公路标牌力学性能分析
交通标志牌风荷载的计算分析比较
1.420
④
JTG/T D60-01—2004《公路桥梁抗风设计规范》 1.088
⑤
3.2 数据分析 从表 3 可以看出，在同等的前提条件下，依据
各规范或手册所计算出的单位风荷载数值是不同 的。其中数据①⑤较为接近，而数据②③④要比前 面 2 个数据更大一些。
82
王春：交通标志牌风荷载的计算分析比较
第 2 期（总第 178 期） 2015 年 4 月
CHINA MUNICIPAL ENGINEERING
DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.02.026
No.2 (Serial No.178) Apr. 2015
交通标志牌风荷载的计算分析比较
王春
（上海市城市建设设计研究总院，上海 200125）
各规范计算结果汇总见表 3。
表 3 各规范计算结果汇总表
依据规范
单位风荷 / 数据 kN·m-2 编号
JTG D82—2009《公路交通标志和标线设置手册》 0.927
①
GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》
1.336
②
CECS 148:2003《户外广告设施钢结构技术规程》 1.224
③
JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》
JTG/T D60-01—2004《公路桥梁抗风设计规范》
基本风速或风压 30 m/s 或 0.55 kN/m2 0.55 kN/m2 31.3 m/s
GB 5768—2009《 道 路 交 通 标 志 和 标 线 》 及
JTG D82—2009《公路交通标志和标线设置手册》
对标志结构设计基本风速描述如下 ：应采用当地空
Sk=wkγQi = 0.954×1.4=1.336 kN/m2。 2.3 CECS 148:2003《户外广告设施钢结构技术
公路标牌力学性能分析专业资料
风力等级
五级 六级 七级 八级 九级 十级 十一级 十二级
风速
9m/s12m/s Nhomakorabea16
m/s
19
m/s
23
m/s
26
m/s
31
m/s
33
m/s
精品课件！
两种：普通钢、铝板 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 载荷特征：风载（均布压力、垂直板面） 梁、板组合体 梁、板组合体 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 梁、板组合体 梁、板组合体
自重
根部自重压应力
根部风载最大正应力
根部最大正应力
许用正应力
安全系数
D d t H2 n W0 W S2 F2 M
G2 σ1 σ2max σmax [σ] s
600 mm 590 mm
5 mm 8m 2根 1378764.84 mm3 2757529.679 mm3 4.8 m2 2583.672 N 384260.6552 N·m 0.009346238 m2 73.36796943 kg/m 586.9437555 kg 3.852838784 MPa 139.3495991 MPa 143.2024378 MPa 200 MPa 1.396624269
高 梁3种：立柱、横梁、板上加强肋；
梁、板组合体
厚 两种：普通钢、铝板
梁3种：立柱、横梁、板上加强肋；
显示屏
迎风面积
风力
面密度
自重
符号
ρ g
v Cx p L H1 W S1 F1
G1
数量 单位
单悬臂标志结构受力分析
单悬臂标志结构受力分析摘要：单悬臂标志构件立柱及横梁尺寸均采用等截面无缝钢管，对标志结构最大板面尺寸进行验算。
板面的风荷载、自重简化为等效集中线荷载作用于杆件上。
结构计算利用midas civil软件计算。
关键词：标志标牌；交通杆件1 引言本文通过对单悬臂标志构件杆件强度、变形及基础基底应力、抗倾覆、滑动稳定性进行验算，确保交通杆件结构安全。
2 工程概况横梁悬臂长4600mm，直径146mm，壁厚8mm；立柱高5700m，直径194mm，壁厚10mm；标志牌长2300mm，高1000mm。
图1 单悬臂标志构件计算简图3 荷载计算3.1永久荷载（1）标志板重量计算Gb= 243.43（N）（2）横梁重量计算GH=1227.29（N）（3）立柱重量计算Gp=2534.61（N）（4）上部结构总重量计算永久荷载标准值G=Gb+GH+Gp=4405.87（N）（考虑连接构件，取1.1倍主要构件重）。
