张艳明

(唐山市丰润区交通运输局)

早在1942年O.J.Porter就注意到道路路面在车轮荷载重复作用几百万次后会遭到破坏。L.W.Nijbver指出沥青路面寿命后期出现的裂缝与行驶车辆产生的弯曲应力超过了材料的抗弯强度有关，强调裂缝是疲劳的结果，它取决于弯沉大小和重复次数。20世纪60年代开始世界各国对路面疲劳特性进行了系统研究，对路面疲劳破坏机理也有了更科学的认识。理论和实践都已表明，在移动车轮荷载作用下，路面结构内各点处于不同的应力应变状态如图1。

路面面层底部B点处于三向应力状态，车轮作用其上时，B点受到全拉应力作用，车轮驶过后应力方向改变，量值变小，并有剪应力产生。当车轮驶过一定距离后，B点则承受主压应力作用。B点应力随时间的变化曲线如图2所示。

图1 路面面层在车轮下的受力状态

图2 B点应力随时间的变化

路面表面上A点则相反，车轮驶近时受拉，车轮直接作用时受压，车轮驶过后又受拉。车轮驶过一次就使A，B点出现一次拉压应力循环。路面在整个使用过程中，长期处于应力(应变)重复循环变化的状态。由于路面材料的抗压强度远大于抗拉强度，而面层底部B点在车轮下所受的拉应力较之表面A点在车轮驶近或驶离后产生的拉应力要大得多，因此在荷载重复作用下路面裂缝通常从面层底部开始发生。路面疲劳设计大多数以面层底部拉应力或拉应变作为控制指标。

1 沥青混合料疲劳力学模型

沥青路面疲劳特性的研究方法可以分为两类。……