公路运输车辆的日益重型化以及普遍存在的载货汽车超载现象，给公路、桥梁带来了严重的影响。即使重型运输车辆能获得较 好的运输经济效益，但是否能与国家用于公路建设、养护、改造的投入取得合理的平衡，仍是一个值得思考和研究的问题。
一、对路面影响的因素
在公路上行驶的超限运输车辆，其总质量、轴载质量、轴距、轮胎、悬挂和减振装置等，都是影响公路路面的主要因素。
1. 车辆轴载质量
系指车辆轴质量和所承担的载货质置之和。
轴载质量是直接影响公路路面的关键因素，轴载质量值的大小，直接关系到路面的使用寿命。据丹麦采用在路面下埋设动态地磅20年来所记录车辆轴载质量的资料表明：It以下的小客车和小型营运车辆约占总通过轴数的74%,而这些轻型车辆对路面的 破坏影响可以忽略不计。虽然轴载质量5t以上汽车通过次数占总 通过次数的14%，但是有97%的路面损坏是由这些车辆造成的。轴载质董超过法定限值l〇t的货运汽车，通过次数约占各种轴载质量轴总通过次数的1.7%，但它所造成公路路面的损坏约占45%。
2. 车辆总质量
是指车辆质量及所装载货物质量之和。它对路面的影响主要是通过其轴载质量来反映的，同一车型，总质量越大。其对路面的破坏程度就越大，车辆总质量不能无限制地增加，而是受到公路设施、环境、交通安全等各种因素的制约。
增加车辆总质量，可增加运输企业的营运收入，降低运输成本，减少油耗，但是必须以不增加汽车轴载质量，甚至要降低轴载质量，减轻对路面的破坏程度为前提。
另外，车辆总质量对中桥影响比较大，因为全部荷载均由一座桥来承担。
3. 轴距
轴距对路面的影响是除了汽车总质量和轴载质量之外的又一重要因素。轴距的大小和车辆总质量及轴载质量有着很大的关系。在车货总质量、轴载质量、轴数、轮胎等条件不变的情况下，轴距越短，对路面的损坏越严重，当轴载质量对路面的损坏程度相同的条件下，轴距越大，轴荷亦大。
4. 轮胎
车辆对于路面的作用力，是通过轮胎的直接接触而传递的，因此，轮胎与路面的接触压力和接触面积，直接影响着公路路面的寿 命。接触压力大，则对路面的损坏程度也大；接触压力小，对路面的损坏程度也小。在相同压力下，轮胎与路面的接触面积越大，对路面的损坏越小；接触面积越小，对路面的损坏程度就越大。故降低轮胎的接触压力，是轮胎结构发展的趋势。德国在1968〜1978年中，公路货运车辆有98%采用子午线轮胎，由于这一结构的改变，l〇t双轮胎后轴的轮胎，在正常工作温度条件下的接触压力降低22%，前轴轮胎的接触压力降低23%，从而减少了对路面的损坏。
轮胎的布置形式也直接影响到轮胎作用于路面的压力。采用单侧双胎结构，可减少车辆对路面的损坏，在其他条件不变的情况下，对路面的破坏可减少为70%，实际平均值一般到80%。
5. 悬挂和减振装置
车辆的悬挂装置和减振装置对车辆施加给路面的荷载有着根本性的影响。装备有软悬挂装置和减振装置的现代车辆，对路面施加的荷载比装备硬悬挂和减振装置的车辆少约20%。
二、车辆荷载对路面的作用力
1. 作用于路面的垂直力
车辆通过车轮传递给路面的垂直力，是根据车辆总重和车辆轮胎所分担的重力确定的。轮胎与路面接触面上的垂直力，受下列因素的影响。
(1) 充气轮胎的内压力A。
(2) 轮胎的类型（斜线或子午线）和性质。
(3) 轮胎的大小（同轮胎的标准荷载相比）。