永久结构对结构不利时，分项系数γG取1.2，不利时取1.0。
G= γG（Gb+GH+Gp）= 5287.04（N）3.2风荷载综合考虑公路桥梁抗风设计规范，采用100年重现期10min平均年最大风速为基本风速。
查表得，合肥地区基本风速为：27.9m/s（不小于22m/s）。
（1）标志板所受风荷载传至梁时线性集度qwb=（1/2*ρ*C*V2）*h=583.81（N/m）（2）横梁所受迎风面风荷载线性集度qwh=（1/2*ρ*C*V2）*WH= 56.82（N/m）（3）立柱所受迎风面风荷载线性集度qwp=（1/2*ρ*C*V2）*WP=75.51（N/m）3.3荷载组合系数γ0-结构重要性系数1.0γG-恒荷载分项系数1.2γQ-可变荷载分项系数1.44 强度验算4.1 横梁强度验算（1）最大正应力验算σmax=M/（γx*Wnx）= 59.13 MPa <[σd]=215.00（MPa），满足要求。
（圆环截面塑性发展系数γx，γx取1.15）（2）剪应力验算τw=2*Q/A=1.41 MPa<[τd]=125.00（MPa），满足要求。
力学特性对混凝土路面性能的影响
力学特性对混凝土路面性能的影响混凝土路面是交通领域中常见的道路材料，其性能对道路的使用寿命和用户的行车体验有着重要影响。
力学特性是评估混凝土路面性能的关键指标之一，它包括强度、刚度、韧性等方面。
本文将探讨力学特性对混凝土路面性能的影响，并分析相关的原因和解决方案。
一、强度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的强度是指其承受压力和荷载的能力。
强度的高低直接影响着路面的耐久性和承载能力。
强度较低的混凝土路面容易出现龟裂和破损的情况，降低了路面的使用寿命。
因此，提高混凝土路面的强度是保障其性能的关键措施之一。
提高混凝土路面强度的方法包括使用高强度混凝土、增加混凝土配合比中的水灰比、采用更好的施工工艺等。
高强度混凝土能够承受更大的荷载和压力，减少了路面的龟裂风险。
适当降低水灰比可以增加混凝土的致密性，提高其抗压性能。
而采用先进的施工工艺，如合理的养护措施和密实度控制等，也能够提高混凝土路面的强度。
二、刚度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的刚度是指其对荷载的响应和变形程度。
刚度的高低影响着路面的平稳性和用户的舒适度。
刚度较低的混凝土路面容易出现车辙和波浪状变形，给用户带来不良的行车体验。
因此，提高混凝土路面的刚度是改善其性能的重要手段之一。
提高混凝土路面刚度的方法包括增加路面厚度、使用高强度材料、改良基层等。
增加路面厚度可以提高其在荷载作用下的抵抗能力，减少对基层的变形影响。
使用高强度材料能够提高混凝土路面的刚度和强度，减少变形的发生。
此外，改良基层的方法，如增加基层的厚度和使用合理的改良材料等，也可以有效提高混凝土路面的刚度。
三、韧性对混凝土路面性能的影响混凝土路面的韧性是指其在荷载作用下的变形能力和抗裂性能。
韧性的高低直接关系到路面的抗龟裂和抗磨损能力。
韧性较差的混凝土路面容易出现裂缝和损坏现象，降低了其使用寿命。
因此，提高混凝土路面的韧性是保障其性能和使用寿命的关键之一。
提高混凝土路面韧性的方法包括使用改性剂、添加纤维材料、采用适当的配合比等。
路面材料力学性能的研究与应用
路面材料力学性能的研究与应用引言：路面材料是人们日常生活中不可或缺的一部分，它直接关系着人们出行的舒适度和安全性。
因此，探索和研究路面材料的力学性能对于改善道路质量、提高交通流效率和降低交通事故率具有重要意义。
本文将介绍路面材料力学性能的研究与应用，探讨其在道路工程中的重要性。
一、路面材料力学性能的研究1. 路面材料的力学性质路面材料的力学性质包括强度、刚度、变形性能等方面。
强度指材料抵御外部载荷作用下变形或破坏的能力；刚度是指材料在外力作用下的变形量与外力的关系；变形性能是指材料在受力时的侧向变形、纵向变形和损伤行为。
对这些性质进行深入研究可以为改善路面质量提供依据。
2. 路面材料测试方法为了准确测量路面材料的力学性能，采用了许多测试方法，如驱动试验、反射衰减率测量试验、刚性板弯曲试验等。
