水平荷载作用下沥青路面力学响应数值分析
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公 路 与 汽 运
总第１５１期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ＆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ １３３
水平荷载作用下沥青路面力学响应数值分析＊
王前东
（河南省收费还贷高速公路管理中心，河南 郑州 ４５００１６）
摘要：为研究行车水平荷载对沥青路面结构受 力 的 影 响，采 用 三 维 有 限 元 方 法 分 析 计 算 了 不 同水平荷载作用时沥青砼路面结构的力学响应规律，分析了半 刚 性 基 层 厚 度 和 土 基 模 量 对 水 平 荷 载产生应力的影响。结果表明水平荷 载 的 影 响 范 围 主 要 集 中 在 路 面 上 部 ６ｃｍ 以 内，路 表 最 大 剪 应力和最大剪应变随水平荷载增大而显著增大，半刚性基层厚 度 或 土 基 模 量 的 变 化 对 水 平 荷 载 产 生的应力影响不大。
关 键 词 ：公 路 ；沥 青 路 面 ；水 平 荷 载 ；高 模 量 沥 青 砼 ；剪 应 力 ；剪 应 变 ；有 限 元 法 中 图 分 类 号 ：Ｕ４１６．２１７ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１－２６６８（２０１２）０４－０１３３－０４
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 中国高等级公路的主要路面形式。行车荷载是造成 沥青路面各种病害 的 主 要 原 因 之 一，目 前 中 国 沥 青 路面结构设计时将车轮荷载简化为双圆垂直均布荷 载作用，只考虑 了 轮 载 的 垂 直 力 作 用。 然 而 实 际 车 辆 行 驶 过 程 中 ，由 于 轮 胎 与 路 面 间 存 在 摩 阻 力 ，车 轮 转动还会对路面产生水平切向力。所以路面在实际 使用过程中受到垂直力和水平力的综合作用。尤其 在沥青路面的长上 坡 或 陡 坡 路 段，由 于 重 载 车 辆 行 驶 缓 慢 ，应 力 随 坡 度 增 大 而 增 加 明 显 ，路 面 更 易 产 生 破坏；同样，在道路 交 叉 口 等 路 段，车 辆 刹 车 也 会 产 生较大的水平力。 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 。 因 此 ，在 停 车 场 、 车 站 、交 叉 路 口 、爬 坡 车 道 、收 费 站 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，更 易 产 生 车 辙、波 浪、推 移 等 破 坏。 该 文 利 用 ＡＮＳＹＳ有限元 软 件，对 垂 直 荷 载 和 水 平 荷 载 综 合 作用下的半刚性基层沥青路面进行数值模拟计算， 分析不同 水 平 荷 载 作 用 下 沥 青 路 面 的 力 学 响 应 规 律，为分析、预防沥 青 路 面 损 坏 提 供 参 考 和 依 据，同 时根据计算分析结果指导路面结构设计。
１ 模 型 的 建 立
以半刚性基层沥青砼路面作为典型结构进行数 值分析。整个路面 结 构 从 上 到 下 分 别 为 上 面 层、中
面层、下 面 层、半 刚 性 基 层、底 基 层 和 土 基。 各 结 构 层厚度及材料参数如表１所示。
表 １ 沥 青 路 面 结 构 及 材 料 参 数
路面结构层 ＡＣ－１３Ｃ ＡＣ－２０Ｃ ＡＣ－２５Ｃ 半刚性基层
底基层 土基
厚度／ｃｍ 弹性模量／ＭＰａ 泊松比
４
１ ４００
０．２５
５
１ ２００
０．２５
６
１ ０００
０．２５
２０
１ ４００
０．２５
２０
６００
０．２５
－
６０
０．３５
