车辆动荷载下沥青路面力学响应分析

重载非均布荷载下沥青路面力学响应分析

第23卷第1期长　沙　交　通　学　院　学　报 Vol .23No .1 2007年3月 J O URNAL O F CHANGSHA COMM UN I CAT I O NS UN I VERS I T Y Mar .2007 文章编号:1000-9779(2007)01-0056-07 重载非均布荷载下沥青路面力学响应分析 谢　军 1,2 ,郭忠印 2 (1.长沙理工大学公路工程学院,湖南长沙　410076;2.同济大学教育部道路与交通工程重点实验室,上海　200092) 摘　要:选取不同的典型沥青路面结构,采用动态参数,进行了6个等级的非均布荷载作用下的8种路面结构有限元力学响应计算.结果表明:面层是沥青路面结构受力的最不利位置;在双矩形荷载作用下,沥青层底水平横向拉应力和拉应变最大值位于单轮底部中心偏外的位置;路表轮隙中心的应力状态主要和沥青面层厚度和交通荷载有关,随荷载增大,路表应力最大值作用点主要在轮缘外缘附近位置出现;路表最大剪应力随基层类型和沥青层厚度的不同而不同,路表最大剪应力出现在双轮及双轮之间的范围.所得结论可为重载条件下沥青路面设计指标的提出提供理论依据. 关键词:重载;非均布;动态模量;力学响应中图分类号:U416.217 文献标识码:A 收稿日期:2006-11-14 作者简介:谢　军(1975-),男,长沙理工大学讲师,博士. 目前,在国内重载现象普遍存在.重载不仅表现为交通量的增大,更表现为运输车辆普遍超载、超限, 交通量大和汽车普遍超载是重载交通的主要特征[1] .在重载交通条件下,沥青路面在使用过程中产生早期破坏的现象日益严重,路面使用寿命大大缩短、使用性能衰减加快,严重影响了道路的使用功能和服务质量.在本研究中,针对不同沥青路面典型结构,考虑不同荷载作用条件,进行了路面结构力学响应分析,以了解重载条件下路面结构的应力、应变规律,并为重载条件下沥青路面设计指标提供理论依据. 1　沥青路面的典型结构选取 在沥青路面修建过程中,由于土基条件、交通量、轴载及气候环境条件的不同,在各地区采用了不同的沥青路面结构,同时,根据具体实际情况,相应地制定了本地区的沥青路面典型结构.在不同地区的沥青路面典型结构中,考虑到结构层组合、结构层厚度等因素,选取其中8种典型路面结构进行力学计算分析(见表1). 表1　8种路面结构组合 c m 路面结构 沥青面层 基层沥青碎石级配碎石上基层6%水稳碎石 透水性水稳碎石 贫混凝土 下基层5%水稳碎石 底基层水稳粒料稳定土 垫层级配粒料4#106/24 ///24/2024#10/ / 20/ / / / 40/ 41#5//18///1820/58#15//18//1820//59#15///16/2020//60#16////201620//61#15/916//1616//62 # 12 / / 20 / / 20 20 / /

公路桥梁承载能力试验和检测方法

公路桥梁承载能力试验与检测方法 1前言 1.1公路桥梁承载力试验的目的与作用 全国每年都有一大批结构新颖、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，无论在桥梁单跨跨度、结构复杂程度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界先进之列。 随着科学技术的进步，桥梁结构的设计方法和设计理论都有了根本性的变化，然而影响桥梁工程质量的许多不确定因素仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其使用性能和效果。 对那些影响较大、结构新颖、隐蔽工程较多的桥梁进行全桥实桥荷载试验，是竣工验收时对桥梁工程内在质量进行评判时最直接和有效的方法和手段。同时亦为设计理论、施工技术总结积累经验，为桥梁建设的整体水平提高创造条件，为今后桥梁的养护管理提供科学依据。 美国一位专家曾说过：“无论多么高新的结构分析技术都不能取代用于评估公路大桥性能的现场测试。当建筑物承受工作荷载时，记录下应变测试结果，根据测试结果工程师就能更好地了解桥梁的真实结构响应。” 1.2新的公路桥梁汽车荷载标准

