【文章內(nèi)容簡介】 相應(yīng)地受到一向后的水平力。 0S UP?? u：滾動摩阻系數(shù)同輪胎類型，路面狀況及車速有關(guān)，車輛在制動或驅(qū)動過程中。 bbS f P?? f:車輪與路面間的附著率，最大值不起過路肌與輪胎之間的附著第數(shù)中，則有： maxmaxQPqp?????? ? 與路面類型，濕度以及行車速度有關(guān) 2232.()P fg? 。路面必須保持足夠的附著系數(shù)，這是保證已常行車的重要條件。 輪載的動態(tài)變動 以一定車速行駛在路面的車 輛，由于自身的振動和路面的不 態(tài)，其車輪實際上是以一定的頻率和振幅在路面上跳動著，作用在路面上的輪載時而大于靜輪載，時而小于靜載，輪載的這種動態(tài)變動，可以似看作為是已態(tài)分布。 1)變異系數(shù) =標(biāo)準(zhǔn)偏差 /靜輪載 Cv 隨以下三個因素而變化 a、行車速率 v? Cv? b、路面的平態(tài)度越差 vC? c、車輛的振動特性：輪胎越軟，減震裝置的效果越好 vC? 2)沖擊系數(shù)＝動輪載 /靜輪載＜ 路面設(shè)計時，有時以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設(shè)計輪載。 3)設(shè)計中如何考慮動力作用的影響？ a、柔性路面設(shè)計中不考慮動力作用的影響； b、剛性路面設(shè)計中考慮超載和動載等因素澤路面疲勞損壞的綜合影響系數(shù)Kc 4)汽車荷載對路面的多次重復(fù)作用也是一項重要的動態(tài)影響。 5)輪載作用的瞬時性 17 作用時間（ ～ ）：動載作用時間越短，路面變形越小。動載作用時間短，路面變形來不及像靜載作用時那樣充分，故變形較靜載作用時小，此時相當(dāng)于 加大了路面的強度 33( 2 5. )fg P? 五、交通分析 交通量：指一定時間間隔內(nèi)各類車輛通過某一道路橫斷的 數(shù)量。 對于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅要搜集交通總量，還必須區(qū)分不同的車型，其初始年平日交通量36511 365iiNN??? （ Ni 為每日實際交通量）設(shè)計年限內(nèi)累計交通量 1365 [(1 ) 1]te NNrr? ? ?或1365 [ (1 ) ]2 (1 ) tte tNNrrr ???? tN — 設(shè)計的末 年平均日交通量； r — 設(shè)計年限內(nèi)交通量年平均增長率 t— 設(shè)計年限 軸載組成與等效換算 1)軸載組成（軸載譜）：各級軸占比例 2)等效換算原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在水同軸載作用達(dá)到相同的疲勞損壞時，相應(yīng)的作用次數(shù)被認(rèn)為是等效的。 ()nsii sNPy Ni P? ? ? （ 2－ 8） P35 yi— 軸載換算系數(shù)； ? — 反映軸型和輪組影響的系數(shù) n— 同路面結(jié)構(gòu)特性相關(guān)的系數(shù) 瀝青路面，水泥磚 路面和半剛性路面的結(jié)構(gòu)特性不同，損傷的標(biāo)準(zhǔn)也不同，因而系數(shù) ? 和 n 的取值各不相同。 輪跡橫向分布 由于車輪的輪跡寬度遠(yuǎn)小于道的寬度，因而總的軸載通行次數(shù)即不會集中在橫斷面某一固定位置，中能平均分配到每一點上，而是按一定協(xié)作者規(guī)律分布在車道橫斷面上，稱向分布跡的橫向分布。 在路面設(shè)計中，用輪跡橫向分布系數(shù) y來反映輪跡橫向分布頻率的影響，通常取輪跡覆蓋寬度（約 50cm）即二個條帶頻率之和稱為輪跡橫向分布系數(shù)。 18 19 167。 環(huán)境因素影響 路基土和 路面材料的強度現(xiàn)剛度隨路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和濕度的變化有時會有大幅度的增減。 