ＪＴＧ Ｄ５０－２００６《公路沥青路面设计规范》将 行 车荷载简化为圆形垂直均布荷载作用进行加载和计 算 ，这 种 模 拟 方 式 会 在 荷 载 的 周 边 发 生 突 变 ，使 得 在 单向水平力作用下表面周边处的某些应力分量理论 值 趋 向 无 穷 大 ，产 生 奇 点 问 题 ，从 而 导 致 理 论 计 算 值 与实测值间存在差 异。 另 外，文 献 ［７］表 明，相 对 于 传统的圆形均布荷 载，车 辆 轮 胎 与 路 面 的 接 触 形 状 更接 近 于 矩 形。 因 此，利 用 ＡＮＳＹＳ 软 件 模 拟 路 面 结构受力 时，将 车 轮 垂 直 荷 载 ＢＺＺ－１００ 标 准 轴 载 简化成矩形荷载的形 式 （如 图 １ 所 示），双 轮 中 心 距 为３１．４ｃｍ，单 个 轮 压 作 用 范 围 为 １８．６ｃｍ×１９．２ ｃｍ，轮胎接地 压 力 为 ０．７ ＭＰａ；水 平 力 大 小 用 水 平 荷载系数ｕ（水平荷载与垂直荷载的比值）表 示。 由 文献［８］可知，正常停车状态下ｕ 约为０．３０，紧 急 制 动时ｕ 约为０．５。考虑到汽车制动过程中 产 生 的 水
＊ 基 金 项 目 ：海 南 省 交 通 科 技 项 目 （２０１０００００５）；山 东 省 交 通 科 技 项 目 （２００８Ｙ００７）
１３４
公 路 与 汽 运
Ｈｉｇｈｗａｙｓ ＆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
２０１第２４年期７
月
平力 大 小 不 一，程 序 计 算 过 程 中 ｕ 分 别 取 为 ０．１、 ０．３、０．５、０．７，并 在 垂 直 加 载 面 范 围 内 施 加 如 图 ２ 所 示的与行车方向相反的均布水平力。
y zx
图 １ 轮 胎 垂 直 荷 载 的 简 化
图 ４ 网 格 划 分 透 视 图
有 限 元 模 型 ，并 进 行 加 载 求 解 。 根据 材 料 力 学 强 度 理 论，选 取 适 合 分 析 塑 性 材
料产生破坏的最大 切 应 力 理 论，分 析 路 面 结 构 中 最 大剪应力τｍａｘ的 变 化 规 律，并 以 最 大 拉 应 力σ１ 和 等 效 应 力σｅ指 标 作 参 考 。
图 ２ 水 平 行 车 荷 载
根据表 １ 路 面 结 构 及 材 料 参 数，建 立 如 图 ３ 所 示的几何模型透视图。
y zx
２ 计 算 结 果 分 析
２．１ 水 平 荷 载 作 用 下 最 大 剪 应 力 峰 值 及 位 置 分 析 运用建立 的 有 限 元 模 型，计 算 加 载 后 普 通 ＡＣ
路面结构的力学 响 应。 设 计 参 数 如 表 １ 所 示，计 算 得到路面结构的最大剪应力峰值及其与路表深度方 向的距离如表２所示。
表２ 不同荷载作用下最大剪应力峰值τｍａｘ及其位置
荷载
ｕ τｍａｘ的 峰 值／ＭＰａ 距 路 表 深 度／ｍ
垂直荷载 ０．０ ０．２７１ ４
０．０３
图 ３ 几 何 模 型 透 视 图
利用 ＡＮＳＹＳ分 析 计 算 时，不 同 网 格 划 分 大 小 会 对 计 算 结 果 造 成 一 定 影 响 ，若 网 格 尺 寸 过 大 ，则 计 算 结 果 精 度 不 够 ；若 网 格 划 分 过 细 ，会 使 计 算 工 作 量 大 大 增 加 ，同 时 网 格 划 分 过 密 会 使 单 元 尺 寸 变 小 ，由 于 计 算 机 舍 入 误 差 的 存 在 ，反 而 可 能 降 低 计 算 精 度 。 参 考 文 献 ［９］中 的 网 格 划 分 方 法 ，对 行 车 荷 载 区 域 部 分网格划分时加密，而 在 远 离 行 车 荷 载 作 用 处 则 加 大网格尺寸。整个 模 型 采 用 映 射 网 格 划 分 方 式，图 ４为网格划分透视图。
计 算 过 程 中 ，对 模 型 作 如 下 假 设 ：地 基 为 弹 性 半 空 间 体 并 取 有 限 尺 寸 ，基 层 和 各 面 层 也 为 有 限 尺 寸 ； 路基最 底 面 为 固 定 面，与 ｘ 轴 相 垂 直 的 两 断 面 无ｘ 方向位移，与ｚ 轴相垂直的两个断面无ｚ 方向位移； 路面各结构层间为完全连续接触。网格划分后生成