我国颁布的行业标准《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)，将使用近40年的原公路桥涵结构设计采用的车辆荷载标准模式及其分级作了重大调整。一是将四级标准车队荷载改为公路—I级、公路—，，级两级汽车荷载二是汽车荷载采用了国外普遍采用的车道荷载和车辆荷载组成的模式；另外，从形式上取消了验算荷载，将验算荷载的影响通过多种途径间接地反映到汽车荷载模式中。 而《公路桥涵设计通用规范》(JTG D 60—2004)亦提出在公路桥涵设计时，车道荷载横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算；同时多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减；当桥梁计算跨径大于150m时，还应按规定的纵向折减系数进行折减；当为多跨连续结构时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。 1．3解读新的汽车荷载标准 美国早在?944年就在美国公路桥梁规范(AASHO)中采用车辆荷载与车道荷载，即双轨制的活载标准，用以补充活载设计标准的缺陷与不足。采用车道荷载的最大优点是，车道荷载便于在影响线上布载，一旦影响线形状、面积及最大坐标值已知，则加载手续简便，计算工作量少而对于特定桥型结构的桥梁，其内力影响线又是一定的。所以，

CJJ 《城市桥梁设计荷载标准》

目次 １总则 ２术语、符号 ３城市桥梁设计荷载 ４城市桥梁设计可变荷载 附录Ａ本标准用词说明 附加说明 １总则 １．０．１为改进城市桥梁设计荷载现行方法，采用按车道均布荷载进行加载设计，以达到与国际桥梁荷载标准相接轨的目的，制定本标准。 １．０．２本标准适用于在城市内新建、改建的永久性桥梁和城市高架道路结构以及承受机动车辆荷载的其他结构物的荷载设计。 １．０．３本标准规定的基本可变荷载，适用于桥梁跨径或加载长度不大于１５０ｍ的城市桥梁结构。 １．０．４本标准的设计活载分为两个等级，即城－Ａ级和城－Ｂ级。 １．０．５城市桥梁设计荷载，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

２术语、符号 ２．１术语 ２．１．１作用 结构承受各种荷重和变形所引起力效应的通称。 ２．１．２荷载 各种车辆、人、雪、风引起的重力，包括永久性、可变性和偶然性三类。 ２．１．３永久荷载 在设计有效期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。 ２．１．４可变荷载 在设计有效期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载，按其对桥梁结构的影响程度，又可分为基本可变荷载（活载）和其他可变荷载。 ２．１．５偶然荷载 在设计有效期内，不一定出现，一旦出现，其值将很大且持续时间很短的荷载。 ２．１．６承载能力极限状态设计 结构达到承载能力的极限状态时，引起结构的效应等于材料的抗力时作为设计条件的设计方法。

２．１．７正常使用极限状态设计 结构在正常工作阶段，裂缝、应力与挠度达到最大功能时的设计方法。２．１．８容许应力设计 按各种材料截面达到容许应力时的设计方法。 ２．１．９效应 结构或构件承受内力和变形的大小。 ２．１．１０抗力 结构或构件材料抵抗外力的能力。 ２．１．１１桥面铺装 桥梁上部结构面板上铺设的防水层与摩损层。 ２．１．１２行车道板 承受行车重力的板式结构。 ２．１．１３重力密度 物质单位体积的重力。 ２．１．１４车道横向折减系数 多车道桥面在横向车道上，当不同时出现活载时，结构效应应予折减的系数。

新旧规范中的汽车荷载比较

新旧规范中的汽车荷载比 较 Prepared on 24 November 2020

新旧规范中的汽车荷载比较 前言： 我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II 级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。 正文： 新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面： 1.汽车荷载的计算图式不同。 原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。 2.冲击系数不同。 旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。 一．跨径20米的简支梁的内力分析。 下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。 该桥标准跨径20m，主梁全长，计算跨径，桥面净空为净—7m+2×。主梁结构尺寸如下图示。

设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I 级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。 （一）.新桥规计算的荷载效应 根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。 汽车荷载效应计算 按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算： 介于和14HZ之间，冲击系数按下式计算： 汽车荷载效应计算结果见下表： 汽车一级荷载： 汽车二级荷载： （二）．按照旧桥规计算的荷载效应 汽车荷载效应计算： 在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载， 从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。

midasCivil在桥梁承载能力检算及荷载试验中的应用(以Civil_V2012为例)

目录 1桥梁承载能力检算评定 (2) 1.1检算总述 (2) 1.2作用及抗力效应计算 (2) 2桥梁荷载试验 (7) 2.1静载试验 (7) 2.1.1确定试验荷载 (7) 2.1.2试验荷载理论计算 (10) 2.1.3试验及数据分析 (12) 2.1.4试验结果评定 (15) 2.2动载试验 (16) 2.2.1自振特性试验 (16) 2.2.2行车动力响应试验 (18) 2.2.2.1移动荷载时程分析 (18) 2.2.2.2动力荷载效率 (29) 2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (29) 参考文献 (30)

