交通荷载及路面设计参数
第六章行车荷载
4、路面的结构层次与材料要求
路基垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度
状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基
处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力，减小土基的 应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。一般垫层修于特定状况道
路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土
材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。
4、路面的结构层次与材料要求
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的
垫层及土基，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功
能层（对于水泥砼路面）。 特点：它应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能
力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地
概述
1.路面材料的几种强度 2）抗剪强度shear strength 摩尔—库仑强度理论： c tan 其中c和φ是表征路面材料抗剪强度的两项参数，可以通过直剪试 验或三轴压缩试验测定。
三轴试验确定c,φ
概述
1.路面材料的几种强度 3）抗压强度compressive strength 指试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限应力。材料经 过标准成型和养生后通过无侧限抗压试验测定的强度。
3、轴载换算
轴载换算的基本原则： ①等破坏原则：同一种路面结构在不同轴载作用下在使用末期 达到相同的损伤程度（破坏状态）； ②等厚度原则：用不同标准轴载设计的路面结构厚度相同。
轴载换算系数公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
沥青路面轴载换算公式：
3、轴载换算
水泥混凝土路面轴载换算公式：Fra bibliotek2、车辆的种类与作用特点
路面结构设计计算
路面结构设计计算
路面结构设计涉及到许多方面的计算，包括以下几个关键要素：
车辆荷载：需要根据设计车型和交通流量等因素确定路面所需承载的车辆荷载。
常用的计算方法有AASHTO（美国公路与运输官员协会）标准、Pavement ME Design等。
路面材料特性：不同路面材料具有不同的强度、弹性模量等特性。
需要根据路面所使用的材料类型，如沥青混合料、水泥混凝土等，进行相应的材料特性计算。
路面厚度设计：为了确保路面能够承受车辆荷载并具备足够的寿命，需要计算适当的路面厚度。
常用的计算方法包括经验公式、层间抗裂分析、有限元分析等。
基底和地基设计：路面结构的稳定性也依赖于基底和地基的设计。
需要进行地质勘探和土壤力学参数测试，并根据工程要求计算基底和地基的承载能力。
排水设计：良好的排水系统对路面结构的长期稳定性至
关重要。
需要进行降雨径流计算，确定适当的排水设计参数，包括路肩和排水系统的尺寸和材料。
施工工艺选择：路面结构设计还需要考虑施工工艺，包括路面层次、铺设方式、压实方法等。
需要根据具体情况进行合理的选择。
综上所述，路面结构设计涉及到多个方面的计算和分析，需要根据具体情况采用相应的计算方法和标准，以确保设计的路面结构具备足够的承载能力和稳定性。
第六章 公路沥青路面设计规范宣贯 交通荷载参数分析
交通荷载数据调查与整理 车型分类 交通荷载参数 车辆当量设计轴载换算
1. 交通荷载数据调查整理
需采集的数据
连续采集车辆类型和数量，以及每个车辆的轴载数量、轴 载类型、轴载重量、轮胎组成、速度、通过断面时间等；
数据采集方法
1. 交通量观测 2. 称重仪
➢ 静态称重仪 ➢ 动态称重仪 (WIM)
▪ 低速动态称重仪（LS-WIM） ▪ 高速动态称重仪（HS-WIM）
非满载车和满载车以车辆总重标准划分，小于和等于车辆总重标准的车 辆为非满载车，否则为满载车。
4. 车辆当量设计轴载换算
表6-14 2类~11类车辆非满载车与满载车比例
车型 2类 3类 4类 5类 6类 7类 8类 9类 10类 11类
非满载比例 0.80~0.90 0.85~0.95 0.60~0.70 0.70~0.80 0.50~0.60 0.65~0.75 0.40~0.50 0.55~0.65 0.50~0.60 0.60~0.70