垂直荷载 和水平荷载
０．１ ０．３ ０．５ ０．７
０．２７３ １ ０．２９４ ６ ０．４３０ ６ ０．５８６ ０
０．０３ ０．０１ ０．００ ０．００
由表２可知：最 大 剪 应 力τｍａｘ的 峰 值 随 水 平 荷 载系数ｕ 的增大 而 增 大，在ｕ 小 于 ０．３ 时，τｍａｘ相 差 不大，但在ｕ 由０．３ 增 大 到 ０．５ 的 过 程 中，τｍａｘ增 加 近 ４５％ ，增 大 明 显 。 另 外 ，从 各 水 平 荷 载 系 数 下τｍａｘ 峰值对应的位置来 看，路 面 结 构 在 无 水 平 力 或 水 平 力小于某一程度时，τｍａｘ出现在路面结构内某一深 度 范围（如ｕ＝０．１ 时 位 于 路 表 以 下 ０．０３ ｍ）；而 当 水 平 荷 载 增 大 时 ，τｍａｘ逐 渐 向 路 表 移 动 （如 ｕ＝０．３ 时 位 于路表以下０．０１ｍ）；当水平荷载大于某一程 度时， 最 大 剪 应 力 峰 值 出 现 在 路 表 面 （如ｕ＝０．５ 时 位 于 路 表）。 ２．２ 不 同 大 小 水 平 荷 载 的 影 响
计算普通 ＡＣ 路面在不同水平荷载系数ｕ 时的
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力学响 应，最 大 剪 应 力 峰 值 处 沿 路 面 深 度 方 向 的 τｍａｘ和 最 大 剪 应 变 数 据 如 图 ５、图 ６ 所 示 。
τmax /MPa
0.7
0.6 0.5
0.4 0.3
0.2 0.1 0.0
0
u=0.0 u=0.1 u=0.3 u=0.5 u=0.7
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
距 路 表 深 度 /cm
图 ５ 各 水 平 荷 载 下 路 面 结 构 最 大 剪 应 力 沿深度方向的变化
最 大 剪 应 变/με
600 500 400 300 200 100
0 0
u=0.0 u=0.1 u=0.3 u=0.5 u=0.7
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
距 路 表 深 度 /cm
图 ６ 各 水 平 荷 载 下 路 面 结 构 最 大 剪 应 变 沿深度方向的变化
从图５、图６可以看出：最大剪 应 力 和 最 大 剪 应 变在路面结构深度 方 向 上 表 现 出 的 规 律 很 相 似，即 不同水平荷载大小对路面结构力学响应的影响主要 集中在路表６ｃｍ 以 内，越 靠 近 路 表，水 平 力 大 小 的 影 响 越 大 ，并 且 随 着 水 平 力 的 增 大 ，路 表 所 受 最 大 剪 应力和最大剪应变增大迅速。路表６ｃｍ 以下，不同 水平荷载作用下的剪应力和剪应变值很接近。
根据 以 上 分 析，车 辆 水 平 荷 载 对 路 面 受 力 的 影 响主要集中在路面 结 构 的 上 部，并 且 路 表 最 大 剪 应 力和最大剪应变随水平荷载系数增大而显著增大。 因急刹车等产生较 大 水 平 力 的 局 部 路 段，很 可 能 由 于路表剪 应 力 和 剪 应 变 过 大 而 产 生 剪 切 破 坏。 另 外 ，中 面 层 以 下 结 构 层 交 界 处 受 水 平 荷 载 影 响 不 大 ， 但上面层和中面层交 界 处 会 受 到 一 定 影 响，其 中，ｕ 从０．３ 增 大 到 ０．５ 时，上 中 面 层 交 界 处 最 大 剪 应 力 和最大 剪 应 变 分 别 增 大 ７．４％、７．３％。 由 此 可 见， 对于水平力可能较 大 的 局 部 路 段，适 当 加 强 上 中 面 层间的结合条件有助于预防因水平力过大而产生结 构层滑移等病害。 ２．３ 半 刚 性 基 层 厚 度 的 影 响
取水平荷 载 系 数 ｕ 为 ０．３，计 算 相 同 荷 载 条 件 下普通 ＡＣ 路面在半刚 性 基 层 厚 度 分 别 为 ２０ 和 ３０ ｃｍ 时的力学响应，沿深度方向的应力数据如表 ３ 所 示，不同基层厚度下 沿 深 度 方 向 的 最 大 剪 应 力 曲 线 如图７所示。
