靳 澍

(南京市公共工程建設(shè)中心,江蘇 南京 210019)

0 引言

交通量的快速增長和重型車比例的提高導(dǎo)致城市瀝青路面的病害現(xiàn)象嚴(yán)重,在道路交叉口區(qū)域,路面同時(shí)還受到信號(hào)控制、交通渠化和擁堵等因素的影響,破損現(xiàn)象更加明顯。有研究表明,城市道路交叉口瀝青路面的主要病害有波浪、壅包、車轍、裂縫和松散等[1-3]。道路交叉口車輛頻繁的制動(dòng)和啟動(dòng),導(dǎo)致車輛前后軸軸載發(fā)生重新分布,并對(duì)路面施加較大的水平推擠力,輪胎與路面接觸部分的應(yīng)力分布較普通路段更為復(fù)雜,橫向應(yīng)力大大增加,造成瀝青混合料開裂。水平力和垂直力的綜合作用,導(dǎo)致路表和路面內(nèi)部產(chǎn)生較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力,導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)過大的塑性變形。

城市道路交叉口的病害研究中,目前采用的荷載模型主要是以標(biāo)準(zhǔn)軸載或者載重貨車為主,小轎車由于其軸載較小而不考慮,然而通過實(shí)際交通狀況調(diào)查,在主城區(qū)道路交通系統(tǒng)中,主要的交通組成為小轎車和公交車,在設(shè)有公交專用道的交叉口,小轎車車道和公交車專用道均存在上述的病害類型?；谝陨戏治?本文根據(jù)城市道路實(shí)際交通組成,以小轎車和公交車為分析對(duì)象,研究其在瀝青路面破壞過程中,車輛荷載特征變化一級(jí)荷載變化造成的應(yīng)力響應(yīng)變化,并與路面設(shè)計(jì)過程中實(shí)際荷載模型進(jìn)行比較,提出城市道路交叉口瀝青路面設(shè)計(jì)的改善建議。

1 道路交叉口荷載特征分析

1.1 力學(xué)分析研究現(xiàn)狀

根據(jù)我國現(xiàn)有規(guī)范[4],城市道路設(shè)計(jì)采用單軸雙輪組BZZ-100的標(biāo)準(zhǔn)荷載進(jìn)行計(jì)算,當(dāng)量軸載換算公式見式(1):

(1)

其中,Na為以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青層剪應(yīng)力和瀝青層層底拉應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的當(dāng)量軸次,次/d;ni為被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù),次/d;p為標(biāo)準(zhǔn)軸載,kN;pi為被換算車型的各級(jí)軸載,kN;C1為被換算車型的軸數(shù)系數(shù);C2為被換算車型的輪組系數(shù);K為被換算車型的軸載級(jí)別。

荷載和應(yīng)力分析采用如圖1所示。

計(jì)算彎沉和層底彎拉應(yīng)力時(shí)不考慮水平力影響,計(jì)算瀝青面層最大剪應(yīng)力時(shí)考慮水平力系數(shù)fh,計(jì)算公式見式(2),式(3):

(2)

(3)

車輛制動(dòng)對(duì)路面破壞非常嚴(yán)重,目前已有的研究主要是以Fitch建立的動(dòng)態(tài)卡車模型為典型卡車,加拿大waterloo大學(xué)的Parker于1988年對(duì)各種卡車在信號(hào)交叉口的剎車特性包括剎車距離、剎車效率和軸載重分布進(jìn)行了計(jì)算,建立了卡車剎車模型。Elie Y.Hajj建立了卡車在下坡路上減速行駛過程中的軸重分布和摩擦力計(jì)算模型,計(jì)算了處于不同胎壓水平下的輪胎路面摩擦系數(shù)以及每個(gè)輪胎的剎車力和垂直力[5]。

設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)量軸載作用次數(shù)計(jì)算中(見式(1)),小轎車軸載可以忽略不計(jì),路面最大剪應(yīng)力計(jì)算以標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以固定的水平力系數(shù)作為設(shè)計(jì)荷載,交叉口車輛制動(dòng)的既有研究中多以卡車作為主要的研究對(duì)象。城市道路一般路段車輛制動(dòng)很少,可以使用式(1)和式(2)進(jìn)行設(shè)計(jì),在交叉口區(qū)域,車輛頻繁制動(dòng)和啟動(dòng),引起軸載和水平力較大的變化,對(duì)路面的作用大為不同。因此本文從城市道路實(shí)際成型的角度出發(fā),研究其在交叉口的荷載特征變化。

