三、路基土的应力应变特性.pptVIP

Superpave Models 3rd Annual CEE Advisory Council Meeting 第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质 §2 主要内容 §2.1行车荷载 §2.2环境因素影响 §2.3土基的力学强度特性 §2.4土基的承载能力 §2.5路基的变形、破坏及防治 §2.6路面材料的力学强度特性 §2.7路面材料的累计变形与疲劳特性 §2.1行车荷载 一、车辆种类 客车： 货车： 二、汽车的轴型 单轴单轮： 单轴双轮： 双轴双轮： 三联轴双轮： 我国设计标准轴：BZZ-100 汽车路面设计参数 §2.1 三、汽车对轮胎的静态压力 轮胎传给路面的垂直压力P {轮胎内压力pi {轮胎刚度与形状 {轮载大小 轮胎标准内压力pi＝0.4～0.7MPa; 一般：P=0.8~0.9 pi 行驶过程中：P=0.9~1.1 pi §2.1 三、汽车对轮胎的静态压力 轮胎与地面接触不规则，作圆形均布荷载简化： 以当量圆半径δ 表示： {P－车轮上荷载大小,KN {p－轮胎接触压力,kpa {δ－接触面当量圆半径,m 标准轴载：单轴双轮组标准轴重100KN，p=0.7MPa 简化: 单圆荷载 da=0.302m 双圆荷载 d100=0.213m ；δ=10.65cm 车轮计算荷载图式 §2.1 四、车辆动态影响 一、水平力 μ＝0.01～0.05 驱动制动时： fo-附着系数 fg-滑动系数 fgPSbfoP 纵向滑移路面附着系数 四、动态影响 二、竖向力 动荷载P动＝ δ P静 δ－冲击系数1.3 三、瞬时性 荷载对路面作用时间：40km/h约等于0.02s 0.01～0.10s 沥青路面 3.2km/h～56km/h 总弯沉减少36％ 水泥路面3.2km/h～96km/h 板角挠度和板边应变量减少29％ 四、动态影响 材料测定参数－静态参数 实际路面 高速行驶：动态 停滞交通：接近静态 重复荷载与交通量大小对路面结构影响不同 五、交通分析 1 交通量 交通量－单位时间通过道路横断面的交通实体数 单位时间：小时，天，月，年等 交通实体：畜力车、小汽车、载重汽车等 交通量车辆分类： 小型车：微型车、小客车、轻型车等 大中型车：载货汽车、大客车、重型载货汽车等 特大型车：大平板车、集装箱运输车、大型拖挂车等 四、交通分析 1 交通量增长率γ 交通量增长率γ跟汽车拥有量/增长率、经济情况/增长率、发展阶段有关，γ约为2～15％ 设计年限(分析年限)内累计交通量Ne N1＝设计的初始年平均日交通量， T＝设计年限或分析年限： 设计年限：水泥路面 20～30年；沥青5～15年 分析年限：30～50年 γ交通量增长率 四、交通分析 2 轴载组成与等效换算 轴载组成或轴载谱 等效换算原则： 同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度； 损伤：疲劳损伤 标准轴载PS作用NS次后，损伤为D；轴载Pi作用Ni次后，损伤也为D，即两种轴载对路面的作用效果相当；则等效系数： 指数：n 沥青路面＝4.35，水泥16 半刚性8～11 四、交通分析 3轮迹横向分布 交通量随车道变化，车道内按正态分布 五、交通分析 4 交通量方向分布系数 一般为0.5；某些特殊路，重载车分布可能差异性较大，如运煤路；重载去空载轻载回－京珠高速公路南下重载北上多为轻工业产品 §2.2环境因素影响 一、温度 一）温度变化 气温与路面温度 高温：广州气温39℃ －路表面62℃ 京珠北气温42℃ －路表面69℃ 虎门大桥钢桥面－78 ℃ 低温：哈尔滨气温－39℃－路表面－29℃ 路面结构温度场： 高温：往下越来越低温 低温：往下越来越高温 §2.2环境因素影响－温度 二）影响 对沥青路面 正温：温度升高，强度下降、弹性模量降低，变形能力提高 负温：温度下降，强度先提高、到一定温度后反而下降，弹性模量升高到一定程度后不变；变脆，变形能力变小； 秋冬－冻涨 水密度1，冰密度0.9，体积扩大1.1倍 高温季节－翻浆－强度下降、破坏 发生条件－三者缺一不可 1、水 2、水通道 3、负温 §2.2环境因素影响－温度 对水泥混凝土路面 热胀冷缩－产生温度应力；热胀冷缩通道应保证 翘曲－内外温差产生温度梯度：白天拱起，晚上上翘－翘曲应