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水平荷载作用下沥青路面力学响应数值分析＊
王前东
（河南省收费还贷高速公路管理中心，河南 郑州 ４５００１６）
摘要：为研究行车水平荷载对沥青路面结构受 力 的 影 响，采 用 三 维 有 限 元 方 法 分 析 计 算 了 不 同水平荷载作用时沥青砼路面结构的力学响应规律，分析了半 刚 性 基 层 厚 度 和 土 基 模 量 对 水 平 荷 载产生应力的影响。结果表明水平荷 载 的 影 响 范 围 主 要 集 中 在 路 面 上 部 ６ｃｍ 以 内，路 表 最 大 剪 应力和最大剪应变随水平荷载增大而显著增大，半刚性基层厚 度 或 土 基 模 量 的 变 化 对 水 平 荷 载 产 生的应力影响不大。
关 键 词 ：公 路 ；沥 青 路 面 ；水 平 荷 载 ；高 模 量 沥 青 砼 ；剪 应 力 ；剪 应 变 ；有 限 元 法 中 图 分 类 号 ：Ｕ４１６．２１７ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７１－２６６８（２０１２）０４－０１３３－０４
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 中国高等级公路的主要路面形式。行车荷载是造成 沥青路面各种病害 的 主 要 原 因 之 一，目 前 中 国 沥 青 路面结构设计时将车轮荷载简化为双圆垂直均布荷 载作用，只考虑 了 轮 载 的 垂 直 力 作 用。 然 而 实 际 车 辆 行 驶 过 程 中 ，由 于 轮 胎 与 路 面 间 存 在 摩 阻 力 ，车 轮 转动还会对路面产生水平切向力。所以路面在实际 使用过程中受到垂直力和水平力的综合作用。尤其 在沥青路面的长上 坡 或 陡 坡 路 段，由 于 重 载 车 辆 行 驶 缓 慢 ，应 力 随 坡 度 增 大 而 增 加 明 显 ，路 面 更 易 产 生 破坏；同样，在道路 交 叉 口 等 路 段，车 辆 刹 车 也 会 产 生较大的水平力。 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 。 因 此 ，在 停 车 场 、 车 站 、交 叉 路 口 、爬 坡 车 道 、收 费 站 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，更 易 产 生 车 辙、波 浪、推 移 等 破 坏。 该 文 利 用 ＡＮＳＹＳ有限元 软 件，对 垂 直 荷 载 和 水 平 荷 载 综 合 作用下的半刚性基层沥青路面进行数值模拟计算， 分析不同 水 平 荷 载 作 用 下 沥 青 路 面 的 力 学 响 应 规 律，为分析、预防沥 青 路 面 损 坏 提 供 参 考 和 依 据，同 时根据计算分析结果指导路面结构设计。
１ 模 型 的 建 立
以半刚性基层沥青砼路面作为典型结构进行数 值分析。整个路面 结 构 从 上 到 下 分 别 为 上 面 层、中
面层、下 面 层、半 刚 性 基 层、底 基 层 和 土 基。 各 结 构 层厚度及材料参数如表１所示。
表 １ 沥 青 路 面 结 构 及 材 料 参 数
路面结构层 ＡＣ－１３Ｃ ＡＣ－２０Ｃ ＡＣ－２５Ｃ 半刚性基层
底基层 土基
厚度／ｃｍ 弹性模量／ＭＰａ 泊松比
４
１ ４００
０．２５
５
１ ２００
０．２５
６
１ ０００
０．２５
２０
１ ４００
０．２５
２０
６００
０．２５
－
