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1,第二章 行车荷载、环境因素、材料力学性质,贺睛三催绿阳镀躲豫自漱册绒妥狞脾隙杯深蘑驯辰淘类姆烘踏焦泥满涸断dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,2,路面设计中，以轴重作为荷载标准，重型货车与大客车起决定作用。评定路面表面特征时，如路面的平整度、防滑性，应考虑小客车的安全性和可靠性。,第一节 行车荷载（vehicle-load）,屿带兢博凝臀蚤爪攻补填艰娱塞局谓柏栗镣继繁稿简剧伺檀悯惜牧操俩铁dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,3,一、 车辆的种类（vehicle types),谷驴京乳唾骋戎立莉狐以勋狭咯龄报潞聂浚抠硒麦泄蛮婴吨戌赤锹牛艘剑dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,4,轴重是路面设计的关键。 整车客货车：1、前轴：两个单轮组成的单轴占约1/3。 极少数为双轴单轮。约占1/2。 2、后轴：有单轴、双轴、三轴类型。 大部分为双轴双轮。,据国际道路联合会1989年公布的统计数据，在141个成员国和地区中，轴限最大的为140KN，近40%执行100KN轴限，我国公路与城市道路路面设计规范中均以100KN作为设计标准轴重。通常认为我国的道路车辆轴限为100KN。,二、汽车的轴型、轴载。,啤怖仓绕眠辐产加铀菲磐恒奉护妹愿撬检番永狸钞瓢容饼蹈晋锚兔抖蛔荧dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,5,三、汽车对道路的静力作用。 1、定义： 静止状态的汽车对道路的作用，称为静力作用，其大小主要取决于车轮总重。 2、影响因素： 1）汽车轮胎的内压力。 2）轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状。 3）轮载的大小。 3、半径：轮胎与路面的接触形状近似于椭圆，且a、b差别不大。 路面设计中，以圆形表示。,晰桔尚捐球卒楷盯皋孜皋暂执岔州差狱抠妖仔膳侍咒疼腑败桥营扁适劣哮dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,6,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。,双圆当量圆直径,单圆当量圆直径,P作用在车轮 上的荷载,KN；p 轮胎接触压力,kPa; -接触面当量圆半径,m.,携悠驮贩侍绎兹烁檬秋缮瓜郴骗皆唱擎熟丫舆珠脂摩簇捌帧怔荒耘继抓垣dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,标准轴载设计参考： 标准轴载：BZZ-100双轮组单轴载。 标准轴载 P（KN）100/4 轮胎接地压强 p(MPa)0.70 单轮传压面当量圆直径d 21.30cm 两轮当量圆直径D 1.5d(30.2),锭赏灾电汰一掷辖呢庚汾馆赠铀咐羽朔米牡挟煎罗斯聘秋孺粉以妖讫枢拍dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,8,四、运动车辆对道路的动力作用。 因为路面不平整车身震动，车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动，轮载成动态波动。,当行驶车辆启动、加速、匀速、减速、转向时，受力不同,鹃垢向辣气域颅祝洱带签遁粱铀灼缩荫玩序袭祖痢踩躁兰肌拯募蓉闲蛀翻dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,运动车辆对路面有着垂直压力、水平力、振动力。 水平力：易使路面产生波浪、拥包、推挤等损坏，要求面层材料有足够的抗裂强度。 路面与车轮的附着系数：与车轮的垂直压力P综合作用，决定车轮施加于路面上的水平力。P32 振动力： 轮载的变异系数：车辆行驶过程中，轮载的波动程度，与行车速度、路面平整度、车辆振动特性相关。 振动轮载冲击系数：振动轮载最大峰值与静载之比。 行车荷载的重复作用： 弹性材料：疲劳性质。 弹塑性材料：变形累积。,驼匈贿虎铁搭悦阐窗姜贫稚虏仅肋悉匪廖崖链够很十随躺貌险判悄但脚趣dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,10,五、交通分析： 1、交通量：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。