時，應(yīng)該遵循兩項原則： 同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下達(dá)到相同的損同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下達(dá)到相同的損壞程度。壞程度。 對于某一種交通組成，不論以哪種軸載為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)對于某一種交通組成，不論以哪種軸載為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計算得到

29、的路面行換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計算得到的路面厚度相同。厚度相同。行車荷載 劉紅坡49瀝青路面軸載換算v 瀝青路面設(shè)計的軸載換算方程：瀝青路面設(shè)計的軸載換算方程：v 當(dāng)以彎沉進(jìn)行厚度設(shè)計及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時當(dāng)以彎沉進(jìn)行厚度設(shè)計及瀝青層層底拉應(yīng)力驗算時N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日；日；n1被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；日；P標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN； Pi被換算車輛的各級軸載，被換算車輛的各級軸載，KN；k被換算車輛的類型數(shù)；被換算車輛的類型數(shù)；C1軸載系數(shù)，軸載系數(shù)， C1=1+1.2(m-1),m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大于是軸

30、數(shù)。當(dāng)軸間距大于3米時，按單獨的米時，按單獨的一個軸載計算，當(dāng)間距小于一個軸載計算，當(dāng)間距小于3米時，按雙軸或多軸計算。米時，按雙軸或多軸計算。C2輪組系數(shù)，單輪組為輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為，雙輪組為1，四輪組為，四輪組為0.38。35. 4211PPnCCNiiKi行車荷載 劉紅坡50瀝青路面軸載換算v 瀝青路面設(shè)計的軸載換算方程：瀝青路面設(shè)計的軸載換算方程：v 當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算當(dāng)進(jìn)行半剛性基層層底拉應(yīng)力驗算N標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次，次/日；日；n1被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；日；P標(biāo)準(zhǔn)軸載標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN

31、； Pi被換算車輛的各級軸載，被換算車輛的各級軸載，KN；k被換算車輛的類型數(shù)；被換算車輛的類型數(shù)；C1軸載系數(shù)，軸載系數(shù)， C1=1+2(m-1),m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大于是軸數(shù)。當(dāng)軸間距大于3米時，按單獨的米時，按單獨的一個軸載計算，當(dāng)間距小于一個軸載計算，當(dāng)間距小于3米時，按雙軸或多軸計算。米時，按雙軸或多軸計算。C2輪組系數(shù)，單輪組為輪組系數(shù)，單輪組為1.85，雙輪組為，雙輪組為1.0，四輪組為，四輪組為0.09。811211kiSPNC C nP 行車荷載 劉紅坡51瀝青路面設(shè)計時的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次瀝青路面設(shè)計時的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次vNe設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次設(shè)計年限內(nèi)一個車道上的累計標(biāo)準(zhǔn)軸次(次次/車道車道)；v t設(shè)計年限（年）；設(shè)計年限（