基于层位功能的路面材料设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
存在问题
• 现场芯样无侧限抗压强度往往远大于室内静压法成型 试件强度；
• 现有压实设备下，无需对施工工艺严格控制也能达到
较高的压实度，压实度超百现象普遍存在等等。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（1）现场基层压实度普遍存在超百现象，其实质是压实度标 准偏低.这也表明了重型击实法已经不能适应、也不能模拟 现场使用重型振动压路机。正是在压实度容易达到的情况 下，基层的压实被忽视。为了更好模拟和控制现场压实， 有必要采用振动试验法确定水泥稳定碎石最大干密度和最
沥青层位 上 中 下 上 中 下 松弛模量
(Mpa)
温度应力
(Mpa)
开裂能
(Mpa.cm)
相对开裂率 4.30 1.04 0.19 2.15 0.52 0.09
2000 2000 2000 1000 1000 1000
1.265 0.614 0.257 0.633 0.307 0.128
2.152*10-3 5.217*10-4 9.405*10-5 1.076*10-3 2.608*10-4 4.702*10-5
低温稳定性 1.松散 2.剥落 3.坑槽 4.唧浆
水稳定性
表面功能 衰减
一、路面结构及其病害类型
路面结构分析 路面结构层组合设计 结构层材料组成设计
结构层厚度确定
结构层层底拉应力验算仅考虑荷载的疲劳作用， 末考虑半刚性基层温缩、干缩引起的开裂及进一 步恶化
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
存在问题
基于层位功能的路面 材料设计
内容提纲
一、路面结构及其病害类型
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
三、基于层位功能的面层材料设计
一、路面结构及其病害类型
路面结构：半刚性基层沥青路面
1.车辙 2.拥包 3.搓板
耐久性
1.纵裂 2.横裂 3.网裂 4.龟裂
裂缝
永久变形
高温稳定性 沥青路 面破坏
抗滑性能 1.泛油 2.磨光
车辙计算结果
材料代号 层位 一般路段 上 Kb 中 下 总计 上 Mb 3.56 3.71 2.63 9.91 2.87 车辙量(mm) 停车站 5.87 6.17 4.42 16.64 4.50 交叉口 5.23 5.48 3.92 14.63 4.52
中
下 总计
3.21
2.39 8.48
5.15
计算结果表明:
上面层的温度应力和相对开裂率要比中、下
面层大得多
温度应力和相对开裂率与松弛模量成正比
•疲劳计算
疲劳计算结果
结构编号 厚度
(cm)
弹性模量
(Mpa)
疲劳寿命 1.0×1020 2.033×109 4.618×108
5 5
1500 1500 1500
1#
5
20
20 5
1500
500 1500 1.0×1020
σ y(MPa)
y
（a）基面层完全连续
σ y(MPa)
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 20 40
0
0.1 0.2
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（mm）
0
0.1 0.2
1.高温稳定性－抗车辙变形
粗骨料嵌挤 : 沥青对变形牵制＝60:40
2.低温稳定性－抗低温缩裂
沥青结合料低温拉伸变形性能贡献率占90%
3.耐久性
集料的性质与级配、沥青的性质及路面结构，其中沥
青性质贡献率占60%
三、基于层位功能的面层材料设计
技术要求
4.水稳定性－抗水损害 沥青与矿料的粘附性、沥青混合料的空隙率及路面结 构 5.路面表面功能－抗滑 路面表面矿料的微观与宏观构造、沥青用量
件测定7d无侧限抗压强度。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（3）材料组成结构对收缩性能影响规律表明，骨架密实型水 泥稳定碎石具有良好的抗裂性能。为了减少收缩裂缝，有 必要采用骨架密实型水泥稳定碎石。
（4）提高水泥稳定碎石基层施工质量，现场质量控制技术是
关键。
三、基于层位功能的面层材料设计