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ＪＴＧ Ｄ５０－２００６《公路沥青路面设计规范》将 行 车荷载简化为圆形垂直均布荷载作用进行加载和计 算 ，这 种 模 拟 方 式 会 在 荷 载 的 周 边 发 生 突 变 ，使 得 在 单向水平力作用下表面周边处的某些应力分量理论 值 趋 向 无 穷 大 ，产 生 奇 点 问 题 ，从 而 导 致 理 论 计 算 值 与实测值间存在差 异。 另 外，文 献 ［７］表 明，相 对 于 传统的圆形均布荷 载，车 辆 轮 胎 与 路 面 的 接 触 形 状 更接 近 于 矩 形。 因 此，利 用 ＡＮＳＹＳ 软 件 模 拟 路 面 结构受力 时，将 车 轮 垂 直 荷 载 ＢＺＺ－１００ 标 准 轴 载 简化成矩形荷载的形 式 （如 图 １ 所 示），双 轮 中 心 距 为３１．４ｃｍ，单 个 轮 压 作 用 范 围 为 １８．６ｃｍ×１９．２ ｃｍ，轮胎接地 压 力 为 ０．７ ＭＰａ；水 平 力 大 小 用 水 平 荷载系数ｕ（水平荷载与垂直荷载的比值）表 示。 由 文献［８］可知，正常停车状态下ｕ 约为０．３０，紧 急 制 动时ｕ 约为０．５。考虑到汽车制动过程中 产 生 的 水
＊ 基 金 项 目 ：海 南 省 交 通 科 技 项 目 （２０１０００００５）；山 东 省 交 通 科 技 项 目 （２００８Ｙ００７）
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２０１第２４年期７
月
平力 大 小 不 一，程 序 计 算 过 程 中 ｕ 分 别 取 为 ０．１、 ０．３、０．５、０．７，并 在 垂 直 加 载 面 范 围 内 施 加 如 图 ２ 所 示的与行车方向相反的均布水平力。
y zx
图 １ 轮 胎 垂 直 荷 载 的 简 化
图 ４ 网 格 划 分 透 视 图
有 限 元 模 型 ，并 进 行 加 载 求 解 。 根据 材 料 力 学 强 度 理 论，选 取 适 合 分 析 塑 性 材
料产生破坏的最大 切 应 力 理 论，分 析 路 面 结 构 中 最 大剪应力τｍａｘ的 变 化 规 律，并 以 最 大 拉 应 力σ１ 和 等 效 应 力σｅ指 标 作 参 考 。
图 ２ 水 平 行 车 荷 载
根据表 １ 路 面 结 构 及 材 料 参 数，建 立 如 图 ３ 所 示的几何模型透视图。
y zx
２ 计 算 结 果 分 析
２．１ 水 平 荷 载 作 用 下 最 大 剪 应 力 峰 值 及 位 置 分 析 运用建立 的 有 限 元 模 型，计 算 加 载 后 普 通 ＡＣ
路面结构的力学 响 应。 设 计 参 数 如 表 １ 所 示，计 算 得到路面结构的最大剪应力峰值及其与路表深度方 向的距离如表２所示。
表２ 不同荷载作用下最大剪应力峰值τｍａｘ及其位置
荷载
ｕ τｍａｘ的 峰 值／ＭＰａ 距 路 表 深 度／ｍ
垂直荷载 ０．０ ０．２７１ ４
０．０３
图 ３ 几 何 模 型 透 视 图
利用 ＡＮＳＹＳ分 析 计 算 时，不 同 网 格 划 分 大 小 会 对 计 算 结 果 造 成 一 定 影 响 ，若 网 格 尺 寸 过 大 ，则 计 算 结 果 精 度 不 够 ；若 网 格 划 分 过 细 ，会 使 计 算 工 作 量 大 大 增 加 ，同 时 网 格 划 分 过 密 会 使 单 元 尺 寸 变 小 ，由 于 计 算 机 舍 入 误 差 的 存 在 ，反 而 可 能 降 低 计 算 精 度 。 参 考 文 献 ［９］中 的 网 格 划 分 方 法 ，对 行 车 荷 载 区 域 部 分网格划分时加密，而 在 远 离 行 车 荷 载 作 用 处 则 加 大网格尺寸。整个 模 型 采 用 映 射 网 格 划 分 方 式，图 ４为网格划分透视图。
计 算 过 程 中 ，对 模 型 作 如 下 假 设 ：地 基 为 弹 性 半 空 间 体 并 取 有 限 尺 寸 ，基 层 和 各 面 层 也 为 有 限 尺 寸 ； 路基最 底 面 为 固 定 面，与 ｘ 轴 相 垂 直 的 两 断 面 无ｘ 方向位移，与ｚ 轴相垂直的两个断面无ｚ 方向位移； 路面各结构层间为完全连续接触。网格划分后生成
垂直荷载 和水平荷载
０．１ ０．３ ０．５ ０．７