结合公路桥梁承载能力检测评定规程，应进行桥梁承载能力检算评定，判断荷载作用检算结果是否满足要求。另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时，尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。 1桥梁承载能力检算评定 1.1检算总述 进行桥梁承载能力检测评定时需要进行（1）桥梁缺损状况检查评定（2）桥梁材质与状态参数检测评定（3）桥梁承载能力检算评定。通过（1）、（2）及实际运营荷载状况调查，确定分项检算系数，根据得到的分项检算系数，对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正，然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比，判断检算结果是否满足要求。一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。 1.2作用及抗力效应计算 为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值，可以通过midas Civil进行计算分析得到。对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁，为得到结构抗力效应值，可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用（整体升降温+梯度升降温）、移动荷载、支座沉降（根据实测得到的变位定义）等荷载作用；定义施工阶段分析，可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。计算分析完毕后，先进行荷载组合：结果>荷载组合，选择“混凝土设计”表单，可以结合通用设计规范D60-04自动生成功能生成荷载组合，组合类型按照检测评定规程选择承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计，分别进行结构抗弯、剪、扭验算及抗裂验算。

基于实测的公路桥梁车辆荷载统计模型

基于实测的公路桥梁车辆荷载统计模型 摘要:基于动态称重系统获取的运营交通基本信息,依据轴组类型对所有车辆进行分类及筛选,建立了6种主要车型的车重、车距、车道交通量、轴重与轴距的统计模型,然后按损伤等效原则提供了6种车型的等效模型车辆，为桥梁疲劳可靠性评估提供了实用的车辆荷载模型.研究表明该建模方法能够准确描述交通荷载,建模过程与方法对同类问题具有普遍意义,可应用于建立各种交通状况下的疲劳车辆荷载模型或提供参考. 车辆荷载导致的疲劳损伤是影响新桥疲劳设计和旧桥使用安全和剩余寿命的重要因素。评估疲劳损伤不应采用代表最不利受载情况的强度设计荷载，而应采用能代表日常交通状况的车辆荷载。即桥梁在设计基准期内实际承受的运营车辆荷载。建立准确的用于疲劳分析的车辆荷载模型是进行桥梁疲劳可靠性评估的重要基础，是一项具有先导性和基础性的研究。目前，英国、美国和日本等国都结合本国的实际情况，基于大量交通调查结果，在各自的桥梁设计规范中给出了疲劳设计荷载谱或疲劳车辆荷载模型。其中英国标准中对公路疲劳荷载模型作了比较详尽的规定，其制定疲劳荷载模型的方法也为很多国家效仿。与其他国家相比，我国交通现状具有交通量大、超重车比例高等显著不同的特点，生搬

硬套国外规范不能获得准确的评估结果。将误导桥梁的设计、维修和管理，造成浪费或者不可挽回的灾难性事故，因此，中国的疲劳车辆荷载模型必须根据自己的国情量身制定。 目前我国尚无供公路桥梁疲劳设计及评估使用的疲劳车辆荷载模型。为改变这种无据可依的状态，国内许多学者已在此领域开展了一定的工作。童乐为对上海市内环线中山路3号钢桥进行了2次人工现场交通调查。对城市道路桥梁的疲劳荷载谱做了较系统的研究和探讨。得到了6个简化的疲劳模型车辆，是国内首次开展的城市道路钢桥的疲劳荷载谱研究。但是由于采用交通调查方式获取的交通荷载的信息比较粗略，调查结果与实际交通荷载之间必然存在偏差，而且由于条件限制，交通调查时间较短，不能反映交通荷载的长期效应。王荣辉、王春生分别对广州市内环线恒福路段和上海市浙江路桥的交通情况进行了短期的人工观测。得到了由日常运营车辆组成的荷载频值谱。所用方法与童乐为基本相同，仍未能克服调查信息不够全面和准确的弊端。王硕基于“上海市交通信息无线传输采集系统”收集的车头间距和车重样本，指出车头间距服从对数正态分布。当车辆型号较为复杂时，车重服从对数正态分布。当车辆型号较为单一时，则车重显示出双峰分布的特性。王硕还将全部车辆分为11类，给出了相应的等效模型车辆。然而，因为没有获得道路

第三章 荷载的统计分析

第三章 荷载的统计分析 作用(action): 使结构 产生应力与变形的外部 因素 直接作用:施加在结构上 的集中力或分布力，如自 重、风压、 雪压、人员及设备重等.习惯上称之为荷载 间接作用:引起结构外加变形和约束变形的原因，如温度、 地震等 3.1荷载分类 3.1.1按随时间的变异分类 永久荷载：在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值之比可以忽略不计．如结构自重、土壤最终重量形成的 土压力、预加应力等． 可变荷载：在设计基准期内量值随时间而变且其变化与平均值之比不能忽略，如使用或居住荷载（人员、设备、家具等）以 及风、雪等， 偶然荷载：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短．如撞击、爆炸、某地区罕遇的龙卷风等．3.1.2按随空间的变异分类