技术要求
•低温缩裂
h1=5cm
Q1=480
细粒式沥青砼 细粒式沥青砼
f1=0.9 f2=0.9 Q2=480
h2=5cm
h3=5cm
h4=20cm
细粒式沥青砼
二灰基层
f3=0.9
f4=1.5
Q3=480
Q4=400
土基
Q5=400
0
低温缩裂计算结构示意图
fi为各层的传热系数 Qi为各层的热容量
低温缩裂计算结果
80 100 120 140 160
O点 A点 B点 O2点 C点ห้องสมุดไป่ตู้D点
（a）面层与基层层间完全连续
图
最大剪应力沿深度分布规律（路面结构一）
Z（mm）
b）面层与基层层间部分连续 c）面层与基层层间完全光滑
Z（mm）
Z（mm）
•
由图可知，不同接触条件时，路面结构一各计算点的高温剪应 力τmax 沿深度Z分布规律,基本上呈现出越靠近面层中间位置数值 越大的趋势。不同层间接触条件下，沥青面层内部高温剪应力 τmax 最大值均位于路面深度 70mm 处，且越靠近路面深度 70mm 处的计算点高温剪应力 τmax越大。显然，当出现失稳型车辙时， 沿路面深度方向70mm处位置必然首先发生剪切流动变形。
-0.5 0 4
-0.4
σ y（MPa） -0.3 -0.2
-0.1
0
基面层分别处于部分
连续和完全光滑时，
O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（cm）
B点 O2点 C点 D点
Z（cm）
A点
8 12 16 20
受拉区分别在靠近沥 青 面 层 底 面 90 ～ 150mm 和 80 ～ 150mm深度范围内， 且各计算点的拉应力
• 路面结构二最大剪应力沿深度分布规律基本上与路面结构一一致。 • 路面结构三最大剪应力沿深度分布规律也基本上与前两种路面结 构一致，沥青面层内部高温剪应力 τmax最大值除基面层连续接触 时位于路面深度方向50mm之外，其它两种层间接触状态时也都 基 本 上 位于 路 面 深度 方 向 70mm 处， 且越 靠 近 路面 深 度 50 ～ 70mm处的计算点高温剪应力τmax越大。
高温下沥青路面剪应力分布规律研究
0 0 20 40 60 O点 A点 B点 O2点 C点 D点 0.1 τ max(MPa) 0.2 0.3
0
τ max(MPa) 0.1 0.2
τ max(MPa)
0.3
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160
0.1
0.2
0.3
0 20 40 80 100 120 140 160 O点 A点 B点 O2点 C点 D点 60
层层间结合，可以减小沥青面层内部的最大高温剪应力τ
高沥青路面高温抗车辙能力。
max，提
• 按设计规范中的层间完全连续接触条件，所得到的半刚性基层路 面面层内部高温剪应力计算值比实际的偏小，所设计的路面结构 偏于不安全。
2. 沥青面层的力学分析
沥青层位的受力状态(h≥150mm)
受力状态 低温缩裂区 压缩区 最大剪应力区 两向拉伸区 波动范围 0～40mm 50～70mm 面层厚1/2位置处以下 力学要求 低温缩裂 抗车辙 主抗车辙 抗疲劳 抗车辙
累计低温温缩应力（MPa） 0.30 0 20 40 0.40 0.50 0.60 0.70
Z（mm）
(T )
60 80 100 120 140 160
图中越靠近路表面累 计低温温缩应力越大， 也越容易产生低温收 缩裂缝。
图 沥青面层累计低温温缩应力分布规律 (路面结构一)
2. 沥青面层的力学分析
三、基于层位功能的面层材料设计
存在的问题 高温稳定性与低温稳定性及耐久性之间的矛盾 路面表面特性与耐久性之间的矛盾
三、基于层位功能的沥青面层材料设计
解决矛盾的途径 改进集料级配：骨架密实型
改善沥青结合料：改性沥青
掺外掺剂：抗剥落、高模量剂、抗车辙剂等 基于层位功能的沥青混合料设计
• 水泥稳定碎石基层在沥青面层铺筑前大量出现裂缝现象 已司空见惯；
• 工程中为达到设计强度指标及保证路面芯样完整，提高
水泥剂量几乎成为最有效的手段，水泥剂量通常达到 5～6％； • 施工后的水泥稳定碎石基层表观密实、光滑（级配不良） , 事实上已成为水泥稳定碎石基层质量控制的重要标准；
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