1.2 城市道路車輛技術(shù)參數(shù)

筆者選取南京市龍?bào)粗新匪膫€(gè)交叉口進(jìn)行交通組成調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如表1所示。

表1 交通組成調(diào)查結(jié)果

根據(jù)調(diào)查結(jié)果和目前研究現(xiàn)狀,選取小轎車和公交車作為研究對(duì)象,參考國家相關(guān)規(guī)范和地方企業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),其車輛特征參數(shù)如表2所示。

表2 車輛技術(shù)參數(shù)

1.3 車輛制動(dòng)分析

1.3.1 軸載重分布分析

車輛制動(dòng)過程中,存在與行車方向相反的加速度,按照慣性系建立靜力平衡方程分析車輛受力變化,受力分析如圖2所示。

力學(xué)和力矩平衡方程見式(4)—式(6):

∑X=0:2f1+2f2+f合-ma=0

(4)

∑Y=0:P1+P2-mg=0

(5)

∑M*=0:P2L+mah-mgX=0

(6)

其中,ma為慣性力;f1為前軸單側(cè)輪水平阻力;f2為后軸單側(cè)水平阻力(公交車后軸為單側(cè)雙輪組水平力);f合為其他水平阻力(空氣阻力等)。

根據(jù)表2車輛技術(shù)參數(shù),利用式(4)—式(6)計(jì)算小轎車和公交車在交叉口處于不同制動(dòng)狀況下的軸載變化。其變化趨勢如圖3,圖4所示。

分析圖3和圖4,小轎車和公交車制動(dòng)時(shí),車輛后軸軸載減小,前軸軸載增大,其中后軸軸載減小值等于前軸軸載增大值,后軸軸載向前軸轉(zhuǎn)移,隨著制動(dòng)加速度的增大,轉(zhuǎn)移量越多。滿載小轎車緊急制動(dòng)相較于勻速通過時(shí),其前軸軸載增加了22.7%,后軸軸載減小了30.1%,對(duì)于公交車而言,二者分別為19.7%和8.4%。緊急制動(dòng)相較于勻速通過,小轎車空載軸載轉(zhuǎn)移量占空載車重的12.2%,滿載軸載轉(zhuǎn)移量占滿載車重的12.9%,對(duì)于公交車而言,二者分別為4.3%和5.9%,車輛載重越多,制動(dòng)時(shí)軸載轉(zhuǎn)移量和轉(zhuǎn)移比例越多。

當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)加速度方向與分析相反,軸載由前軸向后軸轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移規(guī)律與制動(dòng)時(shí)完全相同。根據(jù)式(6),影響軸載轉(zhuǎn)移的因素主要有質(zhì)量、軸距、質(zhì)心位置和加速度,其中質(zhì)心位置變化很小,軸距為固定值,影響很小,加速度和質(zhì)量是最主要的影響因素,車輛需盡可能避免出現(xiàn)加速度過大的制動(dòng)以及超載超限的行為,公交車尤其需要注意。

1.3.2 水平力分布分析

車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),與路面之間不存在水平作用,用P表示。車輛處于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),車輪受到路面施加的滾動(dòng)摩擦阻力,摩阻系數(shù)約為0.01～0.02,用M表示。車輛處于制動(dòng)狀況時(shí),車輛水平方向上受力滿足式(4),其中f合為空氣阻力等其他水平外力,相對(duì)很小,可以忽略不計(jì)。當(dāng)車輛制動(dòng)或者驅(qū)動(dòng)時(shí),車輪與路面之間的水平力f相較靜止和勻速運(yùn)動(dòng)大很多,f值由式(7)確定[6]:

f=fsP

(7)

其中,fs為摩擦阻力系數(shù);P為輪胎與路面之間的接觸壓力。

fs=a/g

(8)

聯(lián)立式(4)、式(5)、式(7)計(jì)算得到:

根據(jù)軸載重分布計(jì)算結(jié)果和式(7)、式(8),計(jì)算不同加速度下的車輪與地面之間的水平力,其變化趨勢如圖5,圖6所示。

分析圖5,圖6,隨著加速度的增加,車輛前后輪受到的摩擦阻力均增大,且滿載工況下水平力增長速率更大。小轎車和公交車水平阻力均表現(xiàn)為近似于線性增大,小轎車前輪增大量更多,公交車后輪增大量更多。車輛靜止時(shí)水平力為0,車輛勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),水平力很小,滿載小轎車前后輪緊急制動(dòng)時(shí)輪胎受到的水平力是勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)水平力的57倍和33倍,公交車這二者分別為32倍和25倍。從勻速運(yùn)動(dòng)到緊急制動(dòng)過程中,水平力迅速增長,其中小轎車增加比例更大,公交車的增加量更為明顯。

車輛啟動(dòng)時(shí),水平力大小與制動(dòng)時(shí)相同,方向相反,水平力增大與制動(dòng)時(shí)規(guī)律相同。較大的水平力對(duì)路面造成極為嚴(yán)重的破壞,容易引發(fā)路面開裂、壅包、波浪、車轍等病害,因此可以得到與軸載分析類似的結(jié)論,需避免出現(xiàn)加速度過大的制動(dòng)行為和超載超限行為。

2 交叉口路面應(yīng)力響應(yīng)分析

滿載交通對(duì)路面的損害較大,根據(jù)小轎車和公交車前后軸輪組設(shè)計(jì)和軸載大小及轉(zhuǎn)移情況,選擇小轎車前軸、公交車前軸和公交車后軸作為不利荷載研究。分析不利荷載在不同制動(dòng)情況下的路表和路表以下應(yīng)力響應(yīng)狀況。瀝青路面為彈性層狀體系,在進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí)多采用彈性層狀體系理論分析,本文采用殼牌公司開發(fā)的BISAR程序分析路面應(yīng)力響應(yīng)。

2.1 輪胎接地分析

根據(jù)實(shí)測結(jié)果可知,輪胎-路面接觸壓力呈現(xiàn)了明顯的非均勻性,輪胎中間部分主要與輪胎充氣胎壓有關(guān),而輪胎邊緣部分主要與輪載大小有關(guān),但是在額定荷載的情況下,接觸面上輪胎各花紋條上的壓力分布接近于均勻分布,其形狀近似于圓形,路面設(shè)計(jì)時(shí)都近似采用圓形接觸面假設(shè)。

本文分析的車輛中,小轎車和公交車前軸均為單軸單輪,采用當(dāng)量單圓圖式,公交車后輪為單軸雙輪組,采用當(dāng)量雙圓圖式。其當(dāng)量圓半徑δ按照式(9)計(jì)算:

(9)

其中,F為作用于單個(gè)輪胎上的荷載;P為輪胎接觸壓力。

2.2 路面參數(shù)

根據(jù)實(shí)際建設(shè)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)路面材料參數(shù)如表3所示。

表3 路面材料參數(shù)

2.3 應(yīng)力分析范圍

本文通過比較距離當(dāng)量圓圓心不同位置處的應(yīng)力變化情況,得出不同制動(dòng)加速度對(duì)于路表應(yīng)力的影響。應(yīng)力計(jì)算的不同位置位于圖7和圖8中大小不等的圓周上,其中⊙A,⊙B,⊙C,⊙D,⊙E,⊙F,⊙G的半徑分別為0,0.5δ,1.0δ,1.5δ,2.0δ,2.5δ,3.0δ。根據(jù)路表應(yīng)力大小與當(dāng)量圓圓心的位置關(guān)系,選擇圖中的“計(jì)算點(diǎn)”位置處作為豎向應(yīng)力分析位置。

2.4 路表應(yīng)力分析

依照2.3中確定的計(jì)算范圍,利用BISAR程序計(jì)算得到小轎車和公交車荷載在不同加速度下,距離當(dāng)量圓圓心不同位置處的路表應(yīng)力分布情況。結(jié)果如圖9—圖11所示。

通過分析圖9,可得小轎車前輪應(yīng)力分布規(guī)律如下:

路表正應(yīng)力在荷載當(dāng)量圓范圍內(nèi)響應(yīng)極大,遠(yuǎn)超過當(dāng)量圓外部正應(yīng)力響應(yīng)。車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),當(dāng)量圓內(nèi)正應(yīng)力均勻分布;車輛處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí),從⊙A到⊙C的過程中,輪胎與路面接觸后半部分正應(yīng)力略微減小,前半部分正應(yīng)力明顯增大,在前半部分接觸邊緣達(dá)到最大,即圖7中的“計(jì)算點(diǎn)”位置,隨著加速度的增大,這一現(xiàn)象表現(xiàn)愈加明顯。緊急制動(dòng)下的最大正應(yīng)力約為-1.0 MPa,約為車輛靜止時(shí)路表正應(yīng)力的4倍。

同一加速度下當(dāng)量圓內(nèi)部剪應(yīng)力增大極為緩慢,近似均勻分布,在當(dāng)量圓邊緣處急劇增大后又急劇減小。隨著加速度的增大,路表剪應(yīng)力增大,荷載當(dāng)量圓邊緣(⊙C)處最大路表剪應(yīng)力由圓形向“紡錘體”形過渡,輪胎與路面接觸前后部分剪應(yīng)力較大,緊急制動(dòng)下的最大剪應(yīng)力達(dá)到0.4 MPa,約為車輛靜止時(shí)路表剪應(yīng)力的20倍。

綜合以上分析,在車輛制動(dòng)過程中,應(yīng)力急劇增大,在當(dāng)量圓邊緣處表現(xiàn)極為明顯,車輪與路面接觸邊緣最容易發(fā)生破壞,車輪與路面接觸前半部分容易發(fā)生推擠壓密變形,車輪與路面接觸后半部分容易發(fā)生拉裂破壞。

分析圖10公交車前輪應(yīng)力分布規(guī)律如下:

加速度為0分為兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即靜止和勻速運(yùn)動(dòng),靜止時(shí)水平力為0,勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),存在水平力。勻速運(yùn)動(dòng)水平力與汽車牽引力構(gòu)成一對(duì)平衡力,該水平力較小,對(duì)路表正應(yīng)力和剪應(yīng)力有微弱的影響,其最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力近似相等,區(qū)別之處在于當(dāng)量圓范圍內(nèi),勻速運(yùn)動(dòng)下剪應(yīng)力約是靜止時(shí)剪應(yīng)力的3倍,約為0.014 MPa,僅相當(dāng)于最大剪應(yīng)力的0.2倍,因此汽車靜止?fàn)顟B(tài)下的應(yīng)力響應(yīng)模式可以代替勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的應(yīng)力響應(yīng),無需單獨(dú)考慮。

公交車和小轎車前軸均為單軸單輪,路表應(yīng)力分布狀態(tài)與小轎車前輪路表應(yīng)力分布狀態(tài)相同,區(qū)別之處在于公交車荷載較大,應(yīng)力響應(yīng)較大。公交車緊急制動(dòng)下的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力約為2.5 MPa和0.8 MPa,約為車輛靜止時(shí)路表正應(yīng)力和剪應(yīng)力的3倍和6倍。相較于小轎車前輪,公交車前輪對(duì)路面的破壞更為嚴(yán)重。

分析圖11公交車后輪應(yīng)力分布規(guī)律如下:

不考慮水平力影響下的標(biāo)準(zhǔn)BZZ-100荷載無法用于代替公交車荷載作用下的應(yīng)力響應(yīng)。以雙輪中心為圓心的同心圓上,正應(yīng)力呈現(xiàn)“啞鈴”狀分布,兩頭大中間小。在當(dāng)量圓范圍內(nèi),路表正應(yīng)力較大,離開當(dāng)量圓范圍正應(yīng)力急劇衰減。公交車靜止時(shí),后輪正應(yīng)力在荷載圓范圍內(nèi)均勻分布。公交車制動(dòng)時(shí),后輪當(dāng)量圓范圍內(nèi)正應(yīng)力非均勻分布,向外緩慢增加,即圖8中的Y軸方向,在當(dāng)量圓外側(cè)邊緣達(dá)到最大然后急劇衰減。隨著加速度的增大,路表最大正應(yīng)力迅速增大,緊急制動(dòng)時(shí)最大正應(yīng)力達(dá)到1.5 MPa,約為靜止時(shí)最大正應(yīng)力的2倍。

