随着公路交通的不断发展,路面平整度受到越来越广泛的关注。平整的路面能为车辆提供快速、安全、舒适和经济的行车环境,同时减少车辆对路面的损坏,提高路面的使用性能,延长路面的使用寿命。不平整的路面不仅影响乘车的舒适性,降低行车速度,加速车辆零部件的损坏,增加车辆的运营费用,而且导致车辆振动,激发车辆产生动态作用力,引起路面的应力、应变响应,反过来又增加路表面的不平整度,加剧路面的破损。 本文从介绍平整度的描述方法入手,首先推导了国际平整度指数与路面功率谱密度的基本关系。然后运用四分之一车辆模型,通过求解其运动方程,导出了车辆动荷载的功率谱形式,定义了动荷系数并提出了动荷系数的计算公式。利用国际平整度指数与路面功率谱密度的关系,进一步导出了动荷系数与国际平整度指数及车速的关系式。在引入国际平整度指数与连续平整度仪测定的标准差的关系后,还得到了动荷系数与标准差及车速的关系式。然后,结合路面行驶质量评价标准,分别提出了沥青路面和水泥混凝土路面的动荷系数简化计算公式。以此为基础,本文用动荷系数表示车辆动载,对动载进行轴载换算,从而分析了车辆动载对路面使用寿命的影响;并且选取沥青路面和水泥混凝土路面典型结构,针对路面设计规范中的设计指标和验算指标,通过程序计算,详细分析了车辆动载对路面结构应力和位移的影响。最后,采用国际平整度指数和路面现时服务能力指数两个常用指标分别描述路面的平整度和使用性能,通过理论分析,把两个指标都转换成路面功率谱密度的函数,从而导出了二者的换算关系。