三、基于层位功能的面层材料设计
1. 沥青路面主要破坏形式 •车辙 •缩裂
•疲劳开裂
2. 沥青面层的力学分析
面 层 E1 E2 基 层 h1＝15cm E3 h2＝32cm 面 层 h1＝22cm E1 E2 E3 基 层 h2＝32cm 面 层 h1＝9cm E1 E2 基 层 h2＝20cm E2＝1400MPa 底基层h3 ＝30cm E3＝400MPa 土 基E0＝50MPa
5
1500
1500 2000 2000 沥青体积有效含量: 5%
1.199×109
5.712×108
2#
5 20 20
层间接触条件:连续
空隙率: 3%
计算结果表明:
在相同的情况下，沥青层位越靠下，疲劳
寿命越小
基层模量越大，厚度较厚的情况下，沥青
面层三层的疲劳都得到缓解，寿命大幅度提高
3.层位对沥青混合料的要求
3.90 13.55
4.62
3.48 12.15
上
Cm 中 下 总计
2.76
3.04 2.22 8.02
4.24
4.73 3.49 12.46
3.84
4.27 3.14 11.25
计算结果表明:
*在各层材料和厚度相同的情况下，中面 层对车辙的影响最大，上面层次之，下面层最 小 *三种沥青混凝土对车辙的影响排序: 细粒式沥青混凝土＞中粒式沥青混凝土> 粗粒式沥青混凝土
•车辙计算
h1=5cm 45.30c h2=5cm 42.20c h2=5cm 40.30c
材料: Kb、Mb、Cm 材料: Kb、 Mb 材料: Kb、 Mb Cm Cm
h4=15cm
半刚性基层
E=2100MPa
土基
E=60MPa
车辙计算结构示意图
图中: Kb—开级配细粒式沥青混凝土 Mb—密级配中粒式沥青混凝土 Cm—密级配粗粒式沥青混凝土
佳含水量。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（ 2 ）水泥稳定碎石基层裂缝的产生，与水泥剂量有关。水
泥剂量是根据室内静压法成型试件的 7d 无侧限抗压强度确 定的，而静压成型法不能很好模拟现场振动碾压工艺。这 也是导致现场芯样强度远大于室内静压成型试件强度原因 之一。为了确定合理水泥剂量，有必要采用振动法成型试
E2＝1700MPa 18cm 土 底基层 h3 ＝ E3＝1300MPa 基 E0＝50MPa 土
E2＝1700MPa 底基层 h3 ＝18cm E3＝1300MPa 基 E0＝50MPa
路面结构一
路面结构二
路面结构三
2. 沥青面层的力学分析 常温下沥青路面正应力分布规律研究
-0.5 0 4 O点 8 12 16 20 -0.4 σ x （MPa） -0.3 -0.2 -0.1 0
• 基面层不同接触状况下的沥青路面面层内部高温剪应力τ
max的峰
值分布区域以路面深度50～70mm位置为中心的面层中部区域。 • 不同接触条件下剪应力分布规律可知，基面层接触状况由完全连 续向部分连续转直至完全光滑转变时，沥青面层内部的高温剪应 力τ
max逐渐增大。这说明在工程实践中增强沥青面层和半刚性基
均沿路面深度Z方向
从上至下逐渐增大，
并在面层底面达到最 大值。
60 80 100 120 140 160
O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（mm）
（b）基面层部分连续 （c）基面层完全光滑 图 正应力沿深度分布规律 (路面结构一)
• 路面结构二与路面结构一正应力分布规律基本相同，只是基 面层部分连续和完全光滑时受拉区有所不同，部分连续时的 受拉区120～220mm，光滑时的受拉区100～220mm。 • 路面结构三受拉区在基面层部分连续时大约为70～90mm、 光滑时为50～90mm。 • 从分析结果看，在沥青路面各结构层层间为完全接触条件下 ，沥青面层内部是不会出现拉应力，即沥青面层不会发生弯 拉疲劳破坏。但是工程实践中，沥青路面仍存在不少疲劳开 裂破坏。这是因为计算模型采用基面层间完全接触状态与实 际不符造成的。
• 当沥青面层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向部分 连续转变，进而向完全光滑转变时，沥青面层内部拉应力逐 渐增大。因此，在施工过程中，采取措施（如铺筑面层前， 清扫基层表面浮浆、铣刨基层表面等）以增强沥青面层和半 刚性基层层间结合，有利于提高沥青路面抗疲劳开裂能力。