37( 2 10. )fg P?? 大氣的溫度在年內(nèi)和同內(nèi)發(fā)生著周期性變化，同大氣直接接觸的路面溫度也相應(yīng)地在年內(nèi)和日內(nèi)發(fā)生著周期性變化。路表溫度的起伏，同氣溫的變化幾乎完全同步，由于太陽輻射熱被路面吸收，路表面的溫度較氣溫高。瀝青面層最高溫度高出氣溫 23C ；水泥磚面層的最高溫度高出氣溫 14C 。 瀝青路面： 熱 穩(wěn)定性：氣溫升高，瀝青路面的剛度，強度降低，并易產(chǎn)生車轍、推擠、擁包、波浪等破壞現(xiàn)象。 低溫抗裂性：溫度降低時，瀝青路面易發(fā)生斷裂、網(wǎng)裂等破壞。 水泥硅路面 硅路面受溫差的影響，體積會發(fā)生變化。 圖 當(dāng)硅面極受約束時，產(chǎn)生翹曲變形。 167。 土基的力學(xué)強度特性 一、路基受力狀況： 路基承受著路基自重和汽車輪垂這兩種荷載，因此在一定深度范圍內(nèi)，路基土處于受力狀態(tài)。 設(shè)車輪荷載為一圓形均布垂直荷載，路基為一彈性均度半空間體，則： 圖 B? ：由路基自重 引起的應(yīng)力 Z? ：由輪重 P 引起的應(yīng)力 zB??? ：應(yīng)力之和 21 ZPZD? ? ? ?? ? ?? ?? （ 2－ 10） B Z???? （ 2－ 11） 20 路基工作區(qū)任一點處的垂直應(yīng)力包括由車輪荷載引起的 z? 和由土基自重引起的 B? 兩者的共同作用。 二、路基工作區(qū)（應(yīng)力工作區(qū)） 從路基頂面到 1ZB n?? ? 時的深度 aZ （ 1n 很小，僅為 1110 5 ），該范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。 3a k npZ r?? （ 2－ 12） aZ 隨 P 的增加而加大。 當(dāng) aZ ＞路基填土高度時，天然地基的土層和路基應(yīng)同時滿足路基工作區(qū)的設(shè)計要求，并充分壓實。 三、路基土的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 路基土在荷載作用下，產(chǎn)生的變形包括了彈性變形和塑性變形兩部分，即卸荷后其變形不能完全恢復(fù)到加荷前的狀況。 以壓入承載板試驗來研究土基的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，逐級加荷卸荷，記錄施加于承載板上的荷載及由該荷載所引起的沉降變形。由試驗得知，土基的垂直變形 隨壓力P 的增加而增長，其關(guān)系如下： 圖 Ⅰ階段：彈性階段，土基受彈性壓縮，變形發(fā)展緩慢， 11p? 近似呈直線變化。 Ⅱ階段：彈塑性變形階段。外力作用下的變形增長較快，土基已產(chǎn)生塑性變形。 Ⅲ階段：出現(xiàn)彈塑性變形后，如果壓力繼續(xù)增加，最后使土基失去抵抗變形的能力，此時即使荷載不再增加，變形亦不能穩(wěn)定下來，隨作用時間的增加而達(dá)到破壞。 從 p? 曲線中可知路基土受荷產(chǎn)生的變形中包含著彈塑性變形的非線性性質(zhì) ，但在確定土基的設(shè)計參數(shù)時，采用局部線性化的方法，即土基受外荷作用下的變形值控制在某一范圍內(nèi)（規(guī)范取 1mm? ），并在這微小變形范圍內(nèi)的 p? 曲線視為線性關(guān)系。 21 用以下幾個模量值來表示土的特性。 圖 1)初始切線模量 itE ：應(yīng)力為零時的應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線的正切，代表加荷時的應(yīng)力 — 應(yīng)變狀態(tài)； 2)切線模量 tE ：某一應(yīng)力級處 應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線的斜率。反映該級應(yīng)力 — 應(yīng)變變化的精確關(guān)系； 3)割線模量 sE ：以某一應(yīng)力值對應(yīng)的曲線上的點同起始點相連的割線斜率。