行車荷載(朱明浩、葉庭庭).ppt

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1、第一節(jié)行車荷載汽車是路基路面的服務(wù)對(duì)象，路基路面的主要功能是長(zhǎng)期保證車輛快速、安全、平穩(wěn)地通行。汽車荷載又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要原因。因此，為了保證設(shè)計(jì)的路基、路面結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)計(jì)的功能，具有良好的結(jié)構(gòu)性能，首先應(yīng)對(duì)形式的汽車進(jìn)行分析，包括汽車輪載與軸載的大小與特性；不同車型車軸的布置；設(shè)計(jì)期限內(nèi)，汽車軸型的分布以及車輛通行量逐年變化的規(guī)律；汽車靜態(tài)荷載與動(dòng)態(tài)荷載特性比較等。一、車輛種類2小客車：自身重量與滿載總重都比較輕，但車速高，一般可達(dá)120km/h有的高檔小車可達(dá)200km/h以上。中客車：一般包括6個(gè)座至20個(gè)座位的中型客車。大客車：一般是指20個(gè)座位以上的

2、大型客車（包括鉸接車和雙層客車），主要用于長(zhǎng)途客運(yùn)與城市公共交通。整車：整車的貨廂與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為一整體。牽引式掛車：牽引式掛車的牽引車與掛車是分離的，牽引車提供動(dòng)力，牽引后掛的掛車，有時(shí)可以拖掛兩輛以上的掛車。牽引式半掛車：牽引式半掛車的牽引車與掛車也是分離的，但是通過(guò)鉸接相互連接，牽引車的后軸也擔(dān)負(fù)貨車的重量，貨車廂的后部有輪軸系統(tǒng)，而前部通過(guò)鉸接懸掛在牽引車上。3鉸接車整車4牽引式掛車牽引式半掛車5汽車的總荷載通過(guò)車軸與車輪傳遞給路面，所以路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要以軸載作為荷載標(biāo)準(zhǔn)。在道路上行駛的多種車輛的組合中，重型貨車與大客車起決定作用，輕型貨車與中、小客車影響很小，

3、有時(shí)可以不計(jì)。但是在考慮路面表面特性要求是，如平整性、抗滑性等，以小汽車為主要對(duì)象，因?yàn)樾∑嚨男旭偹俣雀?，所以要求在高速行車條件小具有良好的平穩(wěn)性與安全性。6無(wú)論是客車還是貨車，車身的全部重力都通過(guò)車軸上的輪子傳給路面，因此，對(duì)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，更加重視汽車的軸載。由于軸載的大小直接關(guān)系到路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承載力與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，為了統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和便與交通管理，各個(gè)國(guó)家對(duì)于軸載的最大限度均有明確的規(guī)定。據(jù)國(guó)際道路聯(lián)合會(huì)1989年公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在141個(gè)成員國(guó)和地區(qū)中，軸限最大的為140kN,近40%執(zhí)行100kN軸限，我國(guó)公路與城市道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范中均以100kN作為設(shè)計(jì)標(biāo)

4、準(zhǔn)軸重。通常認(rèn)為我國(guó)的道路車輛軸限為100kN。二、汽車軸型7通常，整車形式的客、貨車車軸分前軸和后軸。絕大部分車輛的前軸為兩個(gè)單輪組成的單軸，軸載約為汽車總重力的1/3。極少數(shù)汽車的前軸由雙軸單輪組成，雙前軸的軸載約為汽車總軸載的一半。汽車的后軸有單軸、雙軸和三軸三種，大部分汽車后軸由雙輪組成，只有少量車型由單輪組成后軸。每一根后軸的軸載大約為前軸軸載的兩倍。目前，在我國(guó)公路上行駛的貨車的后軸軸載，一般在60~130kN范圍內(nèi)，大部分在100kN以下。89三、汽車對(duì)道路的靜態(tài)壓力汽車對(duì)道路的作用可分為停駐狀態(tài)和行駛狀態(tài)。當(dāng)汽車處于停駐狀態(tài)時(shí)，對(duì)路面的作用力為靜態(tài)壓力，

5、主要是由輪胎傳給路面的垂直壓力p，它的大小受下述因素的影響。（1）汽車輪胎的內(nèi)壓力pi（2）輪胎的剛度和輪胎與路面接觸的形態(tài)（3）輪載的大小10汽車輪胎的內(nèi)壓力貨車輪胎的標(biāo)準(zhǔn)靜內(nèi)壓力：一般在0.4－0.7MPa范圍內(nèi)。通常輪胎與路面接觸面上的壓力p略小于內(nèi)壓力pi,約為(0.8－0.9)pi。在輪胎軟而舊，或輪載超荷，或?qū)嶋H內(nèi)壓力比標(biāo)準(zhǔn)低很多，接觸壓力p才達(dá)到(1.1－1.3)pi.車輪在行駛過(guò)程中，內(nèi)壓力會(huì)因輪胎充氣溫度升高而增加，因此，滾動(dòng)的車輪接觸壓力也有所增加，達(dá)到(0.9－1.1)pi.11輪胎的剛度隨輪胎的新舊程度而有別，接觸面的形態(tài)和輪胎的花紋也會(huì)影響接觸

6、壓力的分布，一般情況下，接觸面上的壓力分布是不均勻的。不過(guò)在路面設(shè)計(jì)中，通常忽略上述因素的影響。而直接取內(nèi)壓力作為接觸壓力，并假定在接觸面上壓力是均勻分布的。1213雙圓荷載當(dāng)量圓的直徑和半徑P－作用在車輪上的荷載p－輪胎接觸壓力δ－接觸面當(dāng)量圓半徑當(dāng)量圓半徑：14雙圓荷載當(dāng)量圓直徑單圓荷載當(dāng)量圓直徑在標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的P=100/4kN，p=700kPa，則d=0.213m，D=0.302m。對(duì)于雙輪組車軸，每一側(cè)的雙輪用一個(gè)圓表示，稱為單圓荷載；則稱雙圓荷載。其當(dāng)量圓直徑分別按下式計(jì)算：15四、運(yùn)動(dòng)車輛對(duì)道路的動(dòng)態(tài)影響一、行駛狀態(tài)的汽車除了施加給路面垂直靜壓力

7、之外，還給路面施加水平力、振動(dòng)力。這些動(dòng)力影響還有瞬時(shí)性的特征。二、汽車在道路上等速行駛，車輪受到路面給它的滾動(dòng)摩阻力，路面也相應(yīng)受到車輪施加于它的一個(gè)向后的水平力；三、汽車在上坡行駛，或者在加速行駛過(guò)程中，為了克服重力與慣性力，需要給路面施加向后的水平力，相應(yīng)在下坡行駛或者在減速行駛過(guò)程中，為了克服重力與慣性力的作用，需要給路面施加向前的水平力。四、汽車在彎道上行駛，為了克服離心力，保持車身穩(wěn)定不產(chǎn)生側(cè)滑，需要給路面施加側(cè)向水平力。汽車起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中，施加于路面的為水平力。16附著系數(shù)車輪施加于路面的各種水平力值與車輪的垂直壓力，以及