2. 沥青面层的力学分析
低温下沥青路面温缩应力分布规律研究
• 现场芯样无侧限抗压强度往往远大于室内静压法成型 试件强度；
• 现有压实设备下，无需对施工工艺严格控制也能达到
较高的压实度，压实度超百现象普遍存在等等。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（1）现场基层压实度普遍存在超百现象，其实质是压实度标 准偏低.这也表明了重型击实法已经不能适应、也不能模拟 现场使用重型振动压路机。正是在压实度容易达到的情况 下，基层的压实被忽视。为了更好模拟和控制现场压实， 有必要采用振动试验法确定水泥稳定碎石最大干密度和最
沥青层位 上 中 下 上 中 下 松弛模量
(Mpa)
温度应力
(Mpa)
开裂能
(Mpa.cm)
相对开裂率 4.30 1.04 0.19 2.15 0.52 0.09
2000 2000 2000 1000 1000 1000
1.265 0.614 0.257 0.633 0.307 0.128
2.152*10-3 5.217*10-4 9.405*10-5 1.076*10-3 2.608*10-4 4.702*10-5
低温稳定性 1.松散 2.剥落 3.坑槽 4.唧浆
水稳定性
表面功能 衰减
一、路面结构及其病害类型
路面结构分析 路面结构层组合设计 结构层材料组成设计
结构层厚度确定
结构层层底拉应力验算仅考虑荷载的疲劳作用， 末考虑半刚性基层温缩、干缩引起的开裂及进一 步恶化
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
存在问题
基于层位功能的路面 材料设计
内容提纲
一、路面结构及其病害类型
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
三、基于层位功能的面层材料设计
一、路面结构及其病害类型
路面结构：半刚性基层沥青路面
1.车辙 2.拥包 3.搓板
耐久性
1.纵裂 2.横裂 3.网裂 4.龟裂
裂缝
永久变形
高温稳定性 沥青路 面破坏
抗滑性能 1.泛油 2.磨光
车辙计算结果
材料代号 层位 一般路段 上 Kb 中 下 总计 上 Mb 3.56 3.71 2.63 9.91 2.87 车辙量(mm) 停车站 5.87 6.17 4.42 16.64 4.50 交叉口 5.23 5.48 3.92 14.63 4.52
中
下 总计
3.21
2.39 8.48
5.15
计算结果表明:
上面层的温度应力和相对开裂率要比中、下
面层大得多
温度应力和相对开裂率与松弛模量成正比
•疲劳计算
疲劳计算结果
结构编号 厚度
(cm)
弹性模量
(Mpa)
疲劳寿命 1.0×1020 2.033×109 4.618×108
5 5
1500 1500 1500
1#
5
20
20 5
1500
500 1500 1.0×1020
σ y(MPa)
y
（a）基面层完全连续
σ y(MPa)
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 20 40
0
0.1 0.2
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（mm）
0
0.1 0.2
1.高温稳定性－抗车辙变形
粗骨料嵌挤 : 沥青对变形牵制＝60:40
2.低温稳定性－抗低温缩裂
沥青结合料低温拉伸变形性能贡献率占90%
3.耐久性
集料的性质与级配、沥青的性质及路面结构，其中沥
青性质贡献率占60%
三、基于层位功能的面层材料设计
技术要求
4.水稳定性－抗水损害 沥青与矿料的粘附性、沥青混合料的空隙率及路面结 构 5.路面表面功能－抗滑 路面表面矿料的微观与宏观构造、沥青用量
件测定7d无侧限抗压强度。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（3）材料组成结构对收缩性能影响规律表明，骨架密实型水 泥稳定碎石具有良好的抗裂性能。为了减少收缩裂缝，有 必要采用骨架密实型水泥稳定碎石。
（4）提高水泥稳定碎石基层施工质量，现场质量控制技术是
关键。
三、基于层位功能的面层材料设计
技术要求
