1、第二章 荷载分析荷载：包括汽车荷载、飞机荷载和工业区荷载。一、引言1、 导致路面损坏的原因有两个，一是荷载因素，一是环境因素。2、 不同的荷载构型，如不同大小的车辆荷载、飞机荷载和港区荷载，将在路面中造成不同的应力、应变分布，从而造成不同的损伤。3、 车辆交通的渠化程度不一，在道路横断面上的分布不一，因此横断面上的每一点受荷载作用的频率相差很大。4、 车辆的动态影响，与车速有关，与路面的类型有关，与路面的平整度有关。5、 车辆在刹车、启动时，路面的受力与匀速行驶时有很大差别。6、 与规划、几何设计所不同的是，路面设计与管理中所关心的是车辆的轴重，而不仅是交通量的多少。7、 所以，仔细分析荷载的
2、特性，对于路面设计和管理是非常必要的。二、荷载类型1、汽车荷载汽车分为客车和货车。客车一般较轻，不做详细分类，仅区分为小客车（20 座）三类。货车可粗略地分为轻型、中型和重型货车三类。对路面设计和管理而言，仅考虑较重的车辆。轻型货车：12 吨荷载限：2000 年 2 月 23 日交通部超限运输车辆行驶公路管理规定(中华人民共和国交通部令 2000 年第 2 号)的对轴载质量和总质量的限定，若发生如下情况，则认为超限： 单车、半挂车、全挂列车车货总质量 40000kg 以上；集装箱半挂列车车货总质量46000kg 以上： 车辆轴质量大于：单轴（每侧单轮胎）载质量 6000kg；单轴（每侧双轮胎）
3、载质量 10000kg；双联轴（每侧单轮胎）载质量 10000kg；双联轴（每侧各一单轮胎、双轮胎）载质量 14000kg;双联轴（每侧双轮胎）载质量 18000kg;三联轴（每侧单轮胎）载质量 12000kg; 三联轴（每侧双轮胎）载质量 22000kg。其他国家的最大轴载和车辆总重1Country Maximum LoadSingle Axle, tGross VehicleWeight, tFranceGermanyItalyNetherlandsUK121012910.23836405038注：英国，轮胎位于轴的两端时规定为 10.2 吨，轮胎在轴中间隙布置时可放宽至 11.2 吨。2
4、、飞机荷载 主起落架承担飞机总重的 90%以上。 由于飞机在起降的整个过程中起重量不断发生变化，所以设计时在不同的部位采用不同的重量。部位 设计荷载停机坪，平滑道 最大滑行重量跑道 最大起飞重量进出口滑行道 最大着陆重量3、工业区荷载 工业区有许多特殊荷载，有些非常重，有些轮载非常多，在进行这些区域的道路铺面设计时，应该注意考虑荷载的特殊性。 实际上，机场、工业区的荷载虽然很大、很复杂，但因荷载作用次数少、设计体系简单，所以对荷载的处理比较简单。对道路设计而言，因荷载作用次数多，所以对荷载的考虑比较复杂。三、典型荷载图式1、轮胎-路面接触压力分布2、荷载作用形状与面积3、标准荷载 如何考虑复杂
5、荷载的作用？采用等效的标准荷载方法。 我国的标准荷载定义为黄河车（JN-150）和解放车（ CA-？）后轴荷载。轴重100kN,轮重 25kN。接地特性为圆形均布，半径？，平均接地压强为 0.7Mpa。四、荷载的动态特性1、影响荷载-路面动态作用特性的因素 车辆方面：减振系统，速度，轴型，轮胎性质，总重，额定重量 道路方面：平整度，路面类型，加减速，纵坡，横坡2、瞬时性 表面层作用时间很短，行车速度小于 72km/h 时，仅 0.01-0.1 秒。 车速越大，作用时间越小。 深度越大，作用时间越长，甚至可能更加滞后。 表面承受大荷载、短作用时间，深处承受小荷载、长作用时间。如下图。 不同路面类
6、型，车速的影响是不同的，说明了路面材料的粘滞性，下图。1、动态变动指轮地作用力的非恒定特性。轮地作用力围绕着静载而上下波动。如图所示。 行车速度越大，变异系数越大 与平整度有关 与轮胎、路面的刚度有关 导致路面受到的动荷载与静载不同2、水平力 与路面类型、潮湿程度、轮胎类型和新旧、行驶状态等有关。 车辆载行驶过程中，路面和车辆受到的水平力主要是滚动阻力，仅为重量的 5%以下。 刹车和启动时，水平力要大得多，界于纯滑动摩擦力和最大附着力之间。五、交通分析1、交通量及交通增长率 对于路面工程而言，轻型车辆对路面的影响不大，人们主要关心的是重车的影响。所以，统计交通资料时应按照轻车、重车分别统计。
7、交通增长应考虑两方面的因素，一是行经的车辆数的增长，另一个是汽车重车比例、载重量或满载率的增长。当道路交通趋于饱和时，交通荷载的增长主要由后者提供。2、轴载组成 轴载谱的表达（见图） ，这是轴的比例，是否记录前轴？在自动的系统中，实际上记录了前轴；在人工（目测）的系统中，应做约定。实际上，在人工系统中，记录的是车辆数。3、标准荷载与等效换算 为了简化混合交通考虑，采用标准荷载与等效换算的方法，将各类不同荷载换算为标准荷载。等效换算的概念在工程中是经常使用的方法。 此概念由 AASHO（1958-1962）研究计划首先提出，产生了深远的影响。AASHO试验研究形成了 AASHO 设计的基础。 等
8、效性原理：路面结构在不同荷载作用下达到相同的状态，即称这两种荷载的作用次数是等效的。等效性是相对的，与等效指标、材料性能等因素有关。 等效性考虑方法-荷载换算法 nsiisi PN式中， 为与轴型（单轴、双轴或三轴）和轮组轮数有关的系数n 为与诸多因素有关的指数。 等效性考虑方法-Miner 定律，即线性疲劳迭加率当=1 时，疲劳寿命结束。1iN 影响因素等效指标材料类型结构组成路面状态 指数示例n=4（柔性基层） 、8（半刚性基层）n=16（室内结果）4、轴载的横向分布 路面横断面上承受的轮胎作用次数是不同，即轮迹在横向不是均匀分布。 交通管理越严格、越渠化，横向分布越不均匀。 观测方法 交通量的横向分布、重载的横向分布、标准轴载的横向分布5、飞机荷载概念与道路荷载类似，但一些术语不同，如覆盖率。