反映土基在某一應(yīng)力工作范圍內(nèi)應(yīng)力 — 應(yīng)變的平均狀況。 4)回彈模量 E。應(yīng)力卸除階段，應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線的割線模量，反映土的彈性性質(zhì)的特殊的割線模量，可作為路面設(shè)計中常用的參數(shù)。 前三種應(yīng)變均包括了彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變，第四種應(yīng)變只包括了彈性應(yīng)變。 土的流變性 (蠕變性 ) 路基土在荷載作用下的變形，不僅與荷載大小有關(guān)，而且與荷載作用的持續(xù)時 間有關(guān)。 承受重復(fù)荷載作用下的特性： (1)重復(fù)荷載的作用規(guī)律：塑性變形隨荷載作用次數(shù)增加不斷產(chǎn)生塑性變形積累；使總變形增為大，但每一次產(chǎn)生的塑性變形卻逐漸減小。 (2)土基在荷載的重復(fù)作用下，產(chǎn)生的變形積累，可能導(dǎo)致兩種不同的結(jié)果： ①土顆粒之間進(jìn)一步靠攏，土體逐漸密實，這對提高土的強度和剛度有利。 ②當(dāng)荷載重復(fù)次數(shù)過多或荷載過大時，會形成引起土體整體破壞的剪切面，造成土體破壞。 出現(xiàn)何種結(jié)果，取決于以下三種因素： a、土的類別和所處的狀態(tài)； b、應(yīng)力水平 (相對荷載 )：重復(fù)荷載應(yīng)力同一次靜載時的應(yīng)力極 限強度之比值： 應(yīng)力水平 = 重復(fù)荷載應(yīng)力 =pp? 一次靜載時的應(yīng)力極限強度 當(dāng) ?? 時，土體不發(fā)生破壞。 C、作用荷載的性質(zhì)和加荷速度。即每次荷載作用的持續(xù)時間和間歇時間。 167。 土基的承載能力 22 表征土基承載能力的參數(shù)指標(biāo)有回彈模量，地基反映模量和加州承載比(CBR)等。 一、土基回彈模量 反映土基在瞬時荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì)。 柔性承載板測定 0E ；土基與壓板之間的接觸壓力為常量 2() pPr a?? 承載板的撓度 ()r 為：200202 (1 )4 (1 )rrapaEpaE????????? 實際測定中，剛性承載板用得較多，因為其撓度易測量，壓力容易控制。 試驗時宜采用逐級加載卸載法，每級增加 aMP ，待卸載穩(wěn)定 1min 時，則停止加載。 200(1 )2 iiPaE ? ????? ( 0? 為土基泊松比 ) 二、地基反應(yīng)模量 K Winkler 地基假設(shè) 土基頂面任一點的彎沉 ，僅同作用于該點的壓力成正比，而同其相鄰點處的壓力尤關(guān)。即： pk? 通常規(guī)定按彎沉量 ? (或壓力 70 cp kp? )，由上式確定 k 值， (剛性承載板法 ) 承載板直徑 7 6 3 0D cm D cm??或 76 ? 若彎沉 只考慮回彈彎沉，則 ? 三、加州承載比 (CBR) 一種評定材料承載能力的指標(biāo)。 材料的 CBR 值是指試料貫入量達(dá) 時，與標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量 23 時標(biāo)準(zhǔn)壓力的比值。 1 0 0 % 1 0 0 %7 . 0sppC B R p? ? ? ? 注：①試件頂面壓入變形速率 ； ②當(dāng)貫入度為 CBR 值小于貫入 度為 CBR 值時，應(yīng)采用后者為準(zhǔn)； ③ CBR 值在一定程度上反映了某一變形級位時荷載同變形的關(guān)系，也是一項剛度指標(biāo)，但 CBR 試驗為室內(nèi)小比例的模型試驗， 剛度以相對值表示。 167。 路基的變形、破壞及防治 (自學(xué) ) 一、路基的主要病害 二、路基病害防治 167。 