•低温缩裂
h1=5cm
Q1=480
细粒式沥青砼 细粒式沥青砼
f1=0.9 f2=0.9 Q2=480
h2=5cm
h3=5cm
h4=20cm
细粒式沥青砼
二灰基层
f3=0.9
f4=1.5
Q3=480
Q4=400
土基
Q5=400
0
低温缩裂计算结构示意图
fi为各层的传热系数 Qi为各层的热容量
低温缩裂计算结果
80 100 120 140 160
O点 A点 B点 O2点 C点ห้องสมุดไป่ตู้D点
（a）面层与基层层间完全连续
图
最大剪应力沿深度分布规律（路面结构一）
Z（mm）
b）面层与基层层间部分连续 c）面层与基层层间完全光滑
Z（mm）
Z（mm）
•
由图可知，不同接触条件时，路面结构一各计算点的高温剪应 力τmax 沿深度Z分布规律,基本上呈现出越靠近面层中间位置数值 越大的趋势。不同层间接触条件下，沥青面层内部高温剪应力 τmax 最大值均位于路面深度 70mm 处，且越靠近路面深度 70mm 处的计算点高温剪应力 τmax越大。显然，当出现失稳型车辙时， 沿路面深度方向70mm处位置必然首先发生剪切流动变形。
-0.5 0 4
-0.4
σ y（MPa） -0.3 -0.2
-0.1
0
基面层分别处于部分
连续和完全光滑时，
O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（cm）
B点 O2点 C点 D点
Z（cm）
A点
8 12 16 20
受拉区分别在靠近沥 青 面 层 底 面 90 ～ 150mm 和 80 ～ 150mm深度范围内， 且各计算点的拉应力
• 路面结构二最大剪应力沿深度分布规律基本上与路面结构一一致。 • 路面结构三最大剪应力沿深度分布规律也基本上与前两种路面结 构一致，沥青面层内部高温剪应力 τmax最大值除基面层连续接触 时位于路面深度方向50mm之外，其它两种层间接触状态时也都 基 本 上 位于 路 面 深度 方 向 70mm 处， 且越 靠 近 路面 深 度 50 ～ 70mm处的计算点高温剪应力τmax越大。
高温下沥青路面剪应力分布规律研究
0 0 20 40 60 O点 A点 B点 O2点 C点 D点 0.1 τ max(MPa) 0.2 0.3
0
τ max(MPa) 0.1 0.2
τ max(MPa)
0.3
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160
0.1
0.2
0.3
0 20 40 80 100 120 140 160 O点 A点 B点 O2点 C点 D点 60
层层间结合，可以减小沥青面层内部的最大高温剪应力τ
高沥青路面高温抗车辙能力。
max，提
• 按设计规范中的层间完全连续接触条件，所得到的半刚性基层路 面面层内部高温剪应力计算值比实际的偏小，所设计的路面结构 偏于不安全。
2. 沥青面层的力学分析
沥青层位的受力状态(h≥150mm)
受力状态 低温缩裂区 压缩区 最大剪应力区 两向拉伸区 波动范围 0～40mm 50～70mm 面层厚1/2位置处以下 力学要求 低温缩裂 抗车辙 主抗车辙 抗疲劳 抗车辙
累计低温温缩应力（MPa） 0.30 0 20 40 0.40 0.50 0.60 0.70
Z（mm）
(T )
60 80 100 120 140 160
图中越靠近路表面累 计低温温缩应力越大， 也越容易产生低温收 缩裂缝。
图 沥青面层累计低温温缩应力分布规律 (路面结构一)
2. 沥青面层的力学分析
三、基于层位功能的面层材料设计
存在的问题 高温稳定性与低温稳定性及耐久性之间的矛盾 路面表面特性与耐久性之间的矛盾
三、基于层位功能的沥青面层材料设计
解决矛盾的途径 改进集料级配：骨架密实型
改善沥青结合料：改性沥青
掺外掺剂：抗剥落、高模量剂、抗车辙剂等 基于层位功能的沥青混合料设计
• 水泥稳定碎石基层在沥青面层铺筑前大量出现裂缝现象 已司空见惯；
• 工程中为达到设计强度指标及保证路面芯样完整，提高
水泥剂量几乎成为最有效的手段，水泥剂量通常达到 5～6％； • 施工后的水泥稳定碎石基层表观密实、光滑（级配不良） , 事实上已成为水泥稳定碎石基层质量控制的重要标准；
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
