【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相應(yīng)地受到一向后的水平力。 0S UP?? u：滾動(dòng)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(dòng)或驅(qū)動(dòng)過(guò)程中。 bbS f P?? f:車輪與路面間的附著率，最大值不起過(guò)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(dòng)態(tài)變動(dòng) 以一定車速行駛在路面的車 輛，由于自身的振動(dòng)和路面的不 態(tài)，其車輪實(shí)際上是以一定的頻率和振幅在路面上跳動(dòng)著，作用在路面上的輪載時(shí)而大于靜輪載，時(shí)而小于靜載，輪載的這種動(dòng)態(tài)變動(dòng)，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(gè)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(dòng)特性：輪胎越軟，減震裝置的效果越好 vC? 2)沖擊系數(shù)＝動(dòng)輪載 /靜輪載＜ 路面設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設(shè)計(jì)輪載。 3)設(shè)計(jì)中如何考慮動(dòng)力作用的影響？ a、柔性路面設(shè)計(jì)中不考慮動(dòng)力作用的影響； b、剛性路面設(shè)計(jì)中考慮超載和動(dòng)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(duì)路面的多次重復(fù)作用也是一項(xiàng)重要的動(dòng)態(tài)影響。 5)輪載作用的瞬時(shí)性 17 作用時(shí)間（ ～ ）：動(dòng)載作用時(shí)間越短，路面變形越小。動(dòng)載作用時(shí)間短，路面變形來(lái)不及像靜載作用時(shí)那樣充分，故變形較靜載作用時(shí)小，此時(shí)相當(dāng)于 加大了路面的強(qiáng)度 33( 2 5. )fg P? 五、交通分析 交通量：指一定時(shí)間間隔內(nèi)各類車輛通過(guò)某一道路橫斷的 數(shù)量。 對(duì)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)際交通量）設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量 1365 [(1 ) 1]te NNrr? ? ?或1365 [ (1 ) ]2 (1 ) tte tNNrrr ???? tN — 設(shè)計(jì)的末 年平均日交通量； r — 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年平均增長(zhǎng)率 t— 設(shè)計(jì)年限 軸載組成與等效換算 1)軸載組成（軸載譜）：各級(jí)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(shí)，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(huì)集中在橫斷面某一固定位置，中能平均分配到每一點(diǎn)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(jì)中，用輪跡橫向分布系數(shù) y來(lái)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(gè)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(qiáng)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(shí)會(huì)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(yáng)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(qiáng)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(shí)，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(huì)發(fā)生變化。 圖 當(dāng)硅面極受約束時(shí)，產(chǎn)生翹曲變形。 167。 土基的力學(xué)強(qiáng)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(diǎn)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(shí)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(shí)，天然地基的土層和路基應(yīng)同時(shí)滿足路基工作區(qū)的設(shè)計(jì)要求，并充分壓實(shí)。 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(yàn)來(lái)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(jí)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(yàn)得知，土基的垂直變形 隨壓力P 的增加而增長(zhǎng)，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(zhǎng)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(shí)即使荷載不再增加，變形亦不能穩(wěn)定下來(lái)，隨作用時(shí)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(jì)參數(shù)時(shí)，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(gè)模量值來(lái)表示土的特性。 圖 1)初始切線模量 itE ：應(yīng)力為零時(shí)的應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線的正切，代表加荷時(shí)的應(yīng)力 — 應(yīng)變狀態(tài)； 2)切線模量 tE ：某一應(yīng)力級(jí)處 應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線的斜率。反映該級(jí)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(duì)應(yīng)的曲線上的點(diǎn)同起始點(diǎn)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(jì)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(shí) 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(shí)，這對(duì)提高土的強(qiáng)度和剛度有利。 ②當(dāng)荷載重復(fù)次數(shù)過(guò)多或荷載過(guò)大時(shí)，會(huì)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(duì)荷載 )：重復(fù)荷載應(yīng)力同一次靜載時(shí)的應(yīng)力極 限強(qiáng)度之比值： 應(yīng)力水平 = 重復(fù)荷載應(yīng)力 =pp? 一次靜載時(shí)的應(yīng)力極限強(qiáng)度 當(dāng) ?? 時(shí)，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(shí)間和間歇時(shí)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(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì)。 柔性承載板測(cè)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(shí)際測(cè)定中，剛性承載板用得較多，因?yàn)槠鋼隙纫诇y(cè)量，壓力容易控制。 試驗(yàn)時(shí)宜采用逐級(jí)加載卸載法，每級(jí)增加 aMP ，待卸載穩(wěn)定 1min 時(shí)，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(diǎn)的彎沉 ，僅同作用于該點(diǎn)的壓力成正比，而同其相鄰點(diǎn)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(píng)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(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)碎石壓入相同貫入量 23 時(shí)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(shí)，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(jí)位時(shí)荷載同變形的關(guān)系，也是一項(xiàng)剛度指標(biāo)，但 CBR 試驗(yàn)為室內(nèi)小比例的模型試驗(yàn)， 剛度以相對(duì)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(qiáng)度特性 強(qiáng)度是指材料達(dá)到極限狀態(tài)或出現(xiàn)破壞時(shí)所能承受的最大荷載 (或應(yīng)力 )。路面材料可能出現(xiàn)的強(qiáng)度破壞通常為： (1)因剪切應(yīng)力過(guò)大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動(dòng)面的滑移或相對(duì)變位； (2)因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過(guò)大而引 起的斷裂。 一、抗剪強(qiáng)度： 路面結(jié)構(gòu)層因抗剪強(qiáng)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(guò)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(guò)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(qiáng)度較低，在受較大的水平推力時(shí)，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(duì)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(yàn)確定 ??、 松散粒料：三軸壓縮試驗(yàn)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(qiáng)度 直接拉伸試驗(yàn)或間接拉伸試驗(yàn) (劈裂試驗(yàn)測(cè)得 ) 1—— 壓條 2—— 試件 通過(guò)壓條沿直徑方向按一定的速率施加荷載，直至試件開(kāi)裂破壞。 圖 2t phD? ?? p—— 試驗(yàn)最大荷載 水泥硅采用邊長(zhǎng)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(shí)溫度，增加礦粉含量， 有助于提高 t? 。 三、抗彎拉強(qiáng)度 通常簡(jiǎn)支小梁三分點(diǎn)加載試驗(yàn)評(píng)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(duì)于用作基層和墊層材料的無(wú)機(jī)結(jié)合料碎 (礫 )石材料，由三軸試驗(yàn)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(jí)配、顆粒形狀、密實(shí)度等因素有關(guān)、通常，密實(shí)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(shí)，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