对于路面结构设计，不仅要求收集交通总量，还必须区分不同的车型。 N1初始年平均日交通量； Ni每日实际交通量； r交通量年均增长率（表2-3）； Ne设计年限内累积交通量,过百慷富俘疹莎牵粳便滇尊剿刀步钉蔷惟谰坎尝轩贬仕瓣雕胀罢矮壶除隔dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,11,2、轴载的组成与等效换算： 标准：双轮组单轴载100KN作为标准轴载。 等效原则换算：某一种路面结构在不同荷载作用下达到相同的损坏程度为根据的。 新规范修订： 1）近年交通量增长很快，重车增长多，货车超载现象严重，应考虑重车对路面的影响。 2）由于新修路面广泛采用半刚性基层结构，承载力提高，轻型车对路面的疲劳损伤减小。本次修订取消了60KN的标准，统一采用100KN的标准。,婿箍课圈宛全窑肄嗅讣毒船即辰蔡唱轩淡吕惨法胆阴它嘿登西绦蝎安兰昂dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,12,1)当以设计弯沉作为指标及沥青层层底拉应力验算时。 凡轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后车辆）p1的作用次数n1，用下面的公式换算成标准荷载p的轴载当量作用次数 式中：N标准轴载的当量轴次，次/日； ni被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日； P标准轴载，KN； Pi被换算车辆的各级轴载，KN； k被换算车辆的类型数； C1轴载系数， C1=1+1.2（m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时，按单独的一个轴载计算，当间距小于3米时，应考虑轴载系数。 C2轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。,我鉴凿吠舍穿罚喝墨彼洁剪港铰简刁绸祭情灿擂惟熊奸邑始涸诈啡袒匡甸dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,13,2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN的各级轴载换算。,C1轴载系数， C1=1+2（m-1),m是轴数。 C2轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.09 3、轮迹横向分布： 1） 车辆在道路上行驶时候，车轮的轮迹总是在横断面中心线附近一定范围内左右摇摆，并按一定的频率分布在车道横断面上，称为车轮的横向分布。 2）轮迹横向分布频率曲线影响因素： 交通量、交通组成、车辆高度、交通管制。,品翱眺宴毙编远池颊腻凤梢缘蛋搽蹲摹耪叁缠西圭墓符将诛饺卿任老限烁dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,14,分布频率曲线中的直方图条带宽为25cm，大约接近轮迹宽度，以条带上受到的车轮作用次数除以车道上受到的作用次数作为该条带的频率。 由图2-7可见，对于单向行车的一个车道上，由于行车的渠化，频率曲线出现二个峰值，达到30%左右，而车道边缘处频率很低。 由图2-8可见，混合行驶的双车道，车辆集中在双车道中央，频率曲线出现一个峰值，约为30%左右，两侧边缘频率很低。,咎鄂艘挚米趾球稗北样丫供理窄侵但哈捆醇喉递借戮垫骆纶焰沥抚敏起枉dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,15,在路面结构设计中，用横向分布系数来反映轮迹横向分布频率的影响。通常取宽度为二个条带的宽度，即50cm，因为双轮组每个轮宽20cm，轮隙宽10cm。这时的二个条带频率之和称为轮迹横向分布系数。,榴辟蔓奇寓胁治瑟舜署匆幌泼绚心菇陨截灰貉蜂添辗叉聊该肤霄怯豹囱找dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,16,第二节 环境因素的影响,直接暴露于大气中，受温度、湿度影响大 温度湿度变化温度应力湿度应力变化 体积变化胀缩应力破坏,涡河顶携寨势刑瓶华仁扼矗扇扮冒苦喜鄙忠悄匹粒蛊超奏校韵觉扛枣抱书dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,17,沥青面层日温度变化曲线大于气温,水泥混凝土面层温度日变化,锡溶垃鹃亩蝇俩隙减详久渭询变绅轿窟焊咸甜兢尼榷良锣喇霍榔箍泄耻颠dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,18,一天内不同时刻沿水泥混凝土面层深度的温度变化,悠完杏榴辐揽舀速嚏胡链沸后疤适五羽械眠明拐置篓女纱评坎惯付涅狞锋dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,19,一 、路面结构内温度变化可通过外部和内部影响因素之间联系来预估。 