双联轴
三联轴 双联轴 三联轴 双联轴 三联轴
轮组系数c2 ，双轮组为1.0，单轮时取4.5。
c1取值
2.1
3.2 4.2 8.7 2.6 3.8
4. 车辆当量设计轴载换算
4. 车辆当量设计轴载换算
混合交通
设计车道上的当量设计 轴载计作用次数Ne
4. 车辆当量设计轴载换算
设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne：
注：表中整体式货车为表A.1.2中3 类~6类车，半挂式货车为表A.1.2 中7类~10类车。
3. 交通荷载参数
表6-10 不同TTC分类车辆类型分布系数（%，第三水平）
第三节 标准轴载及轴载换算
核心内容
混凝土路面荷载计算方法
混凝土路面荷载计算方法一、前言混凝土路面是公路交通建设中常用的一种路面类型，其重要性不言而喻。
为了确保混凝土路面的安全、稳定和耐用性，需要进行荷载计算。
本文将详细介绍混凝土路面荷载计算的方法。
二、荷载分类1. 静载荷：指车辆停放在路面上的荷载，包括自重、人工荷载和车辆荷载等。
2. 动载荷：指车辆行驶时对路面的荷载，包括车轮荷载、轮胎压力和动态荷载等。
三、荷载计算方法1. 静载荷计算方法静载荷计算方法主要有静重法和等效轴重法两种。
（1）静重法静重法是指根据路面的自重和人工荷载计算路面承受的静载荷。
计算公式为：Q=γHL，其中Q为静载荷，γ为单位面积的荷载，H为路面厚度，L为路面长度。
需要注意的是，γ的取值应根据路面的使用情况和地理位置确定。
（2）等效轴重法等效轴重法是指将车辆的轴重按照一定比例转化为等效轴重，然后再计算路面的静载荷。
计算公式为：Q=αZ，其中Q为静载荷，α为等效系数，Z为等效轴重。
等效系数的取值应根据车辆类型、车速和路面类型等因素确定。
2. 动载荷计算方法动载荷计算方法主要有影响面积法和阻力系数法两种。
（1）影响面积法影响面积法是指根据车轮轮胎的接触面积计算路面承受的动载荷。
计算公式为：Q=PA，其中Q为动载荷，P为轮胎压力，A为轮胎接触面积。
需要注意的是，轮胎压力的取值应根据车辆类型和轮胎规格等因素确定。
（2）阻力系数法阻力系数法是指根据车速和路面类型等因素确定阻力系数，然后计算路面承受的动载荷。
计算公式为：Q=Kv²，其中Q为动载荷，K为阻力系数，v为车速。
阻力系数的取值应根据路面类型、车速和车辆类型等因素确定。
四、荷载计算实例以等效轴重法为例，假设一辆货车的轴重为10吨，共有4个轴，车速为30km/h，转化为等效轴重后为20吨。
假设混凝土路面的使用年限为20年，路面长度为1000米，路面宽度为3.5米，路面厚度为20厘米。
根据计算公式Q=αZ，可得到静载荷为700kN。
2017版沥青路面结构计算书
新建路面设计1。
项目概况与交通荷载参数该项目位于西南地区,属于二级公路，设计时速为40Km/h,12米双车道公路,设计使用年限为12.0年，根据交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为1849辆/日, 交通量年增长率为8。
2%, 方向系数取55。
0％, 车道系数取70。
0％。
根据交通历史数据，按表A.2.6—1确定该设计公路为TTC4类，根据表A.2。
6—2得到车辆类型分布系数如表1所示。
表1。
车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示.表2. 非满载车与满载车所占比例(％）根据表6。
2.1,该设计路面对应的设计指标为沥青混合料层永久变形与无机结合料层疲劳开裂。
根据附表A.3。
1—3,可得到在不同设计指标下,各车型对应的非满载车和满载车当量设计轴载换算系数，如表3所示。
表3。
非满载车与满载车当量设计轴载换算系数根据公式（A。
4。
2)计算得到对应于沥青混合料层永久变形的当量设计轴载累计作用次数为8，109，551，对应于无机结合料层疲劳开裂的当量设计轴载累计作用次数为562,339，245。
本公路设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量为4，989,710，交通等级属于中等交通。
2. 初拟路面结构方案初拟路面结构如表4所示。
表4. 初拟路面结构路基标准状态下回弹模量取50MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取1.00,干湿与冻融循环作用折减系数Kη取1.00，则经过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为50MPa.3。
路面结构验算3。
1 沥青混合料层永久变形验算根据表G。
1。
2，基准等效温度Tξ为20.1℃，由式（G.2。
1)计算得到沥青混合料层永久变形等效温度为21.5℃。
可靠度系数为1.04。
根据B。
3。