固定荷载：在结构上具有固定分布的荷载．如结构自重、结构上的固 定设备荷载等． 自由荷载：在结构上一定范围内可以任意分布的荷载．如风、雪以及人员、家具等． 3.1.3按结构的反应特点分类 静态荷载：使结构产生的加速度可忽略不计．如永久荷载、家具、稳 定风压等， 动态荷载：使结构产生不能忽略不计的加速度．如设备振动、脉动风压等． 3.1.4按有无界限值分类 有界荷载：具有明显的上界和（或）下界值（具有已知限值）．如水坝静 水压力、桥梁上火车的静载效应等。 无界荷载：无明显的上界值和下界值（不具有已知限值）． 3.2荷载的概率模型 3.2.1荷载的随机过程模型 问题提出：β算法的需要 荷载的随机过程模型：平稳二项随机过程 荷载变动的周期性 简单，便于工程应用 永久荷载： 特点：在设计基准期[0，T]内必然出现，量值不随时间而变． 样本函数图形：一平行于时间轴的直线

沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真

第４８卷一第９期 ２０１６年９月一 哈一尔一滨一工一业一大一学一学一报 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ一 Ｖｏｌ ４８Ｎｏ ９ Ｓｅｐ．２０１６ 一一一一一一 ｄｏｉ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７?６２３４．２０１６．０９．００８ 沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真 张怀志１，任俊达１，纪一伦２，王一磊３ （１．高速公路养护技术交通行业重点实验室（辽宁省交通科学研究院），沈阳１１００１５； ２．哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨１５００９０；３．辽宁省交通厅公路管理局，沈阳１１０００５） 摘一要：为探究沥青路面在荷载作用下力学响应，通过基于辽宁省沥青路面足尺加速加载试验，开展路面结构力学仿真方法及力学响应特征研究．采用光纤光栅传感器实测足尺加速加载路面的面层底部二基层底部和路基顶面的力学响应，利用单轴压缩动态模量试验获取沥青混合料的粘弹性参数，通过ＦＷＤ弯沉盆反算得到基层及土基的弹性模量，利用接触痕迹得到轮胎的接触面分布；通过单轴压缩动态模量试验及四点弯曲动态模量试验对传感器进行了标定．在此基础上，采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立基于实测参数的路面结构力学仿真模型，分析路面结构在不同加载位置和速度下的力学响应，并与实测结果进行对比．结果表明：所建立的路面力学仿真模型能较合理地模拟沥青层底三向应变二半刚性材料层底纵向二横向应变以及土基顶面的压应力．沥青混合料粘弹特性导致弹性后效，使力学响应曲线表现出非对称特点．随着温度的增加和加载速度的减小，沥青层底三向应变二半刚性基层底的水平应变以及土基顶面压应力的响应幅值增加． 关键词：铺面工程；加速加载试验；三维粘弹有限元；路面力学响应；仿真模型 中图分类号：Ｕ４１４．１文献标志码：Ａ文章编号：０３６７－６２３４（２０１６）０９－００４１－０８ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｓｃａｌｅａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔ ＺＨＡＮＧＨｕａｉｚｈｉ１，ＲＥＮＪｕｎｄａ１，ＪＩＬｕｎ２，ＷＡＮＧＬｅｉ３ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｘｐｒｅｓｓｗａｙＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＰＲＣ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ），Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ；３．ＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＨｉｇｈｗａｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｕｌｌ?ｓｃａｌｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｔｅｓｔｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｅｍｅｎｔｉｎＬｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ．Ｆｉｂｅｒｂｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒｓｗｅｒｅｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｃｏｕｒｓｅｂｏｔｔｏｍ，ｔｈｅｂａｓｅｃｏｕｒｓｅｂｏｔｔｏｍａｎｄｔｈｅｔｏｐｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｕｂｇｒａｄｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｔｅｓｔｉｎｇ．Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｕｌｉｏｆｔｈｅｂａｓｅａｎｄｓｕｂｇｒａｄｅｗｅｒｅｂａｃｋ?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＦＷＤｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｂａｓｉｎ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｓｕｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｉｒｅｓａｎｄｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｗａｓａｌｓｏｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｓｗｅｒｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｆｏｕｒ?ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｕｌｕｓｔｅｓｔｉｎｇ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｐｕｔｄａｔａ，ａｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ，ＡＢＡＱＵＳ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐａｖｅｍｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｓｐｅｅｄｓ，ｔｈｅｎａｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗａｓｍａｄｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｄａｔａ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍｏｄｅｌｃａｎｒｅａｓｏｎａｂｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅａｓｐｈａｌｔｌａｙｅｒ，ｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｓｅｍｉ?ｒｉｇｉｄｂａｓｅ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓｏｎｔｈｅｓｕｂｇｒａｄｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｉｎｄｕｃｅｓｔｈｅｅｌａｓｔｉｃａｆｔｅｒｅｆｆｅｃｔｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｖｅ．Ａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆｔｈｅａｓｐｈａｌｔｌａｙｅｒｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｈｅｂｏｔｔｏｍｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｓｅｍｉ?ｒｉｇｉｄｂａｓｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｓｕｂｇｒａｄｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｌｌｒａｉｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｖｅｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｐａｖｅｍｅｎｔｔｅｓｔｉｎｇ；ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ；ｐａｖｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ 收稿日期：２０１４－１１－１８ 基金项目：辽宁省交通科技项目（２０１５０７） 作者简介：张怀志（１９８２ ），男，博士，高级工程师通信作者：任俊达，ｒｅｎｊｕｎｄａ８９＠１６３．ｃｏｍ．一一路面结构力学响应分析是沥青路面力学－经验设计方法的核心．当前我国沥青路面结构设计力学分析的理论基础是静态层状弹性体系，通过限制路表弯沉二沥青层底和基层底的弯拉应力来保证路面 万方数据

