半刚性基层沥青路面结构剪应力敏感性分析

半刚性基层沥青路面结构剪应力敏感性分析

【摘要】半刚性基层沥青路面是我国目前高等级公路路面结构的主要形式，但是由于基面层间结合不良易造成多种沥青路面病害。本文通过BISAR03.0软件采用多层弹性层状体系理论，分析了不同层间状态下面层厚度、模量，基层厚度、模量变化对层间剪应力的影响。结果表明，随着摩擦系数的增加，剪应力逐渐增大；在基层参数一定的情况下，剪应力随面层的模量的增加而减小，随面层的厚度增加而减小；在面层参数一定的情况下，剪应力随基层的模量的增加而增大，随基层的厚度增加而增加。为改善面层基层层间连接状态减少沥青路面由于层间处理不当引起的病害提供了理论依据。

【关键词】多层弹性层状体系；BISAR；层间结合状态；剪应力

1.前言

路面体系在结构上十分复杂，路面是一个条带状结构，而路基则是无限深，再加上材料的非弹性性质，在计算它的内力时会遇到很多的力学和数学困难。此外作用在路面上的荷载是多次重复动荷载，真实的汽车轮胎印记不是实体的，印记上的压力分布也并不是均匀的。路面材料性能也极为复杂，具有弹性、粘性和塑性，且具有各向不均匀性。因此，对路面结构体系作完善的力学分析是十分困难的。

目前，沥青路面的力学计算理论主要有多层弹性层状体系理论、有限元数值解法、流变学、粘弹塑性力学、非线弹性力学、断裂力学、岩土塑性力学等。每种方法都有其局限性和侧重点，其中多层弹性层状体系理论发展相对较早，相对比较成熟，在路面结构设计中应用得比较广泛。

本文拟采用壳牌设计法的BISAR程序，针对基面层的模量、厚度，车辆荷等主要因素，分析半刚性基层沥青路面基面层间剪应力，进而得出基面层间剪力变化的一般规律。分别考虑面层厚度、模量，基层厚度、模量变化对层间剪应力的影响。

2.计算软件

BISAR程序是基于多层弹性层状体系理论专为道路设计而编制的。属于力学-经验法，是国际上公认的比较完善的路面设计方法。其力学假设：

1.把路面结构当作一种多层线性弹性体系，其中材料用杨氏弹性模量和泊松比表征；

2.材料假定为均质且各向同性，路面各层在水平方向为无限大；

3.荷载：一个圆面或几个圆面上作用着均布垂直和（或）水平荷载（对于一

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