０．２７３ １ ０．２９４ ６ ０．４３０ ６ ０．５８６ ０
０．０３ ０．０１ ０．００ ０．００
由表２可知：最 大 剪 应 力τｍａｘ的 峰 值 随 水 平 荷 载系数ｕ 的增大 而 增 大，在ｕ 小 于 ０．３ 时，τｍａｘ相 差 不大，但在ｕ 由０．３ 增 大 到 ０．５ 的 过 程 中，τｍａｘ增 加 近 ４５％ ，增 大 明 显 。 另 外 ，从 各 水 平 荷 载 系 数 下τｍａｘ 峰值对应的位置来 看，路 面 结 构 在 无 水 平 力 或 水 平 力小于某一程度时，τｍａｘ出现在路面结构内某一深 度 范围（如ｕ＝０．１ 时 位 于 路 表 以 下 ０．０３ ｍ）；而 当 水 平 荷 载 增 大 时 ，τｍａｘ逐 渐 向 路 表 移 动 （如 ｕ＝０．３ 时 位 于路表以下０．０１ｍ）；当水平荷载大于某一程 度时， 最 大 剪 应 力 峰 值 出 现 在 路 表 面 （如ｕ＝０．５ 时 位 于 路 表）。 ２．２ 不 同 大 小 水 平 荷 载 的 影 响
计算普通 ＡＣ 路面在不同水平荷载系数ｕ 时的
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力学响 应，最 大 剪 应 力 峰 值 处 沿 路 面 深 度 方 向 的 τｍａｘ和 最 大 剪 应 变 数 据 如 图 ５、图 ６ 所 示 。
τmax /MPa
0.7
0.6 0.5
0.4 0.3
0.2 0.1 0.0
0
u=0.0 u=0.1 u=0.3 u=0.5 u=0.7
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
距 路 表 深 度 /cm
图 ５ 各 水 平 荷 载 下 路 面 结 构 最 大 剪 应 力 沿深度方向的变化
最 大 剪 应 变/με
600 500 400 300 200 100
0 0
u=0.0 u=0.1 u=0.3 u=0.5 u=0.7
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
距 路 表 深 度 /cm
图 ６ 各 水 平 荷 载 下 路 面 结 构 最 大 剪 应 变 沿深度方向的变化
从图５、图６可以看出：最大剪 应 力 和 最 大 剪 应 变在路面结构深度 方 向 上 表 现 出 的 规 律 很 相 似，即 不同水平荷载大小对路面结构力学响应的影响主要 集中在路表６ｃｍ 以 内，越 靠 近 路 表，水 平 力 大 小 的 影 响 越 大 ，并 且 随 着 水 平 力 的 增 大 ，路 表 所 受 最 大 剪 应力和最大剪应变增大迅速。路表６ｃｍ 以下，不同 水平荷载作用下的剪应力和剪应变值很接近。
根据 以 上 分 析，车 辆 水 平 荷 载 对 路 面 受 力 的 影 响主要集中在路面 结 构 的 上 部，并 且 路 表 最 大 剪 应 力和最大剪应变随水平荷载系数增大而显著增大。 因急刹车等产生较 大 水 平 力 的 局 部 路 段，很 可 能 由 于路表剪 应 力 和 剪 应 变 过 大 而 产 生 剪 切 破 坏。 另 外 ，中 面 层 以 下 结 构 层 交 界 处 受 水 平 荷 载 影 响 不 大 ， 但上面层和中面层交 界 处 会 受 到 一 定 影 响，其 中，ｕ 从０．３ 增 大 到 ０．５ 时，上 中 面 层 交 界 处 最 大 剪 应 力 和最大 剪 应 变 分 别 增 大 ７．４％、７．３％。 由 此 可 见， 对于水平力可能较 大 的 局 部 路 段，适 当 加 强 上 中 面 层间的结合条件有助于预防因水平力过大而产生结 构层滑移等病害。 ２．３ 半 刚 性 基 层 厚 度 的 影 响
取水平荷 载 系 数 ｕ 为 ０．３，计 算 相 同 荷 载 条 件 下普通 ＡＣ 路面在半刚 性 基 层 厚 度 分 别 为 ２０ 和 ３０ ｃｍ 时的力学响应，沿深度方向的应力数据如表 ３ 所 示，不同基层厚度下 沿 深 度 方 向 的 最 大 剪 应 力 曲 线 如图７所示。