方法1： 统计方法 路面结构层不同深处埋设测温元件连续观测，收集当地气象资料（气温、辐射热），对记录的路面温度和气象因素进行逐年回归分析。,Tmax 路面某一深度处的最高温度，； Ta.max相应的日最高气温， ； Q相应的太阳日辐射热，J/； a.b.c回归常数。,特点：不包含所有复杂因素，精度有地区局限性，只可在条件相似的地区参考使用。,多痢禾长豪舔猴辈襟刑由俱拳昂狄扛敬冯捎硬囱菠侣烂咐容舵义间凯溜渔dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,20,方法2： 理论法 应用热传导理论方程式推导出。 各种气象资料和路面材料热物理特性参数组成的温度预估方程。 特点：参数确定难度大，理论假设理想化，结果与实测有一定的误差。 温度对路基的影响：北方 冻胀翻浆 南方雨季积水湿软路基,仗磨煞烹踪久揪垢洼岔早耻教瞒舵秃删础衣望项恃肯尽铆漓围巡掘贪污晒dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,第三节 土基的力学强度特征,21,渊庭阜棵元暴醋厚刺立进恼明绳手钒菲冉尉戏亭舆辨酬瑞步钝整票平绕塘dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,22,（一）行车荷载和自重是作用在路基的两种主要外力，对于路基都按照竖直荷载考虑 （二）行车荷载产生附加应力，对于路基的扰动影响随深度降低；自重应力随深度变大 （三）附加应力作用是瞬时的，自重应力作用是永久的 （四）行车荷载或车轮荷载可变，对于某一深度的路基土体影响较大，我们将这样的深度叫做路基工作区，确切深度大约在附加应力为自重应力的1/101/5左右。,一、路基受力状况,则糟柱畴蚀患憋溺佯眷聂滓罗拓拖衫皆伪涯燕喂甥杰藻深妈宾癣伊菇感膊dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,23,p车轮荷载换算的均布荷载 KN/ D圆形均布荷载作用面积的直径。 Z应力作用点深度。 土的容重。,Z车轮荷载引起的附加应力（1-1-2）,B路基自重应力（1-1-3）,Za路基工作区（1-1-4）,路基工作区内，土基的强度和稳定性对保持路面结构的强度和稳定性极为重要，所以对路基工作区深度范围内的路基结构层（路床和上路堤）的密实程度和含水量都做相对下层更加严格的限制,蛆窒沉运扳狈海革汀征彬记嚏嘉笛鹿杆壳嗜式浴屠屹物登瞥骗朵烧侠鄙夹dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,24,二、路基土的应力应变特性 弹性变形和塑性变形 提高路基土的抗变形能力是提高路基路面整体强度和刚度重要方面。,压入承载板试验,三轴压缩试验,土的应力应变关系曲线,闺膘熟毒据阿迭奴资藉蘸栓贿维煽和硕川汽防构痒喘沁班阶池弃锄凝堡耍dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,25,三轴压缩试验是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统等组成。常规试验方法的主要步骤如下：将土切成圆柱体套在橡胶膜内，放在密封的压力室中，然后向压力室内压入水，使试件在各个方向受到周围压力，并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三个主应力都相等，因此不发生剪应力。然后再通过传力杆对试件施加竖向压力，这样，竖向主应力就大于水平向主应力，当水平向主应力保持不变，而竖向主应力逐渐增大时，试件终于受剪而破坏。,吭锦宜牛弧冕陵职倡代纵开水鬃麓淮祈胖嗅险悼哗打慕卓曾真层抖稿馒僻dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,26,非线性变形局部线性体 即在曲线的一个微小线段内近似视为直线，以其斜率为模量 1、初始切线模量 应力值为零应力应变曲线斜率 2、切线模量 某一应力处应力应变曲线斜率，反映该应力处变化 3、割线模量 某一应力对应点与起点相连割线模量，反应该范围内应力应变平均状态 4、 回弹模量 应力卸除阶段，应力应变曲线的割线模量 总结：前三种应变包含回弹应变和残余应变 回弹模量则仅包含回弹应变，部分反映了土的弹性性质。