水平荷载对沥青路面结构力学响应的影响

水平荷载对沥青路面结构 力学响应的影响汇报人：LY 专业：道路与铁道工程

主要内容 荷载分析及计算模型的建立 2水平荷载对剪应力的影响3 水平荷载对面层表面拉应力的影响4 结论 6水平荷载对路面疲劳性能的影响5 研究背景1

§1 研究背景 ·沥青路面的优越性。与水泥砼路面相比，沥青路面以表面平整、无接缝、行车舒适、施工期短、养护维修简便等优点，成为我国高等级公路的主要路面形式。 ·病害问题。我国的沥青路面普遍存在着一个问题，早期病害的发生时间比较早，许多高速公路在通车内就出现了大面积的破坏。 主要病害类型有：车辙、波浪、推移、拥包、坑槽等破坏。 ·出现病害几率较大的路段。收费站、道路交叉口、长大纵坡、爬坡车道、弯道等。 ·从车辆荷载角度，分析原因。车轮荷载是引起路面破坏的主要原因之一。在这些路段以及其他交通拥挤、车辆行驶缓慢的地 方，路面受到车辆水平荷载作用较大。水平荷载作用对沥青路面 结构的应力有很大的影响，特别是对于剪应力的影响。因此，有必要针对这一问题开展深入研究。

§2 荷载分析及计算模型的建立 §2.1 车辆荷载分析 沥青路面所承受的车辆荷载按其作用方向可分为垂直荷载和水平荷载两种。当水平力过大时，水平力和垂直力的综合作用易在路面结构内产生较大剪应力而使沥青混合料内部发生剪切等破坏。 图1 车轮作用于路面的垂直压力和水平力 a)停驻；b）起动、一般行驶、加速；c)减速、制动；d)转向

§2 荷载分析及计算模型的建立 车辆水平荷载的产生车轮滚动时产生水平方向的滚动摩擦力车辆启动、加速、转向、刹车、减 速、停驻等阶段产生的水平阻力 车辆在长大纵坡行驶时的坡度阻力车辆在横向超高路段（如弯道）行驶时产生的离心力