車輛處于靜止時(shí),水平力為0,當(dāng)量圓范圍內(nèi)剪應(yīng)力極小,離開當(dāng)量圓范圍剪應(yīng)力增大,最大剪應(yīng)力位于雙圓輪跡中心處。車輛處于制動(dòng)過程中,路表剪應(yīng)力增大,剪應(yīng)力分布逐漸向啞鈴狀過渡,剪應(yīng)力最大值出現(xiàn)在當(dāng)量圓邊緣處,即圖8中的“計(jì)算點(diǎn)”處,當(dāng)量圓范圍內(nèi)的剪應(yīng)力相對(duì)較小。緊急制動(dòng)時(shí)最大剪應(yīng)力達(dá)到0.8 MPa,約為靜止?fàn)顟B(tài)下最大剪應(yīng)力的5倍。相比較于公交車前輪,由于后輪為單軸雙輪組,與路面接觸面較大,對(duì)路面的破壞弱于前輪。

2.5 豎向應(yīng)力分析

根據(jù)2.4路表應(yīng)力分析結(jié)果,車輛制動(dòng)過程中,單軸單輪和單軸雙輪荷載最大應(yīng)力位于圖12和圖13中的“計(jì)算點(diǎn)”處,計(jì)算該點(diǎn)處應(yīng)力沿著深度方向的分布,公交車前輪荷載作用下正應(yīng)力和剪應(yīng)力均最大,以公交車前輪荷載作為分析荷載,分析結(jié)果如圖12,圖13所示。

根據(jù)圖12和圖13所示,車輛處于靜止和勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下應(yīng)力響應(yīng)在路表下的變化近似重合,勻速運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)水平摩擦阻力對(duì)路面的應(yīng)力響應(yīng)影響微弱。車輛處于制動(dòng)過程中,應(yīng)力響應(yīng)發(fā)生較大變化,越接近路表,變化越明顯,路表以下20 cm之后,該變化極小,可以忽略不計(jì),因此車輛制動(dòng)時(shí)主要的影響范圍為面層。制動(dòng)加速度從0 m/s2增大到4 m/s2的過程中,正應(yīng)力和剪應(yīng)力均明顯增大,正應(yīng)力最大值始終位于路表,剪應(yīng)力最大值由路表下3處～5處上移至路表處,最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力分別可以達(dá)到-2.5 MPa和0.8 MPa。

5.資源弱化，是影響風(fēng)險(xiǎn)管理審計(jì)的根本因素。風(fēng)險(xiǎn)管理是內(nèi)部審計(jì)的一項(xiàng)新內(nèi)容、新領(lǐng)域，也是一種以集查錯(cuò)防弊增加價(jià)值為一體的綜合性活動(dòng)，這種綜合性決定了對(duì)內(nèi)部審計(jì)人員復(fù)合型的高素質(zhì)要求。但由于部分審計(jì)人員沒有經(jīng)濟(jì)管理、法律事務(wù)等多元化的綜合知識(shí)，缺乏開展風(fēng)險(xiǎn)管理審計(jì)經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)管理審計(jì)質(zhì)量不高，成效不大。

3 路面設(shè)計(jì)建議

城市道路設(shè)計(jì)過程中,往往參考高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載,交叉口和公交站臺(tái)等特殊區(qū)域,考慮水平力系數(shù)fh=0.2,而不考慮城市道路的實(shí)際車型、行駛速度以及信號(hào)燈管制和渠化交通的影響。通過本文2.4和2.5的研究,確定城市道路主要車型即小轎車和公交車在制動(dòng)狀況下的應(yīng)力響應(yīng),比較其與城市道路設(shè)計(jì)荷載應(yīng)力響應(yīng)之間的差異。

將城市道路車輛制動(dòng)分為勻速運(yùn)動(dòng)、一般制動(dòng)和緊急制動(dòng),分別對(duì)應(yīng)于小轎車和公交車的加速度見表4。