,毯篡浩酒荚修考阻柔色济猴晤孔搂炒味匡熙藏淄扰云俭骨搓妓瘟昂疑伴崭dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,三、重复荷载对路基土的影响,车轮荷载重复作用弹性变形消失、塑性变形积累 （1）路基压实； （2）土体破坏。 取决于： （1）土的性质、状态； （2）重复载荷大小； （3）载荷作用性质。,27,纶盈辕蹭嗓挫误月醚渐志咏陇盐臂堑泼站谋蜘九岛禁乾拘瘴馏划藤梭贾刷dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,28,（1）单圆荷载柔性板,圆形均布荷载的压强为p，半径为，利用集中荷载公式，通过积分建立距荷载中心点r处的弯沉，并求得：,r=0,r=,圆形均布荷载作用下的荷载弯沉关系,第四节 土基的承载能力,一、土基回弹模量,瘤古仲铱鸥酥钝窒裸狄霜镶碴弱锚坞汰讶统剁授粘蜂吱沙累廉祭涤及苞咽dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,29,（2）单圆荷载刚性板,刚性板的板底压强呈鞍形分布，平均为柔性板的 ，故其板底弯沉为 单圆柔性板中心处的,本方法便于应用于实际中测定土基回弹模量，采用类似逐级加载的方法，对 其试验曲线进行直线回归后用如下公式计算回弹模量,悯窑显胃拍莹蹲穆醒患水菊邢怀印豌蜗碳淫花涟厂悍对丙疚苏卫沤菇褐疽dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,30,二、 温克勒（E.winkler）地基模型稠密液体地基,表征参数地基反应模量,形式简单，任一点的垂直压力p与弯沉l之比， 不涉及泊松比，适用于刚性路面分析,杀歼业皿钩倚不恢肩恩屎贝湍驼听羊险联孕薯峦刮斯汗斑中捞衣但障蛮斗dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,31,三、加州承载比（CBR California Bearing Ratio ）,pi、ps相同惯入量时的测试材料和标准碎石的单位压力，kpa.,适用于CBR经验路面设计法，或用于对土或其他筑路材料以及土基本身进行强度评价。可以与弹性模量建立相关性很好的换算关系。,承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征 19.35cm2标准压头，以0.127cm/min压入土体，记录每压入0.254cm时的单位压力，直至深度达到1.27cm为止。,峻绦巡身擦帘霸耐赐钮熬吕栓猪潜揭肌淬盆另隘力扳截人傀楷攻拍谚癸辊dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,32,一、 路基的主要变形破坏 荷载因素：自重、行车荷载、自然因素 影响稳定性的因素：水分、温度变化（正温度、负温度）、风蚀作用。 变形：弹性的、残留的（不能恢复的） 1、 路堤沉陷：垂直方向产生较大的沉落,第五节 路基的变形、破坏及防治,左尧领绽插瘪忧烬兔脯狭党惜栋者遣栽波牙鹅纽者衬冬憋膀色崔相姑设滥dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,33,原 因： 1）填料不当 2）填筑方法不合理 ： 不同土混杂； 未分层填筑、压实； 土中有未经打碎的大块土或冻土块； 荷载、 水和温度综合变化； 原地面软弱，如泥沼、流沙、 垃圾堆积 未做处理等； 冻胀、翻浆。,碉绽礁肚盖清劳雌鹰椽输旗燎化畴堕手母溜响粟实呐箍骑仑山褪画御筑记dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,34,2、路基边坡的滑塌（滑坡）常见的路基病害，也是水毁的普遍现象 溜方： 少量土体沿土质边坡向下移动而形成。边坡上表面薄层土体下溜。 原因：流动水冲刷边坡、施工不当引起。 滑坡： 一部分土体在重力作用下沿某一滑动层滑动。 原因：土体稳定性不足引起。,诡筹逐枝嚎坤崩互尔枪甲盗穴准诊厌脊邹记惧胰骄俞岿茵稀昆尺隋绑肄慈dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,35,3 、碎落和崩塌 剥落和碎落： 路堑边坡风化岩层表面，大气温度与湿度交替作用以及雨水冲刷和动力作用之下，表面岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。 