1条规定的分层方法，将沥青混合料层分为6个分层,各分层厚度(hi）如表5所示。
利用弹性层状体系理论，分别计算设计荷载作用下各分层顶部的竖向压应力(Pi）.根据式（B。
路面工程习题参考答案
路面工程(第五版)习题参考答案备注：综述题有些只给了大纲，需要加以展开论述。
第一章路面工程概述（课本第一章相关部分）1、路面的功能要求包括哪几个方面？A.强度和刚度（承载能力）B 稳定性（水温稳定性）C 耐久性D 表面平整E 抗滑F 环保性－少尘、低噪音G 辨识性－色彩、车道改变2、对路面有哪些基本要求？(1)具有足够的强度和刚度(2)具有足够的水温稳定性(3)具有足够的耐久性和平整度(4)具有足够的抗滑性(5)具有尽可能低的扬尘性(6)符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸3、路面结构为什么要分层，水泥混凝土路面和沥青混凝土路面如何进行分层？行车荷载和自然因素对路面的影响，随路面结构深度的增加而逐渐减弱，对结构层材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐减弱。
按照使用要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同划分。
通常分为面层、基层和功能层。
水泥混凝土路面：面层（水泥混凝土面板），基层(可分几个亚层),功能性垫层沥青混凝土路面：分层更细，面层、基层均可分几个亚层、在路基与基层间可设功能层。
4、路面结构层位与层位功能(沥青路面与水泥路面不同)面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。
基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。
功能层：为保证面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态必要时设置功能层。
我国常用汽车路面设计参数
我国常⽤汽车路⾯设计参数第三章⽔泥混凝⼟路⾯交通参数的调查与分析§3－1 交通荷载调查⽅法汽车是路基路⾯的服务对象，路基路⾯的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通⾏。
汽车荷载⼜是造成路基路⾯结构损伤的主要成因，⽽且，车辆荷载的作⽤⼜是影响路⾯使⽤寿命的关键因素之—。
因此，为了保证设计的路基路⾯结构达到预计的功能，具有良好的结构性能，车辆荷载是路⾯设计时考虑的重要因素。
影响路⾯设计的车辆荷载作⽤的参数主要是：设计使⽤期内标准轴载的累计作⽤次数。
为此，需采集交通量和轴载⽅⾯的数据，预测设计使⽤期内的交通增长，进⾏标准轴载作⽤次数的当量换算等交通分析。
⾸先应对⾏驶的汽车作调查分析，包括汽车轮重与轴重的⼤⼩与特性；不同车型车轴的布置等。
⼀、车辆的种类道路上通⾏的汽车车辆主要分为客车与货车两⼤类。
客车⼜分为⼩客车、中客车与⼤客车。
⼩客车⾃⾝重量与满载总重都⽐较轻，但车速⾼，⼀般可达120km／h，有的⾼档⼩车可达200km／h以上；中客车⼀般包括6个座位⾄20个座位的中型客车；⼤客车⼀般是指20个座位以上的⼤型客车(包括铰接车和双层客车)，主要⽤于长途客运与城市公共交通。
货车⼜分为整车、牵引式挂车和牵引式半挂车。
整车的货厢与汽车发动机为⼀整体；牵引式挂车的牵引车与挂车是分离的，牵引车提供动⼒，牵引后挂的挂车，有时可以拖挂两辆以上的挂车；牵引式半挂车的牵引车与挂车也是分离的，但是通过铰接相互连接，牵引车的后轴也担负部分货车的重量，货车厢的后部有轮轴系统，⽽前部通过铰接悬挂在牵引车上。
货车总的发展趋向是向⼤吨位发展，特别是集装箱运输⽔陆联运业务开展之后，货车最⼤吨位已超过40—50t。
在交通调查中，⼀般将汽车分为⼗类：即⼩型客车、⼤型客车、⼩型载货汽车、中型载货汽车、中型载货⾃卸汽车、中型载货特种汽车、⼤型载货⾃卸汽车、⼤型载货特种汽车、载货拖拉机、⼤型载货汽车。
每种汽车应属于何种分类，交通部⼯管司提供了交通调查分类图。
第6章 交通荷载及路面设计参数
图6-6 轮迹横向分布频率曲线 （单向行驶一个车道）
如何表征轮迹横向 分布频率对路面结 构设计的影响？
图6-7 轮迹横向分布频率曲线 （混合行驶双车道）
6.2 交通数据调查
四、轮迹横向分布 轮迹横向分布系数η： 轮迹横向分布频率图中，取宽度为两个条带的频率之 和称为轮迹横向分布系数。
表6-9 水泥混凝土路面轮迹横向分布系数
4、汽车对道路的静态压力
1）汽车轮胎的内压力 货车轮胎的标准静内压力：一般在0.4~0.7MPa范围内。 通常轮胎与路面接触面上的压力p略小于内压力pi,约为
(0.8~0.9)pi。 车轮在行驶中，内压力会因轮胎充气温度升高而增加，因
此，滚动的车轮接触压力也有所增加，达到(0.9~1.1) pi.