车辆静荷载作用下沥青路面力学响应分析

车辆静荷载作用下沥青路面力学响应分析 发表时间：2019-05-22T16:56:02.993Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：林井权 [导读] 半刚性基层沥青路面是现在沥青路面的主要形式之一。我国现行路面设计方法采用竖向静荷载下弹性多层体系理论，本文采用Ansys10.0建立静载模型的形式，来探讨在竖向静载作用下路面的受力变形特性。 核工业西南勘察设计研究院有限公司 摘要：半刚性基层沥青路面是现在沥青路面的主要形式之一。我国现行路面设计方法采用竖向静荷载下弹性多层体系理论，本文采用Ansys10.0建立静载模型的形式，来探讨在竖向静载作用下路面的受力变形特性。结论表明：路面结构的变形主要由上面层承担，其余各层竖向位移较小。底基层层底为该类结构最不利受力层位。 摘要：刚性基层，静载，有限元 Analysis of Asphalt Pavement Response under Static Loading NUCLEAR INDUSTRY SOUTHWEST SURVEY&DESIGN INSTITUTE CO., LTD LIN Jing-quan Abstract:Semi-rigid asphalt pavement is one of the main structure forms of asphalt pavement at present. Nowadays layered elastic theory with vertical dead load applied to elastic multi-layer system is used. The large-scale finite element analysis software Ansys10.0 is used to build the static load pavement model, in order to discuss the stress of the pavement under vertical static load characteristics. The results showed that: Deformation of the pavement structure is mainly composed of upper slab that the rest of the each layer of the vertical displacement is smaller. The bottom of subgrade is the largest stress location. Key words: semi-rigid base; vertical static load; finite element 引言： 随着我国国民经济的迅速发展，公路修建里程也在不断增加，加之车辆的不断增多，路面因行车荷载的作用而引起的破坏已是路面破坏的主要形式之一。虽然目前越来越多的研究开始偏重于行驶中的车辆即动载对路面的影响。但我国现行路面设计方法仍采用竖向静荷载下弹性多层体系理论，且在收费站、停车场、飞机场路面主要承受静载的作用。研究静载对路面的影响仍然具有很大的意义。鉴于此，本文采用大型有限元分析软件Ansys10.0建立静载路面模型，研究路面受力变形特性。 1弹性理论体系基本假设 由不同材料组成的路面结构受荷载的作用，结构将产生变形。虽然应力随时间变化而变化，且卸载后有部分变形不能恢复。但是变形量小，且对于厚度较大、高强度的高等级路面来说，将路面视作线性弹性体，应用弹性层状体系理论分析是合适的。假设如下：（1）路面材料是均匀的，各项同性的。完全连续的线弹性材料。 （2）土基在水平方向与向下的深度方向均无限大，其上面各层厚度有限，水平方向无限大。（3）各层在水平方向无限远处及最下一层无限深处，应力、变形和位移均为零。 （4）层间接触应力和位移连续，或层间仅竖向应力和位移连续，无摩阻力。 （5）不计自重。 2行车荷载的选择 实际轮胎作用在路面上的形状和垂直压力是很复杂，并非多层弹性理论体系中的圆形均布荷载。据大量实验，轮胎形状接近矩形。为便于建立模型，对其进行简化，简化为矩形。 按照面积等效的原理将轮胎作用于地面形状进一步简化为正方形即车轮与路面接触面为189mm189mm的正方形，接触面积为35633。计算荷载采用沥青路面现行设计中的标准双轮轴载100KN，轮胎压强0.7MPa。双轮中心距为28.9cm，荷载作用于路面中心。 3静力学有限元模型建立 通常路面结构可视为半无限弹性多层体系，但在有限元的计算中，土基只能取为有限尺寸。路面模型的尺寸（X、Y、Z）为8m7.5m6m。 有限元模型单元采用八节点的SOLID 45 单元，模型采用布尔命令保证层间完全连续。 网格划分时采用映射网格划分方式，具体划分格网后的路面静载模型见图1。

汽车荷载计算

汽车荷载计算 公路车辆荷载通过对实际车辆的轮轴数目、前后轴的间距、轮轴压力等情况的分析、综合和概括，公路桥涵设计规范中规定了桥梁设计采用标准化荷载。 基坑支护设计过程中经常涉及到汽车荷载的超载施加问题，该如何施加，施加多少，现行《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120-2012）中并没有说明，导致实际基坑支护设计时，汽车超载施加无指导性方法可循。现笔者仅对自己实际工作中的一些想法，提出自己认为切实可行的做法。 基坑开挖过程中需要土方外运，土方外运一般采用前四后八自卸车外运，所谓前四后八自卸车就是说前面是双桥4个轮,，后面是双桥8个轮子。 汽车荷载属于动力荷载，当汽车荷载距离基坑坡顶线超过一定距离时，岩土对汽车荷载起缓冲和扩散作用，当汽车荷载距离超过1.0m时，轮压荷载的动力影响已不明显，可取动力系数为1.0。 现就汽车等效分布荷载大小及作用深度的车轮压力扩散角取值不同做出说明：计算等效分布荷载大小时，现行《建筑地基处理技术规范》（JGJ79--2012）压力扩散角取30°；计算等效分布荷载作用深度时，现行《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）土压力扩散角取45°；两者取值不同主要是从安全角度考虑，计算等效分布荷载大小时，取30°对工程安全有利，计算等效分布荷载作用深度时，取45°

对工程安全有利，这也是两本规范土压力扩散角取值不同的原因所在。通过计算标明基坑边缘车辆超载，距基坑边线距离为1.0~3.0m时，汽车等效局部荷载为35.84~9.40kPa，等效分布深度为1.0~3.0m。 通过以上计算，现对坡顶汽车荷载等效分布荷载及作用深度表作简化，提供如下表格供设计人员设计时使用。

