第2章行车荷载分析
----是路面的主要荷载对象,路面结构损坏、路基失稳 的主要因素,汽车车辆主要分为客车和货车两大 类。
导致路面破坏破坏的因素有哪些? 汽车对路基路面作用力的大小、特性、分布、持续时间、
在使用期内行车的变化情况及数量。
本章要了解的内容? 1、车辆的类型、轴型及标准荷载。 2、车辆对路面的作用力。 2、交通量和轴载谱第2章。行车荷载分析
2、牵引车类
通过铰连接,后可加拖车,有单后轴和双后轴,各轴由一对单轮或两 对双轮组成。
3、挂车 类 在载重车后附加挂第车2章,行配车荷有载分一析对单轮或双轮。
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轴型分类图
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数字为轴型代号
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2.2 车辆的重力作用
汽车对路基路面的作用主要包括:自重和载重 荷载怎样传递?
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图 竖向应力脉冲时间随车速和深度的变化 (第曲2章线行车上荷数载分字析为车速,km/h)
等值弯沉l
刚性板的板底压强呈鞍形分布,平均为柔性板的 / 4 ,故其板底弯沉为
单圆柔性板中心处的 / 4
(3)双圆荷载
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四、等代荷载 一般将车辆荷载换算成等代均布土层厚度计算。见第六章 和第七章。
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2.3 行车的动态影响
行车条件下除了重力,还有动力作用、水平力及瞬时和重 复性等。
2、自卸车满载重量为15-50吨,矿山、材料运输,车速40-50km/h
3、牵引车自重5吨,可牵引100吨以上的重量。
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(bus) 客车
小客车 中客车 大客车
整车
常见车辆基本参数
车速高,自重和满载重量小120km/h以上 6-20个座位 20个座位以上,长途客运和城市公共交通 货箱与汽车发动机一体。
表示,称为单圆荷载。 每一侧双轮用两个圆
表示,称为双圆荷载。 单圆当量圆直径
双圆当量圆直径
P—作用在车轮 上的荷载,KN; p —轮胎接触压力,kPa;
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三、路基受力状况 1)行车荷载和自重是作用在路基的两种主要外力,对于路 基都按照竖直荷载考虑? 2)行车荷载产生附加应力,对于路基的扰动影响随深度降低; 自重应力随深度变大 3)附加应力作用是瞬时的,自重应力作用是永久的; 4)行车荷载或车轮荷载可变,对于某一深度的路基土体影 响较大,我们将这样的深度叫做路基工作区,确切深度大约 在附加应力为自重应力的1/10~1/5左右。
轴重是路面设计的关键,不同汽车、其轴重和车轮的组合也不同。
轮轴组合主要有三大类:
1、固定车身类(整车客货车)
1)前轴: 两个单轮组成的单轴占绝大部分,轴载一般为车身总重的1/4-1/3。极 少数为双轴单轮,约占1/2,轴载一般为车身总重的一半。 2)后轴: 有单轴、双轴、三轴类型。大部分为双轴双轮。
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轮载的动态变动可以看作为正态分布,主要影响因素有:
1、行车速度---车速越高,变异越大 2、路面的平整度---平整度越差,变异越大 3、车辆的震动特性---轮胎越软,减震好,变异越小
二、轮载作用的瞬时性
车辆行驶,路面某点所受轮 载的时间很短,一般只有0.010.1s。而路面以下不同深度应 力持续时间较长。
二、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。
2.接触压力
直接取轮胎内压力作为接触压 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
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单位压强p大致与轮第2章胎行车的荷载内分析压相等,一般为0.4-0.7MPa。
荷载由轮胎传递给路面、再由路面扩散到路基。
一、汽车对道路的静力作用
1、定义:静止状态的汽车对道路的作用,称为静力作用,其大小主要 取决于车轮总重。
2、影响因素: 1)汽车轮胎的内压力。 2)轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状。 3)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,以圆第形2章表行示车荷。载分析
P
σ1
σ2
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σ1+ σ2
1. 点荷载下的荷载
E0
P(1 02 ) rlr
P r
lr
2.圆形均布荷载作用下的荷载
压强p
(1)单圆荷载——柔性板
w
圆形均布荷载的压强为p,半径为,利用集中荷载公式,通过积分建 立距荷载中心点r处的弯沉。
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(2)单圆荷载——刚性板 P
轮胎与路面接触面的近似计算 近似于椭圆形,在工程设计中采用圆形接触面积。 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下式确 定。
P p
P-----车轮荷载 p-----轮胎汽压 δ----接触面当量圆半径
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双轮组车轴: 每一侧双轮用一个圆
2.1 车辆的类型和轴型
一、车辆的类型
小型客车
包括小卧车、面包车。车速高(>100km/h)、空车、满载重量小, (>1.2吨)。
大型客车
包括城乡客车。车速不小于60km/h、满载重量>10吨。
载货汽车
包括载货汽车、自卸车、牵引车、拖车、平板车、集装箱车。 1、载货汽车,车速70-80km/h、满载重量为5-15吨。
一、运动车辆对道路的动力作用 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。
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车辆行驶,路面的弯沉随荷载带度变化而变化。
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图 车速同路面变形的关系 1—水泥混凝土路面,角隅弯沉量
或边缘应变量随车速变化; 2—沥青路面,表面总弯沉量随车速的变化。
货车
牵引式挂车
(truck)
牵引式半挂车
牵引车与挂车分离 牵引车与挂车分离,铰接。
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各种车型评价
路面设计中,以轴重作为荷载标准,重型货车与大客车起决定作用。评定路 面表面特征时,如路面的平整度、防滑性,应考虑小客车的安全性和可靠性。
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二、汽车的轴型、轴载
我国公路与城市道路路面设计规范中以100kN作为设计标准轴重。