轴载谱的应用：
轴载谱
交通调查某类车辆每日通行的轴载数，即可推算出所 有车辆各级轴载的作用次数。
6.2 交通数据调查
三、车型与轴载组成 水泥路面：
还需获得最重轴载和货车中占主要份额特重车型轴载。 沥青路面：
还需获得车型分布系数。
6.2 交通数据调查
三、车型与轴载组成 沥青路面：车型分布系数。
6.2 交通数据调查
胎唇钢丝 Bead Wire
6.1 交通荷载及其对路面的作用
4、汽车对道路的静态压力
双轮组车轴： 每一侧双轮用一个圆表示，
称为单圆荷载。 每一侧双轮用两个圆表示，
称为双圆荷载。
单圆当量 圆直径
D 8P
p
规范规定标准轴载BZZ-100。 则：P=100/4kN p=700kPa 得到：D=0.302m d=0.213m
6.2 交通数据调查
6.2 交通数据调查
一、调查方法
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交通荷载及路面设计参数
在道路设计中，交通荷载是指道路结构承受的车辆荷载力，主要包括
静力荷载和动力荷载两种形式。
静力荷载是指车辆静止状态下对道路结构
施加的垂直作用力，如停车、交通信号灯等情况下的荷载力。
动力荷载是
指车辆运行过程中施加在道路结构上的荷载力，如车辆行驶、超车、制动
等情况下的荷载力。
在确定交通荷载时，需要考虑以下因素：
1.车辆类型和重量：不同类型的车辆具有不同的荷载特性，例如轿车、货车、客车等。
设计荷载应根据不同类型的车辆的特点和重量来确定。
2.交通流量：道路的荷载应根据预计的交通流量来确定，即预计通过
道路的车辆数量。
交通流量对道路的荷载具有直接影响，高交通流量将对
道路的结构产生更大的荷载作用。
3.设计寿命：道路的设计寿命是指道路预计使用的年限。
不同的设计
寿命要求不同的荷载标准，设计寿命越长，荷载标准越高。
4.地理条件：地理条件对道路的荷载也具有一定的影响。
例如，地震
频率较高的地区需要采取更严格的荷载标准。
在道路设计中，除了交通荷载外，还需要考虑路面设计参数，以确保
道路具有良好的承载力和耐久性。
一些常见的路面设计参数包括：
1.路面材料：选择合适的路面材料是确保路面承载力和耐久性的重要
因素。
一般常用的路面材料有沥青混合料、水泥混凝土等。
根据道路的荷
载和使用条件合理选择路面材料。
2.路面厚度：路面厚度是指路面上覆盖材料的厚度。
设计路面厚度时
需要考虑道路的设计寿命、荷载以及环境因素等，以保证路面的稳定性和
耐久性。
3.路肩和排水设计：路肩是指道路两侧与行车道之间的区域，荷载的
作用也会对路肩产生一定的影响。
在路面设计中，需要考虑到路肩的稳定
和排水性能，以确保路肩能够适应不同的荷载和排水条件。
4.路面结构：路面结构是指路面各层材料的组合方式和厚度。
设计路
面结构时需要根据道路的荷载、使用条件和土质情况等因素来确定合理的
结构，以确保路面的承载力和耐久性。
综上所述，交通荷载及路面设计参数是道路设计中非常重要的一部分。
合理确定交通荷载和路面设计参数，不仅能够提高道路的安全性和稳定性，还能够延长道路的使用寿命，为交通运输提供良好的道路环境。