通过这些测试方法可以获得路面材料的强度、刚度和变形性能等重要参数，进一步指导道路工程的设计和施工。
3. 路面材料力学性能与环境因素的关系路面材料的力学性能与环境因素之间存在紧密的关联。
例如，温度、湿度和紫外线辐射等因素会对路面材料的力学性质产生影响。
因此，研究路面材料在不同环境条件下的力学性能变化规律，为适应不同地区的道路建设提供科学依据。
二、路面材料力学性能的应用1. 路面设计路面设计是基于材料力学性能的理论基础之上进行的。
通过深入研究路面材料的力学性能，结合交通流量、道路类型和环境因素等信息，可以在保证道路安全和舒适性的前提下，合理选取路面材料的类型和厚度。
2. 道路施工路面材料的力学性能不仅影响着道路的使用寿命，还影响着施工工艺和质量。
在道路施工过程中，需要根据路面材料的力学性能选择合适的施工方法和材料，确保道路的耐久性和平稳性。
3. 路面维护与养护路面的力学性能会随着时间的推移而逐渐退化，因此路面的维护与养护是道路运营管理中不可或缺的一环。
通过根据路面材料的力学性能变化情况及时进行维修和养护，可以延长路面的使用寿命，提高路面的可靠性和安全性。
公路工程集料力学性质综合分析
料力学性能的重要依据。该文在大量的试验对 比的基础上对新旧压碎值指标进行 了集料力 学性质综 合分析， 推荐 了合理 的集料 技术指标 。 关键词 ： 公路工程 ； 粗集料 ； 石料力学性质 ； 压碎值
中 图分 类 号 ： １． ０ ； １． １ Ｕ４ ４ １３ Ｕ４ ４ １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ３５ ８ （０ ００ —６ ４０ １ ７—７ １ ２ １ ） ５０ ４—２
速 公 路技 术 日新 月 异 ， 术 较 为 成 熟 ， 面 层 多 选 技 上 用 Ｓ ＭＡ＇３ Ｓ －ｅｐ ｖ －３ ＡＣ １ １ 、 ｕｐ ｒａｅ１ 、 ＿３等 最 大 粒 径 为 １． ｌ ３ ２１ｌ 粒 的级 配类 型 ， Ｔ＇ ｎ颗 因此交 通 部在 ２ ０ ０ ５年 ８
堂 口的 集 料 压 碎 值 试 验 结 果 上 存 在 着 较 大 的差
６４ Ｃ ４ Ｔ程与建设》 ２ １ ０ ０年第 ２ ４卷第 ５期
表 ｌ 各 堂 口试 验 值
堂口
Ａ Ｂ
规 格 ／ ｍ 均 值 ／ ％ ） 规 格 ／ ｍ 均 值 ／ ％ ） ａ ｒ （ ｍ （
１． ～ １ ． ３ ２ ６ ０ １． ～ １ ． ３ ２ ６ ０ １ ． １ ３ １ １ ２ ． １ ９ ５ ｌ ． ． ～ ３ ２ ９ ５ １ ． ． ～ ３ ２ １ ． １ ３ １ １ ． １ ６ ０
１ 公路工程粗集料压碎值 的概 念
公路工 程粗集料 压碎 值 的概 念 于 １６ 年 在英 国 ９７ 的 Ｂ －８ ２ 料试验 规 程 中最早 出现 。试验 方 法是 Ｓ １材 将一 定体积 的试样放 入 内径 约 １０ｍｍ 的试 模 内 ， ５ 均 匀加荷要 求在 １ ｎ内将 荷 载 加 至 约 ４． ４ｔ ０ｍｉ Ｏ ６ 。不
交通标志材料质量要求
交通标志材料质量要求道路交通标志各部分所用材料均需满足一定的要求。
而且，在同一块标志板上，标志底板和标志面所采用的各种材料应具有相容性，防止因电化作用、不同的热膨胀系数或其他化学反应等造成标志板的锈蚀或损坏。
1、交通标志底板（1）铝合金底板的板材牌号、规格、力学性能、尺寸及允许偏差应符合GB/T3880、GB/T3194等有关标准的规定，其最小实测厚度不应小于1.0mm。
（2）铝合金型材标志底板应满足GB6892的要求及设计要求，同时具有轻质、高强、耐蚀、耐磨、刚度大等特点，经拼装后应能满足大型标志底板的性能要求。
（3）大型标志（S≥2m2）的板面结构采用挤压成型的铝合金板（Extruded Aluminum）,其材料品质符合ASTMB221,6063-T6的要求。
断面尺寸应符合《公路交通标志板》（JT/T 279-2004）的规定。
（4）挤型铝材为规定断面之型材，须根据标志尺寸拼装。
搭接紧密，板面平整。
铝板连接螺栓横向最大间距为60cm，相邻两排可错开排列。
2、标志面材料本项目采用的反光膜为一级（钻石级和荧光钻石级）、二级（超强）反光膜，质量及技术性能指标必须满足JT/T279-2004、GB/T18833的规定以及国家关于各级反光膜检测标准，具体要求如下：⑴反光性能参数（大角度值）①一级反光膜：采用美国3M反光膜。