表4 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與加速度關(guān)系 m/s2

根據(jù)表5進(jìn)行分析,車輛勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),小轎車和公交車荷載作用下路面的應(yīng)力響應(yīng)均小于城市道路設(shè)計(jì)荷載作用下的應(yīng)力響應(yīng),此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載完全可以代替城市道路各種車型的路面響應(yīng)。車輛一般制動(dòng)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載可以代替小轎車荷載的影響,但無法代替公交車荷載的影響。緊急制動(dòng)時(shí),小轎車荷載和公交車荷載均無法用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載代替。

表5 城市道路設(shè)計(jì)荷載與實(shí)際路面荷載應(yīng)力響應(yīng)比較

瀝青混合料是一種彈塑性材料,抗拉能力較差,在夏季高溫季節(jié)表現(xiàn)尤為明顯。交叉口區(qū)域車輛頻繁制動(dòng)啟動(dòng),對(duì)瀝青混合料進(jìn)行反復(fù)的搓揉、擠壓,容易引起瀝青混合料的開裂、變形等病害。制動(dòng)加速度較小且公交車比例很低時(shí),目前的設(shè)計(jì)方法能夠滿足要求。制動(dòng)加速度較大時(shí),雖然小轎車荷載應(yīng)力響應(yīng)依然較小,但已達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的一半左右,按照式(1)計(jì)算軸載換算時(shí)小轎車荷載依然將忽略,此時(shí)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足使用功能要求,小轎車荷載不能忽略。在公交車比例較大路段,還需要按照公交車荷載單獨(dú)設(shè)計(jì)。緊急制動(dòng)時(shí),該現(xiàn)象更為明顯。

城市道路交叉口按照常規(guī)的設(shè)計(jì)方法無法滿足實(shí)際的使用要求,公交車荷載應(yīng)單獨(dú)考慮,小轎車荷載應(yīng)該乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)南禂?shù),該系數(shù)與車輛比例、交通量、信號(hào)配時(shí)等多個(gè)因素有關(guān)。因此在城市道路交叉口設(shè)計(jì)時(shí),需要提出更高的要求?？梢酝ㄟ^材料的優(yōu)選和摻入添加劑等方式提高路面的抗彎拉和抗疲勞能力。

4 結(jié)論

本文主要研究城市道路交叉口路面的荷載特征和實(shí)際荷載作用下的路面應(yīng)力響應(yīng)特征,并與目前城市瀝青路面設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行比較,得出以下結(jié)論:

1)交叉口制動(dòng)過程中,后軸軸載向前軸轉(zhuǎn)移,啟動(dòng)時(shí),軸載轉(zhuǎn)移規(guī)律相同,轉(zhuǎn)移方向相反,加速度和質(zhì)量是軸載轉(zhuǎn)移最主要的影響因素。

2)小轎車和公交車制動(dòng)過程中,車輪與路面之間的水平力成線性增加,緊急制動(dòng)下的二者受到的水平力是勻速運(yùn)動(dòng)下水平力的60倍和30倍左右。

3)較大的荷載和水平力容易造成路面開裂、波浪、壅包和車轍等病害,需要避免出現(xiàn)緊急制動(dòng)和超載超限行為。

4)車輛制動(dòng)過程中,當(dāng)量圓范圍內(nèi)應(yīng)力響應(yīng)近似均勻分布,在邊緣處達(dá)到最大,然后急劇衰減,車輪與路面接觸邊緣最容易發(fā)生破壞,車輪與路面接觸前半部分容易發(fā)生推擠壓密變形,車輪與路面接觸后半部分容易發(fā)生拉裂破壞,隨著制動(dòng)加速度的增大,該現(xiàn)象愈加明顯。

5)車輛制動(dòng)時(shí)正應(yīng)力和剪應(yīng)力均增大,緊急制動(dòng)時(shí)小轎車正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為靜止時(shí)的4倍和20倍,公交車前輪為3倍和6倍,公交車后輪為2倍和5倍。

6)路面正應(yīng)力最大值始終位于路表,剪應(yīng)力最大值在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)位于路表以下3 cm～5 cm處,隨著加速度的增大逐漸上移至路表處。

7)城市道路普通路段,標(biāo)準(zhǔn)荷載可以作為設(shè)計(jì)荷載,在道路交叉口,一般制動(dòng)行為下,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載無法滿足道路使用功能要求,需要根據(jù)實(shí)際荷載考慮,因此需要對(duì)路面材料進(jìn)行優(yōu)選。