复合式路面与半刚性路面力学响应的对比

２ ０ １ ６年 １ ２月
石 油 沥 青
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ａ Ｓ Ｐ Ｈ Ａ Ｌ Ｔ
第３ Ｏ卷第 ６期　
复 合 式 路 面 与 半 刚 性 路 面 力 学 响 应 的对 比　
张 明杰 ，祁文 洋
（ １ ．同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室 ，上海
２ ．上海城建 日沥特种沥青 有限公司 ，上海 ２ ０ ０ ０ ３ ０ ）
２ ０ １ ８ ０ ４；
摘要 ：利 用有限元软件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ建 立复合 式路 面和 半刚性路 面 的计算模 型，并对其 力 学响应的差异进行 全面的分析 。结果表 明 ：复合 式路 面沥青层 内剪应 力和水平拉 应变的最大　
值 分 别 比 半 刚性 路 面 小 １ ３ ％ 、２ １ ％ ； 复 合 式 路 面 水 泥混 凝 土 层 内 的 水 平 拉 应 力最 大 值 是 半　
刚性路面基 层 内水平拉应 力最大值 的２ ． ３倍 ，但 复合式路 面水泥混凝土层的疲劳寿命是半 刚 性路 面基层疲劳寿命 的 ２ ． ８ 倍。 关键词 ：道路 工程 复合式路面 半刚性路 面 力学响应　
近年来 ，复合式路面在国内外得到广泛的应　
用 。复合式 路 面是 由水泥混 凝土层 和 沥青层共 同　
构 成的路 面结 构 ，由于沥青 层 和水 泥 混凝土层 之　
１ ． ２ 有 限元模型 与相 关参数 本研 究依 托 广 西 省 复 合 式 路 面 结 构 设 计 项 目，采用 的复合 式路 面结构 与材料 参数如表 １ 所 示 ，半 刚性路 面采用 广西省 较为典 型 的结构 组合 形 式 ，其 结构 与材料 参数见 表 ２ 。
表１ 复合式路面结构与材料参数　
间 的刚度存 在 巨大差 异 ，复合式路 面在 行车荷 载 作用 下 的力学 特性不 同于我 国使 用最 为广泛 的半　
刚性基 层 沥青路 面 。 目前 ，已经有 很 多学者对 复 合 式 路 面 在 荷 载 作 用 下 的 力 学 响 应 进 行 研　
究¨ 。 Ｊ ，然而 ，关于复合式路面与半刚性路面力　
学 响应差异 的研 究仍 缺乏 。
本研 究 利 用有 限元 软 件 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ建 立 复 合　
式路 面和半 刚性 路面 的计算 模型 ，并对 其力学 响 应 的差异进 行 全面 的分析 ，以验证 复合 式路 面结　
构 的合 理性 。 １ 力学计 算模 型　
１ ． １ 荷载 条件　
车辆双 轮荷 载作用 面采 用双矩 形 ，单 一矩 形　
尺寸 为 １ ８ ． ９ ｃ ｍ ×１ ８ ． ９ ｃ ｍ、双 矩 形 中 心距 为 ３ ２
ｃ ｍ Ｊ
，
Ａ Ｃ～１ ３ Ｃ上 面层 Ａ Ｃ一 ２ ０ Ｃ 中面层 ＡＣ一 ２ ５ Ｃ下 面层
４ ６ ８
１ ４ ０ ０
１ ２ ｃ １ ０ １ ０ ｏ Ｏ
Ｏ ． ３ ５ Ｏ ． ３ ５
Ｏ ． ３ ５ Ｏ ． ３ Ｏ ０ ．

第6章荷载统计分析

第6章荷载统计分析 第6章 荷载统计分析 load Statistic & analyse

工程结构设计中的不确定性 工程结构要求具有一定的可靠性,是因为工程结构在设计、施工、使用过程中具有种种影响其安全、适用、耐久不确定性，这些不确定性大致有以下几个方面： (1)事物的随机性：所谓事物的随机性,是由于事件发生 的条件不充分,使得在条件与结果之间不能出现必然的因 果关系,从而事件的出现与否表现出不确定性,这种不确定 性称为随机性。研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、随机过程和数理统计； (2)事物的模糊性：事物本身的概念是模糊的,即一个对 象是否符合这个概念是难以确定的,也就是说一个集合到 底包含哪些事物是模糊的,非明确的,主要表现在客观事物 差异的中间过渡中的“不分明性”,即“模糊性”。研究 和处理模糊性的数学方法主要是“模糊数学”； (3)事物知识的不完善性：事物是由若干相互联系、相互 作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体。人们常 用有没有成熟的数学方法,来判断一个知识体系的完善性。