②二级反光膜⑵性能要求①耐候性能按GB/T18833规定的方法连续自然暴露，或进行人工气候加速老化实验，（以连续自然暴露为仲裁）在试验完成后：a.反光膜应无明显的裂缝、刻痕、凹陷、气泡、侵蚀、剥离、粉化或变形；b.从任何一边均不应出现超过0.8mm的收缩，也不应出现反光膜从底板边缘翘曲或脱离的痕迹；②耐盐雾腐蚀性能按GB/T18833规定的方法试验后，反光膜表面不应有变色、渗漏、起泡或被侵蚀的痕迹。
③耐溶剂性能按GB/T18833规定的方法试验后，反光膜表面不应出现软化、皱纹、渗漏、起泡、开裂或表面边缘被溶解等损坏的痕迹。
半柔性路面材料性能分析
半柔性路面材料性能分析半柔性路面材料是一种介于柔性路面和刚性路面之间的路面材料，它具有硬度和柔软度的双重特性，能够兼顾柔性路面的弹性和刚性路面的耐久性，因此在道路建设中得到了广泛应用。
本文将对半柔性路面材料的性能进行分析，包括其物理性能、力学性能和耐久性能，以便更好地了解和应用这种新型路面材料。
一、物理性能1. 密度：半柔性路面材料的密度一般在柔性路面和刚性路面之间，通常为1.5-2.2g/cm3，这种介于柔性和刚性之间的密度可以在一定程度上平衡路面的弹性和耐久性。
2. 吸水性：半柔性路面材料一般具有较好的抗水性能，其吸水率较低，能够有效防止路面变形和龟裂，提高路面的使用寿命。
3. 耐磨性：半柔性路面材料的耐磨性较好，能够在长期交通负载下保持较好的表面平整度和摩擦系数，减少交通事故的发生。
二、力学性能1. 强度：半柔性路面材料一般具有较高的抗拉强度和抗压强度，能够有效承受交通载荷和自然环境的影响，保持路面的稳定性和耐久性。
2. 弹性模量：半柔性路面材料的弹性模量介于柔性路面和刚性路面之间，具有一定的变形能力和恢复能力，能够有效减缓交通载荷对路面的影响，提高路面的舒适性和安全性。
3. 粘结性：半柔性路面材料与基层之间的粘结性较好，能够有效防止材料之间的剥离和开裂，保持路面的整体性和稳定性。
三、耐久性能2. 抗冻融性：半柔性路面材料在寒冷地区也能够保持较好的性能，能够有效防止因冻融循环引起的路面损坏和裂缝。
半柔性路面材料具有介于柔性路面和刚性路面之间的性能特点，具有较好的物理性能、力学性能和耐久性能，能够满足不同道路环境和交通载荷的要求，因此在道路建设中具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断改进，相信半柔性路面材料将会在未来的道路建设中发挥越来越重要的作用，为我们的出行提供更加安全、舒适的道路环境。
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七级
八级
m/s
m/s
九级
十级 十一级 十二级
m/s
m/s m/s m/s
下面我们通过ANSYS程序就路牌为例，进行 建模，剖分单元，加载，分析。
公路标牌力 学性能分析
几何特征
梁、板组合体
需要单元
梁 Beam188,板壳Shell63
实常数
梁3种：立柱、横梁、板上加强肋； 板1种：广告牌面
材料 载荷特征：风载（均布压力、垂直板面）
两种：普通钢、密度 重力加速度
符号
ρ g v Cx
数量
单位
7850 kg/m3 9.8 N/kg
风力等级
风载 风速 风阻系数
十级 m/s
26 m/s 1.3
风压
长 高 厚
p
L H1 W
538.265 N/m2
9.5 m 6.5 m 0.8 m
显示屏
迎风面积
风力 面密度
S1
F1
61.75 m2
33237.86375 N 50 kg/m2
自重
G1
3087.5 kg
外径 内径 壁厚 高度 数量 单根抗弯模量
D d t H2 n W0
600 mm 590 mm 5 mm 8 m 2 根 1378764.84 mm3
总抗弯模量
迎风面积 立柱 风力 根部弯矩
W
S2 F2 M
2757529.679 mm3
4.8 m2 2583.672 N m 384260.6552 N·
截面积
线密度 自重 根部自重压应力 根部风载最大正应力 根部最大正应力 许用正应力 G2 σ1 σ2max σmax [σ]
0.009346238 m2
73.36796943 kg/m 586.9437555 kg 3.852838784 MPa 139.3495991 MPa 143.2024378 MPa 200 MPa
安全系数
s
1.396624269
风力等级
五级 六级
风速
9 12 16 19 23 26 31 33