第六章行车荷载
※ 6.1 6.2 6.3
路面结构及其分类 交通荷载及其对路面的作用 标准轴载及轴载换算 路面材料设计参数
※ 路面结构及其分类
1、沥青路面 2、我国常用的高速公路沥青路面的结构 3、水泥混凝土路面 4、路面的结构层次与材料要求 5、路面的分类
1、沥青路面(Asphalt Pavement)
➢ 柔性基层沥青路面(Asphalt pavement with flexible base) ➢ 半刚性基层沥青路面(Asphalt pavement with semi-rigid base) ➢ 刚性基层沥青路面(Asphalt pavement with rigid base) ➢ 全厚式沥青路面(Full Depth asphalt pavement)
4、路面的结构层次与材料要求
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的 垫层及土基，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功 能层（对于水泥砼路面）。 特点：它应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能 力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地 下水影响，也可受温度影响变形，因此仍应具有足够的水温稳定性； 同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。 材料：材料主要有各种结合料稳定土或稳定碎石、贫水泥砼、天然 砂砾、碎石/块石/片石/砾石、工业废渣结合混合料等。当用不同 材料修筑基层时，最下层的统一材料层称为底基层，它可就近使用 当地的材料或土。
4、路面的结构层次与材料要求
5、路面的分类
路面类型可从不同角度来进行划分，一般常按照面层所用的材料 来进行区分，如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等等。但 在工程设计中，则主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似 性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和体结构刚度较小，荷载作用下的弯沉变形较大，抗弯 拉强度较低，传递给土基的单位压力也较大，它主要包括各种未 经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层 组成的路面结构。 刚性路面主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构，其强度 高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给基础的单位压力小。 半刚性路面通过改善沥青混凝土性能使其呈半刚性特性，其刚度 介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。
4、轮压与压圆
➢ 轮胎对路面的静态压力大小与胎内压相接近，压面近似为圆形， d由p、P来计算，p可近似取轮胎气压。
➢ 汽车的轮压与压圆
4、轮压与压圆
➢ 荷载圆半径和直径 ➢ 对于双轮组车轴，可以按双圆考虑，也可以按单圆对待，其当
量圆的直径计算如下：
a)双圆荷载的当量圆半径δ：
b)单圆荷载的当量圆直径D：
6.1 交通荷载及其对路面的作用
1、行车荷载及其对路面的影响 2、车辆的种类与作用特点 3、轴轮组与轴重 4、轮压与压圆 5、运动车辆对道路的动态影响
1、行车荷载及其对路面的影响
➢ 汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面结构损 伤的主要原因；
➢ 它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载； ➢ 汽车荷载的特性包括汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的布
5、运动车辆对道路的动态影响
➢ 道路上行驶的汽车除给路面施加垂直静压力外，还施加水平力 和振动力，对路面固定点而言，这种影响又具有瞬时性和重复 性。
4、路面的结构层次与材料要求
路面结构按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响 程度的不同分成若干层次，通常按照各个层位功能的不同划分为面 层、基层和路基三个层次，其中基层包括底基层在内。
4、路面的结构层次与材料要求
面层： 直接同行车荷载、大气接触，承受较大的行车荷载作用（包 括冲击），同时受到降水、气温等的影响。 特点：与其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力，较 好的水稳定性和温度稳定性，而且应耐磨、不透水、抗滑、平整（另 外还应能适应基层开裂对其影响）。材料的使用应能适应此功能要求。 材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。
4、路面的结构层次与材料要求
路基垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度 状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基 处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力，减小土基的 应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。一般垫层修于特定状况道 路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土 保温隔温等。 材料：材料主要有松散粒料类透水层或稳定土等稳定隔离层。
置、汽车轴载的时间分布特性、以及汽车静态与动态荷载的特 性比较等不同方面。
2、车辆的种类与作用特点
➢ 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； ➢ 货车又分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。 ➢ 汽车及其客货总重量通过车身传递到车轴，再传递到车轮，最
终由轮胎传递到路面，因此，路面结构设计主要以轴重或者轮 压来进行控制。
2、车辆的种类与作用特点
轴载－－轴型分布 ➢ 单轴单轮 ➢ 单轴双轮 ➢ 双轴单轮 ➢ 双轴双轮 ➢ 多轴多轮
2、车辆的种类与作用特点
汽车的轴型
2、车辆的种类与作用特点
汽车的轴型简化图
3、轴轮组与轴重
➢ 整车分前轴和后轴，绝大部分车辆的前轴为两个单轮组成的单 轴（轴载约为P/3），极少数汽车前轴为双轴单轮组（轴重约 为P/2）。大部分货车后轴由双轮组组成，有单轴、双轴和三 轴等三种，大部分轴重在100KN以下，一般都在60～130KN 范围以内。
2、我国常用的高速公路沥青路面的结构
➢ 高速公路沥青路面结构
3、水泥混凝土路面
➢ 普通混凝土（JPCP） ➢ 钢筋混凝土（JRCP） ➢ 连续配筋混凝土（CRCP） ➢ 钢纤维混凝土 ➢ 预应力混凝土、装配式混凝土、碾
压混凝土
4、路面的结构层次与材料要求
由于行车荷载、自然因素等对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱， 路面的强度、抗变形能力和稳定性也应随深度而逐渐降低要求，因 此，路面的结构应分层铺筑，分为若干层次结构，并按各结构层次 的特定状况进行相应的材料要求。