路面設計~02章車輛與交通講稿-wenkub
2022-09-15 17:55:07 本頁面
【正文】 下輪胎壓力和主輪軸輪數對剛性路面要求厚度的影響。 2－ 1 車輛對路面的作用 （一） 車輛輪軸型式和荷載 公路 路面設計中，通常用輪組系數和軸數系數來考慮車輛的輪數和軸數。 機場道面設計中，通常以使用該機場的主要飛機的最大起飛質量作為計算依據。由 圖可見。由圖可見，輪胎壓力對表層垂直應力影響很大，當深度達 90cm（ 36in）以下時，輪胎壓力對垂直應力就沒有影響了。由圖可見，采用雙輪比單輪可以顯著改善路面體系的垂直應力狀態(tài)。 作用在路面表面的水平荷載的作用時間是很短的。 因此，當瀝青路面上層可能因水平力過大而引起破壞時，應對水平荷載進行驗算，必要時設置保護層（磨耗層），以改善瀝青路面上層的受力狀態(tài)。如果已知分布曲線的數值特性和使用車輛容量，便能求得荷載在路面任一斷面的作用次數。 對機場道面，在預計使用的車輛中， 以運行次數最多和主輪軸荷載較大的車輛作為設計 荷載 對飛機荷載 。 重復作用次數是指路 面通行寬度內每一點都承受一次荷載作用的次數。 知道了飛機年重復作用次數，就可以求得道面在設計使年限內飛機的累重復作用次數。試驗表明，在一定的應力比（荷載應力 /彎拉強度）條件下，容許荷載的重復次數也是一定的。而計車型的選用必須使該車型對路面作用的響應較大，同時又能反映設計輛水平。對中國，由于市場經濟逐步建立公路貨運性為貨運部門主要考慮的因素。 P GK KMNz d? （ 3－ 11） 式中 G――設計車輛的最大起飛重量（ kN）； Kz――主輪軸荷載分配系數； Kd――動載系數； M――主輪軸個數； N――一個主輪軸上的輪數。 tG －－為任何階段耐用性指數的 變化 tpC?0 與耐用性指數達到 破 壞標準即 ?tp 時的總損失 ?C 之比的對數值。 路面 設計原理與 方法 第 12頁 單后軸間的換算公式 若以單后軸軸載 100KN（ 22klbf）作為標準軸載，則 P =22， 0L =1 log . . log ( ) . log ( )N SN G t22 225 93 9 36 1 4 79 22 1? ? ? ? ? ? ? 其它的單后軸軸載為 x klbf 時， P =x, 0L =1，則： log . . log ( ) . log ( )N SN x Gx t x? ? ? ? ? ?5 93 9 36 1 4 79 1 ? 兩式相減得： lo g . lo gNN x Gx t x22 224 79 122 1 1 1? ?? ? ???? ???? ? （ 2— 16） 同樣如以單后軸 82KN（ 18kibf）為標準軸，則 ???????? ?????xxGxNN ?? 11118 1l og1818 （ 2— 17） 這就是不同單后軸軸載間的換算 公式。 （ 2）雙后軸的換算公式 如其他車型為雙后軸，則 0L =2 每軸荷載為 xklbf，則總軸載為 P =2x，其軸載通過數以 xN2 表示，則它與 100KN（ 22klbf）單后軸標準軸載的換算公式是： ???????? ?????? xx GxNN 222222 112l 22l og ?? o g11122 1l o 2l o g)(11122 1l o 222222??????????????? ??????????????? ?????xxGxGx???? 由于xx SN xSN x ?? ?? ????? ??? 2 )1( )1()1( )22( 所以上式中中括號內結果與單后軸換算式相等，則 22222 ?? xx NNNN 路面 設計原理與 方法 第 13頁 xx NNNN 22222 ? （ 219） 即雙后軸只等于其單軸的 倍。 (2－ 28) 式中： ? —— 拉應力系數 或： ??12 12???? ???PPb39。 從半剛性基層材料疲勞規(guī)律及結構強度系數的研究中已知，半剛性基層材料確定時， B B1 2? ，由于軸載換算是在同一類型路面結構上進行，故 B B c c1 2 1 2? ?, 39。 (2－ 30) 根據等效原則，按 1 型軸載作用 N1 次的容許拉應力 ?R1 設計的路面結構應與按 2 型軸載作用 N2 次的容許拉應力 ?R2 設計的路面結構相同，所以 ? ?R R1 2 等于同一結構不同軸載作用下的拉應力比 ??1 2 ，即： ?? ??RRc cNN NN12 12 12 21? ? ??? ??? ? ??? ???? 39。 （ 2－ 32) 或： NN PPb c1221? ??? ???39。新規(guī)范 統一采用 BZZ100作為標準軸載。 當進行半剛性基層層底拉應力驗算時，凡軸載大于 50kN 的各級軸載 (包括車輛的前、后軸 ) P1 的作用次數 n1 ，應按下述公式換算成標準軸載 P 的當量作用次數 N39。39。 當軸間距小于時，雙軸或多軸的軸數系數按下式計算。會議結論：該指數應根據路面結構層的不同組合和材料性質決定。 此式幾乎成了各國通用的、唯一換算公式，但它所依據疲勞損壞概念和指標主要適于 AASHO 法。其實，根據同一個疲勞損壞標準和相應的方程是可以按等效原則導出與之匹配的軸載換算公式。對 小梁疲勞試驗結果進行重新整理后，得出式 (239)。在有限元分析中，已為各級軸載匹配了相應的輪壓面直徑。 式（ 239）在各種荷載作用下的復相關系數變動于 之間，按式（ 241）計算的應力值，同直接從應力圖查得的數值相比，其相對誤差絕大部分低 于 3％，個別達到 4－ 5％。式（ 245）即為： NN PP n122119 115? ??? ???. （ 248） 現以單后軸為標準軸載，取表 1 中 n 的平 均值 ，則單后軸
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