路面材料的力學(xué)強度特性 強度是指材料達(dá)到極限狀態(tài)或出現(xiàn)破壞時所能承受的最大荷載 (或應(yīng)力 )。路面材料可能出現(xiàn)的強度破壞通常為： (1)因剪切應(yīng)力過大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動面的滑移或相對變位； (2)因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過大而引 起的斷裂。 一、抗剪強度： 路面結(jié)構(gòu)層因抗剪強度不足產(chǎn)生破壞的情況有： (1)面層路面結(jié)構(gòu)層較薄，總體剛度不足、土基剪應(yīng)力過大，導(dǎo)致路基路面整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切破壞； (2)內(nèi)部剪應(yīng)力過大而引起部分結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生剪切破壞； (3)面層材料抗剪強度較低，在受較大的水平推力時，面層產(chǎn)生縱向或橫向推移的各種剪切破壞。 c? ? ??? ? ? ?—— 法向正應(yīng)力 c—— 材料的粘結(jié)力 對瀝青混合料而言： (1)粘度越高， c 值越大； (2)有一最佳瀝青用量，使 c 達(dá)到最大； (3)隨溫度的升高和剪切速率的下降，混合料的 c 下降； (4)細(xì)料的含量增多，有棱角的集料增多，礦粉同瀝青的吸附性好等因素，有助于提高 c 值。 直剪試驗確定 ??、 松散粒料：三軸壓縮試驗確定，試件直徑 4dax(集料 ) 24 且 2hD? ，一般取 m a x1 0 2 0 2 . 5D c m h c m d c m? ? ?， ， 二、抗拉強度 直接拉伸試驗或間接拉伸試驗 (劈裂試驗測得 ) 1—— 壓條 2—— 試件 通過壓條沿直徑方向按一定的速率施加荷載，直至試件開裂破壞。 圖 2t phD? ?? p—— 試驗最大荷載 水泥硅采用邊長為 150mm的立方體試塊 2t PA? ?? 常溫下， t? 在一定范圍內(nèi)隨瀝青含量和施加載速率的增加而增加，隨針入度和溫度的增加而下降。在低溫下， t? 隨針入度和溫度的增加而下降。增加混合料拌和及壓實溫度，增加礦粉含量， 有助于提高 t? 。 三、抗彎拉強度 通常簡支小梁三分點加載試驗評定。 試件尺寸： 5cm 5cm 24cm 10cm 10cm 40cm 15cm 15cm 55cm L 為 h 的 3 倍。 水泥硅以 15cm 15cm 55cm， max 4d cm? 為準(zhǔn) 10cm 10cm 40cm， max 3d cm? ，尺寸換算系數(shù)為 四、應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 顆粒材料的 應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 對于用作基層和墊層材料的無機結(jié)合料碎 (礫 )石材料，由三軸試驗所得的應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線具有與粘性土相似的非線性特性。 rE 隨偏應(yīng)力 ( 13??? )的增加而減小，隨側(cè)限應(yīng)力 3? 的增大而增大，但側(cè)限應(yīng)力的影響要比粘性土的情況大得多。此外，碎 (礫 )石材料的模量值同材料的級配、顆粒形狀、密實度等因素有關(guān)、通常，密實度越高、模量值越大；顆粒梭角多者有效高的模量；當(dāng)細(xì)料含 量不多時，含水量的影響很小。 25 水泥穩(wěn)定類材料的應(yīng)力 — 應(yīng)變特性 水泥穩(wěn)定類材料包括水泥土和水泥穩(wěn)定碎石或礫石粒料，常用作路面的基層和墊層。其應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系也呈現(xiàn)出非線性性質(zhì)，表征其關(guān)系的模量值，也是應(yīng)力