货车轮胎的标准静内压力/>,大多在〇• 4〜0. 7MPa范围内变动。一般情况下，轮胎与路面接触面上的压力p小于内压力A，约 为（0.8〜0.9)少，只是在轮胎软（充气不足）而且旧或者实际内压力比标准压力低得多，或者轮胎规定的标准负载情况下，接触压力/>才大于内压力A,约为（1.1〜1.3)户,。车轮在行驶过程中，内压力A会因轮胎内气温的升高而增加。因此，对于滚动的车轮，接触压力可能由（〇. 8〜0. 9)/>,增大到（0. 9〜1.1)/*,。
2•作用于路面的水平力
汽车在行驶过程中，车轮受到地面给它的滚动摩擦阻力，路面也相应受到一水平力。
一般情况下，水泥混凝土和沥青混凝土路面^值为0.01〜0. 02;碎石、砾石路面的户值为0.025〜0.050。可见，由滚动摩擦阻力所产生的水平力很小，仅为垂直力的5%以下。
但是，车辆在制动或启动过程中，作用于路面上的水平力要大得多：
附着率与制动或启动情况有关,但最大值不会超过路面的附着系数（最大附着率），最小值不会低于车轮完全在路面上滑动时的滑动系数。
屮同轮胎类型、路面特性和干湿状况及车速有关，变化范围很大，约在0.5〜1.2范围内。
汽车在制动或启动时，其水平力F约为（0.75〜0.8)G;匀速行驶时F约为（0. 2〜0. 3)G。水平力的作用沿路面深度消失很快，一般有效深度在10〜20cm之内。
3. 作用于路面的动态荷载
动态荷载是车辆在行驶过程中对路面施加的荷载。各国目前有关汽车质量限值规定中所涉及的，均为汽车处于静止状态时的轴载，然而路面承受的却是静态轴载和冲击轴载之和，一般动态轴载取决于汽车的减挺性能（悬挂、减振装置和轮胎种类及内压力）、车速和路面平整度，当然与静态轴载也有着密切的关系。静态轴载 越大，车辆在行驶过程中产生的动态轴载也越大。
以一定车速行驶在路面上的车辆，由于自身的振动和路面的不乎整，其车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动着。作用在路面上的轴载，时而大于静轴载，时而小于静轴载。
轴载的动态变动可近似地看作为呈正态分布，其变差系数（标准偏差同静轴载的比值）主要随三个方面因素变化而变化。
(1) 行车速度：车速越高，变差系数越大。
(2) 路面平整度：平整度越差，变差系数越大。
(3) 车辆振动特性：轮胎越软，减振装置效果越好，变差系数越小。
正常情况下，变差系数一般均小于0.3。
动轴载与静轴载的比值，称作冲击系数。较平整路面上车速低于50km/h时的冲击系数约在1. 30以内。在车速高、平整度差的 路面上，冲击系数还要增大。
三、标准轴载与轴次换算
1. 当量圆荷载图式
汽车荷载作用于路面的力，都分布于轮胎与路面的接触面上，这个接触面积称为轮印面积，其形状近似椭圆。为了便于计算，在 路面设计中采用一个面积相等的圆来代替椭圆，这个圆称为轮印 的相当圆，也称为车辆荷载的计算图式。汽车后轴每侧的驱动轮大 多由两个车轮组成的，它们和路面的实际接触面应为两个椭圆。如 果两个单轮荷载用一个当量圆形均布荷载代替，则称为单圆荷载图式。如果两个单轮荷载用两个当量圆形均布荷载代替，则称为双圆荷载图式。
2. 标准轴载
由于在公路上行驶的车辆种类很多，其轮胎压力/•和双圆荷载图式相当圆直径各异，不同车型的车辆对路面的影响也各不相同。为便于计算起见，有必要将不同车型组合成的混合交通量换算成某种统一轴载的当量轴次，这种作为换算的统一轴载，即称为标准轴载。