本章概述 在以概率论理论为基础的结构极限状态设计法中，荷载是影响结构可靠性最重要的因素之一，在前述课程中我们知道，任何荷载都具有不 同性质的随机性。 问题1.具有随机性的事物，用什么数学模型表达？ 在工程设计中，不可能直接引用反映荷载随机性的各种统计参数，通过复杂的概率运算进行具体设计。因此，在设计时，对荷载必须赋予 一个定值——荷载代表值。 结构在其使用期间，可能同时承受两种或两种以上荷载，在设计时，必须考虑两种以上荷载同时作用效应的组合问题——荷载效应组合。 本章将对荷载的概率模型、荷载代表值的取值、荷载效应组合模式、 荷载组合值系数的确定等问题进行分析。 本章学习目的：深入理解荷载的随机性质，理解荷载由随机变量转换为定值的处理方法；掌握荷载代表值的概念和取值方法，掌握荷载组合 的基本方法。 本章难点：对所涉及到的概率论、随机过程的概念和方法部分超出我们所学过的范围。

新旧规范中的汽车荷载比较

新旧规范中的汽车荷载比较 前言： 我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式， 计算荷载和验算荷载相结合的模式。原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。 正文： 新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面： 1.汽车荷载的计算图式不同。 原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。 2.冲击系数不同。 旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。 一．跨径20米的简支梁的内力分析。 下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。 该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。主梁结构尺寸如下图示。 设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II 级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。 （一）.新桥规计算的荷载效应 根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。 汽车荷载效应计算 按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算： 介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算： 汽车荷载效应计算结果见下表：

波浪荷载计算

整理后： 波浪荷载的计算理论 波浪是发生在海洋表面的一种波动现象，其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅，发生波浪破碎现象，成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂，至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。因此，开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究，就有着重要的理论意义和工程意义。 波浪荷载,也称波浪力，是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。目前按绕射理论进行分析。波浪对结构物的作用由四部分组成：水流粘性所引起的摩阻力（与水质点速度平方成正比）；不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力（与波浪中水质点加速度成正比）；结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。在目前实际工作中，常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森（Mrison）方程分析波浪力。波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机性运动，很难在数学上精确描述。当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程；大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。 波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的海洋

汽车荷载等级

6 汽车及人群荷载 6.0.1 《标准》（97）中的车辆荷载在形式上为四个等级，即汽车—超20级、挂车—120； 汽车—20级、挂车—100；汽车—15级、挂车—80；汽车—10级、履带—50。 同时规定，新建公路桥涵的设计不采用汽车—15级、挂车—80荷载，只是为便

现行公路桥涵结构设计用车辆荷载标准模式是根据我国建国以后公路上交通荷载的实际情况，经过相当长时期的分析、研究和修正确定的。经过几十年的修订、完善，其分级逐步完善、科学、合理，基本适应了我国公路桥涵结构发展的需求。 1972年，在修订《标准》时，对原车辆荷载标准进行了一次检查，一方面向用车单位作调查，另一方面对按标准设计的桥梁通过一些重型卡车的能力作了计算比较。调查及计算分析的结果是：公路上最常行驶的车辆，解放牌一级总重不超过100kN，改装后的黄河牌和一些越野车总重不超过300kN，这些都不超过或略超过标准车加重车，对较重的车要加以验算。 鉴于车辆总重和轴重日趋增大，轴数也日渐增多，特别是发展大型集装箱运输后，通往集装箱港口码头的公路桥涵需考虑集装箱半挂车能否正常通行，而从一些计算资料可以看出，有些较重的卡车、自卸车、吊车和半挂、全挂车，在按汽车—20级、挂车—100设计的桥梁上还不能自由通行，因此，有必要在原有的车辆荷载标准中，增加一个较高的等级。 《标准》（81）确定，增加荷载等级汽车—超20级时，考虑了1978年京塘高速公路初步设计提出的两重车列形式，一是200kN车队或300kN车队插入一辆550kN 半挂车；二是原汽车—20级乘1.5倍，间距不变。后者虽然便于记忆和计算使用，但实际上并无300kN双轴车和450kN三轴车的车型，因此选定用200kN车队插入一辆550kN半挂车，车辆间距仍取15m，加重车前后的间距取10 m。在缺乏更多资料和科研成果的情况下，标准推荐暂用550kN半挂车插入200kN车队的形式作为新增加的车辆荷载等级标准即汽车—超20级。 为了保证桥涵的安全，对按荷载标准设计的桥梁的极限通过能力进行了计算。在制方《标准》（72）时曾对三个等级的荷载标准作过验算；制订《标准》（81）时，又检查了各级桥梁的极限通过能力，所用车辆除我国自己生产的车型外，也考虑