沥青路面承载能力应力应变指标分析.doc

沥青路面承载能力应力应变指标分析.doc沥青路面承载能力应力应变指标分析
摘要：笔者在路面结构力学基础上，研究了路面结构破坏的根本原因。 分析 结果表面：路面破坏在于过度的应力或应变， 而不是挠度造成。有些路面损坏如 推移、开裂与弯沉并无直接联系，而是与结构材料中的应力应变相联系。因此， 理想的承载力评价应以应力、应变为基础。
关键词：应力 应变挠度承载力评价
应力应变变化与局部”破坏
路面结构内的应力应变状况是极为复杂的， 它随着结构层次组合、结构层厚 度、作用荷载类型及温度、湿度等因素变化。由于不直观、检测困难，目前在我 国沥青路面设计规范中，只是将沥青及基层底部拉应力作为验算指标 ［1］。
FWD测试利用弯沉盆代替贝克曼梁的单点弯沉，使结构性能评价细化到路 面各结构层。这样建立在弯沉盆特性基础上的路面结构反算方法， 使以应变为基
础的无破损评价得以实现［2］。本文的重点在于如何根据FWD测试数据获取结构 层模量、应力应变及结构状态，而对对设计及评价指标不进行深入研究。
利用应变进行剩余寿命计算
⑴AI法计算剩余寿命
美国地沥青协会（AI）基本认定公路沥青路面破坏的两大准则是车辙和疲劳 裂缝率。通过模量的反算，也可以采用美国地沥青协会退到的两个道路寿命评估 模型来确定路面的使用寿命。这两个模型属于纯力学方法建立的路面剩余寿命评 定模型，其特点是求出、，最重要的是首先确定路面的各层弹性模量。由力学法 建立的模型有较成熟的理论基础，它是利用弹性理论模型或粘塑性模型通过结构 分析得到路面在荷载作用下的应力应变［3~6］。
对于疲劳开裂，在沥青协会 MS-1路面设计手册所用的传递函数为：
式中，为全路面20%~25%或轮迹带上45%裂缝率时的容许重复轮载作用次 数（ESAL）；为沥青混凝土路面底部拉应变；为沥青混凝土面层模量。
对于永久变形（车辙），沥青协会给出的永久变形公式为：
式中，为车辙13时的容许重复轮载作用次数（ESAL）；为非胶结层顶面垂 直压应变。