我国《公路柔性路面设计规范》(JTJ 014—86)规定，路面设计以100kN或60kN的双轮组单轴为标准轴载，分别以BZZ —100 及BZZ—60表示。
3. 轴次换算
在公路上行驶的车型及轴载质量各不相同，必须找到某种适当的换算方式，以解决把不同车型组合而成的混合交通量换算成标准的当最轴次问题。
轴载质量换算是以等效原则为基础进行的，即不同车型之间交通量互相换算对路面的作用必须是等效的。例如，在同•路面结构层上，有甲、乙两种车，如果甲种车作用iV,次与乙种车作用 次对路面所达到破坏的效果是相同的话，则甲种车的iV,次作用和乙种车的iV2次作用是等效的。
《公路柔性路面设计规范》中采用路面容许弯沉值作为路面厚度计算的主要控制指标，所以轴次换算的等效原则也是以弯沉等效为准。
四、轴载质量对路面的影响
1. 静荷载作用下路面的变形
采用静荷载加载变形试验是研究路面力学性质的一种基本方法。用一定尺寸的刚性承载板置于路面表面，逐级加载，并记录施 加在板上的加载重力及由各级荷载重力引起的路面垂直变形。
当荷载小于某一定数值(A)时，变形随荷载的增加而成正比例地增加，荷载与变形之间呈直线关系段）。在这段内，路面主要产生弹性压缩。当荷载超过一定数值时， 荷载与变形间不再是直线关系段），路面内发生局部剪切变形。当荷载再增加而大于A时，变形急剧增加，路面强度丧失，产生塑性流动(&段），路面被破坏。
当承受一定荷载的路面卸除荷载后，路面的总变形中，有一部分是丹以恢复的，这部分叫做弹性变形或叫回弹变形（即弹性弯沉或回弹弯沉）；而另一部分是不能恢复的，这部分叫做残余变形（即残余弯沉）。
路面在车辆荷载作用下的垂直变形称为路面总弯沉，它包括回弹弯沉和残余弯沉两部分^处于或接近弹性状态的路面，其回弹弯沉与总弯沉接近，即残余弯沉值很小。反之，残余弯沉值就大。
2. 荷载大小与路面使用寿命的关系
在公路上行驶的汽车，其轴载质量对于公路路面是一种重复性的疲劳作用。当轴载质量增大后，路面在有效使用期内能够承受弹性变形的次数（汽车行驶次数）大为减少。因此，汽车轴载质量的大小，直接影响路面使用期的长短。
世界各国对汽车轴载质量与路面强度及使用寿命的关系，做了许多研究和试验，力求确定它们之间的定量关系。1958年美国各州公路工作者协会（简称AASHO)在研究了不同汽车轴载质量对各种结构及材料修筑的路面的破坏情况后，提出了反映汽车轴载质量与公路路面之间破坏关系的“四次方法则”，即汽车对路面的破坏作用与汽车轴载质量的次方成正比：
这一著名研究成果，已被各国道路工程界所采用。各国所取的标准轴载质量及指数，取值各不相同。
交通部公路科学技术研究所1983年11月在《汽车合理轴重 及车辆技术政策课题组专题研究报告》中，推荐取用标准轴载。
由于路面的破坏系数与轴载质量的4. 55次方成正比，故轴载 质量增加后对路面的作用十分明显。例如，一辆解放牌AC10B型汽车，后轴载质量为6.085 t，其破坏系数为0. 1标准轴。一辆黄河牌JN150型汽车后轴载质量为10.16t, 其破坏系数为1. 1标准轴。可见一辆黄河牌JN150汽车对路面的 破坏作用，相当于十一辆解放牌AC10B汽车。如用黄河牌JN162 汽车，后轴载质量为11. 5t，其破坏系数为1.9标准轴，对路面的破坏作用相当于19辆解放牌AC10B汽车，而它的后轴载质量只比JN150 增加1.34t。