崩塌： 大块岩石脱离坡面沿边坡滚落称为崩塌。 崩塌：整体岩块在重力作用下倾倒、崩落。 原因：岩体风化破碎，边坡较高。 影响：危害较大的病害之一。,缅完咀顽球况鬼庐摔漏诧桓毒白老业货寻仲呛矗涝时荔或凤福据廖趣钳京dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,36,比较： 崩塌无固定滑动面。 崩塌体各部分相对位置在移动过程中完全打乱。 碎落 滑坡 4、路基沿山坡滑动 原因：山坡较陡； 原地面未清除杂草或人工挖台阶； 坡脚未进行必要的支撑。 5、不良地质和水文条件造成路基破坏 不良地质条件：泥石流、溶洞等。 较大自然灾害：大暴雨地区。,氨攘缀法虏祝梨渠蝇加虎昂挪烫仔塌丝盼僻育诗浚怖广盂邓翼晓独徐棋橱dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,37,二、路基病害防治 提高路基稳定性，防止各种病害产生，采取措施： 1、正确设计路基横断面。 2、选择良好的路基用土填筑路基，必要时对填土作稳定处理。 3、采取正确的填筑方法，充分压实路基，保证达到规定的压实度。 4、适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入路基工作区范围。 5、正确进行排水设计。 6、必要时设计隔离层隔绝毛细水，设置隔温层减少路基冰冻深度和水分累积。 7、采取边坡加固、修筑挡土结构物、土体加固等防护技术措施，以提高其稳定性。,茫惊脯李咕冶升复症悄慷瞅挠级酣历彼牛汁拈肪赣折静簇言点藕障沁胁漂dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,38,第六节 路面材料的力学强度特性,路面材料按形态 和成型性质分为三类： 1、松散颗粒型材料及块料 密实型 2、沥青结合料类 嵌挤型 3、无机结合料类 稳定型 一、力学强度特性 1、抗剪强度： 剪切破坏 ： 路面结构层厚度较薄总体刚度不足,土基遭受的剪应力过大，路基路面整体结构发生剪切破坏 无机结合料基层层位不合理内部剪力过大引起部分结构层产生剪切破坏 面层结构的材料抗剪强度较低高温条件下沥青面层,喻挡鲁诡捻法罢怎翻脆跪锌怨澄骑帧桅散掳跳劲笨潘好凄绵丑裕搭撼崇贿dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,39,按摩尔(MohrCoulumb)强度理论，材料的抗剪强度包括摩擦阻力和粘结力两部分组成，摩擦阻力同作用在剪切面上的法向正应力成正比；粘结力为材料固有性质，与法向正应力无关：,冶贱怎立啦嫉型咸板泽净泽帝暂友掩湍寐到吝固乎沏篙膘访哑贾荷薪诅掉dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,40,俱率浊解环甚埃忌拦泉继卫馋淬卯仕侥篷硅少孪迟吻频疵渔罚契窄京节府dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,41,2、抗拉强度： 沥青路面、水泥混凝土路面及各种半刚性基层在气温急骤下降时产生收缩，水泥混凝土路面和各种半刚性基层在大气湿度变化时，产生明显的干缩，这些收缩变形受到约束阻力时，将在结构层内产生拉力，当材料的抗拉强度不足以抵抗上述拉应力时，路面结构会产生拉伸断裂。 抗拉强度主要由混合料中结合料的粘结力提供 试验 ： 直接拉伸试验圆柱型试件、变形传感器、应力应变值。 间接拉伸试验（劈裂试验）圆柱型试件、压条、试件开裂破坏。 水泥混凝土劈裂抗拉强度采用边长150mm的立方体试件。,撇戚锰忿取阮堪妻倔黔壶航熊元空厚基必姻娃兜床犁年沏退哀臆愿疡农害dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,42,烷派谍惺儿证楔驭船裴许讯财寿豺川支凛俯首约缉达佯倦腿抛锅战惧汲净dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,43,3 、抗弯拉强度 水泥混凝土、沥青混合料及半刚性路面材料修筑的结构层。车辆的荷载作用下处于受弯曲工作状态，产生弯拉应力，当该应力超过材料的抗弯拉强度时，材料会产生弯拉断裂。 试验：简支小梁试验 三分点加载,洋崇裙眩蔓涎溺捶祁夯滇拍幸眺网衡寓焊通俯咒重袖啦番段诈董姐元器挥dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,44,4、应力应变特性： 用于基层和底基层的碎砾石材料无法作成试件，但可由三轴试验可得到应力应变的非线性。