三、基于层位功能的面层材料设计
1. 沥青路面主要破坏形式 •车辙 •缩裂
•疲劳开裂
2. 沥青面层的力学分析
面 层 E1 E2 基 层 h1＝15cm E3 h2＝32cm 面 层 h1＝22cm E1 E2 E3 基 层 h2＝32cm 面 层 h1＝9cm E1 E2 基 层 h2＝20cm E2＝1400MPa 底基层h3 ＝30cm E3＝400MPa 土 基E0＝50MPa
5
1500
1500 2000 2000 沥青体积有效含量: 5%
1.199×109
5.712×108
2#
5 20 20
层间接触条件:连续
空隙率: 3%
计算结果表明:
在相同的情况下，沥青层位越靠下，疲劳
寿命越小
基层模量越大，厚度较厚的情况下，沥青
面层三层的疲劳都得到缓解，寿命大幅度提高
3.层位对沥青混合料的要求
3.90 13.55
4.62
3.48 12.15
上
Cm 中 下 总计
2.76
3.04 2.22 8.02
4.24
4.73 3.49 12.46
3.84
4.27 3.14 11.25
计算结果表明:
*在各层材料和厚度相同的情况下，中面 层对车辙的影响最大，上面层次之，下面层最 小 *三种沥青混凝土对车辙的影响排序: 细粒式沥青混凝土＞中粒式沥青混凝土> 粗粒式沥青混凝土
•车辙计算
h1=5cm 45.30c h2=5cm 42.20c h2=5cm 40.30c
材料: Kb、Mb、Cm 材料: Kb、 Mb 材料: Kb、 Mb Cm Cm
h4=15cm
半刚性基层
E=2100MPa
土基
E=60MPa
车辙计算结构示意图
图中: Kb—开级配细粒式沥青混凝土 Mb—密级配中粒式沥青混凝土 Cm—密级配粗粒式沥青混凝土
佳含水量。
二、基于抗裂的水泥稳定碎石设计
解决措施
（ 2 ）水泥稳定碎石基层裂缝的产生，与水泥剂量有关。水
泥剂量是根据室内静压法成型试件的 7d 无侧限抗压强度确 定的，而静压成型法不能很好模拟现场振动碾压工艺。这 也是导致现场芯样强度远大于室内静压成型试件强度原因 之一。为了确定合理水泥剂量，有必要采用振动法成型试
E2＝1700MPa 18cm 土 底基层 h3 ＝ E3＝1300MPa 基 E0＝50MPa 土
E2＝1700MPa 底基层 h3 ＝18cm E3＝1300MPa 基 E0＝50MPa
路面结构一
路面结构二
路面结构三
2. 沥青面层的力学分析 常温下沥青路面正应力分布规律研究
-0.5 0 4 O点 8 12 16 20 -0.4 σ x （MPa） -0.3 -0.2 -0.1 0
• 基面层不同接触状况下的沥青路面面层内部高温剪应力τ
max的峰
值分布区域以路面深度50～70mm位置为中心的面层中部区域。 • 不同接触条件下剪应力分布规律可知，基面层接触状况由完全连 续向部分连续转直至完全光滑转变时，沥青面层内部的高温剪应 力τ
max逐渐增大。这说明在工程实践中增强沥青面层和半刚性基
均沿路面深度Z方向
从上至下逐渐增大，
并在面层底面达到最 大值。
60 80 100 120 140 160
O点 A点 B点 O2点 C点 D点
Z（mm）
（b）基面层部分连续 （c）基面层完全光滑 图 正应力沿深度分布规律 (路面结构一)
• 路面结构二与路面结构一正应力分布规律基本相同，只是基 面层部分连续和完全光滑时受拉区有所不同，部分连续时的 受拉区120～220mm，光滑时的受拉区100～220mm。 • 路面结构三受拉区在基面层部分连续时大约为70～90mm、 光滑时为50～90mm。 • 从分析结果看，在沥青路面各结构层层间为完全接触条件下 ，沥青面层内部是不会出现拉应力，即沥青面层不会发生弯 拉疲劳破坏。但是工程实践中，沥青路面仍存在不少疲劳开 裂破坏。这是因为计算模型采用基面层间完全接触状态与实 际不符造成的。
• 当沥青面层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向部分 连续转变，进而向完全光滑转变时，沥青面层内部拉应力逐 渐增大。因此，在施工过程中，采取措施（如铺筑面层前， 清扫基层表面浮浆、铣刨基层表面等）以增强沥青面层和半 刚性基层层间结合，有利于提高沥青路面抗疲劳开裂能力。
2. 沥青面层的力学分析
低温下沥青路面温缩应力分布规律研究