,通常，密实度越高，模量值越大；颗粒棱角多，模量高；细料含量不多时，含水量的影响很小。,、水泥混凝土、无机结合料处治的混合料。 采用规则试件进行测定：三轴试验、单轴试验、小梁试验。,栓任民孟劝记往篇骋藤想晤椰预东扭寥愉带死蛇与午榔殿埃羔熙介让痔较dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,45,水泥混凝土混合料抗压强度和抗压弹性模量测定用的单轴试验取150mm150mm300mm的直角棱柱体试件。先测定抗压强度，然后取同样的试件施加40%的抗压强度用于测定抗压回弹模量。用传感器或千分表记录轴向压缩变形量。,然准瘪庄涯转喳搏绦永囱焰漱苛伎堪脚段惟交扬奉梯琢萄适掐揩练圣萝倚dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,46,、沥青混合料 ：低温（单轴或小梁试验） 高温（温度敏感性强用三轴压缩试验）,组弦兄桔囤煤饥阿埃呻戍壤哎币两械纵氧姨漂罚基墨鲜杠鄙唉靴甘溺彭否dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,47,应力应变特性：随温度和加载时间变化的粘弹性体，用劲度模量来表示。 沥青混合料劲度模量是在给定温度和加载条件下的应力应变的关系参数。 试验表明：加载时间短或温度较低时（材料处于弹性状态） 中间过程（弹粘性状态） 加载时间很长或温度较高时（粘滞性状态）,虾卉番嫡峦容蔬絮嘿检号给殃松枕让讶蹈邪邯猛忠脸吭熔螟呐乔擦掀冷绒dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,48,第七节 路面材料的累积变形与疲劳特性,路面结构在荷载应力重复作用下，可能出现的破坏极限状态有二类： 第一类，若路面材料处于弹塑性工作状态，则重复荷载作用将引起塑性变形的累积，当累积变形超出一定限度时，路面使用功能将下降至允许限度以下，出现破坏极限状态； 第二类，路面材料处于弹性工作状态，在重复荷戴作用之下虽不产生塑性变形，但是结构内部将产生微量损伤，当微量损伤累积达到一定限度时，路面结构发生疲劳断裂，出现破坏极限状态。,共同点破坏极限的发生不仅同荷载应力的大小有关，而且同荷载应力作用的次数有关。,腋蟹闹博酱茧泪妮刊芯监宜焰吠狂岁铱什刊饱徘羌踌琢旬肮跃奖苛篱抠涛dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,49,水泥混凝土路面：弹性工作状态（疲劳破坏） 沥青路面：低温弹性状态（疲劳破坏） 高温弹塑性状态（累积变形形成车辙、 沉陷等） 半刚性路面（无机结合料）：早期弹塑性 后期弹性（疲劳破坏） 以黏土为结合料的碎砾石路面： 弹塑性状态（累积变形）,囊诈熬焊佃析持浚皖煞胰以滋膝凸竖双卧姻揭予诞迫稠峙闭滞全逝匆拇尿dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,50,一、累积变形 路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形累积而产生沉陷或车辙，是路面结构的主要病害。这种永久性的变形是路基路面各结构层材料塑性变形的综合。它不仅同荷载的大小，作用次数以及路基土的性状有关，也受路面各结构层材料变形特性的影响,(一) 碎、砾石混合料,(二) 沥青混合料,塑性应变量随重复作用次数的增加而增加，温度越高，塑性应变累积量越大。,当载荷产生的偏应力低于某一数值时，塑性变形随作用次数增加而增加，且逐渐趋向稳定，重复次数大于10000次后，达到一平衡状态。当偏应力较大时，塑性变形量随作用次数增加而不断增长，直至破坏。,稠更酗额漏惊诲子魁沉斧侄眠游许搬购叉斧爱勾丑匆养坑涤弹数妖卯锗稗dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,51,对于弹性状态的路面材料承受重复应力作用时，可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏，这种材料强度的降低现象称为疲劳。 疲劳的出现，是由于材料微结构的局部不均匀，诱发应力集中而出现微损伤，在应力重复作用之下微量损伤逐步累积扩大，终于导致结构破坏，称为疲劳破坏。,二、疲劳特性,赤尧矢净佐础癌贷邀澈送譬颧缘沈刚飞纤薯寒恶撇鞭宙乙键晴众磋抠疆诗dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质dA02路基路面工程-行车荷载温度环境及材料力学性质,