1路表弯沉的理论分析
路表弯沉值是路面各结构层与路基变形之和，为研究路表弯沉值随路基回弹模量的变化趋势，路基回弹模量E0选用20、30、40、50、60、70、80、90、100MPa等9种情况，路面结构层的其他参数保持不变，进行路面结构力学对比分析，得到路表弯沉值伴随路基回弹模量的变化规律(见表2)。路基回弹模量从20MPa到100MPa的过程中，由表2可得到以下结论:①路表弯沉值降低了61.19%，路基顶面弯沉值降低了67.26%，同时可以看出路基顶面弯沉占路表弯沉的77%～92%，并且随着路基回弹模量的增大而对路表弯沉值影响减弱;②路基回弹模量越小对路表弯沉的影响越大，在路基回弹模量小于40MPa时，弯沉曲线较陡直，当回弹模量大于40MPa后，弯沉曲线逐渐平缓。
2面层剪应力的理论分析
在车轮横向力的反复作用下，沥青路面面层会产生剪应力。采用BISAR3.0软件，分析剪应力随路基回弹模量的变化规律。在路基回弹模量30MPa下，以单圆荷载中心处作为控制点，分析剪应力随深度及路基回弹模量变化的值(见表3)。由表3可知，路面最大剪应力出现在距路表6cm左右，最大剪应力约0.22MPa，当深度超过10cm后，最大剪应力随深度的增加而显著降低。当深度16cm时，剪应力已不足0.13MPa，此时，剪应力对路面结构的影响较小。路基回弹模量从20MPa到100MPa的过程中，面层深度6cm处剪应力增加了5.71%，深度9cm处剪应力增加了5.41%，深度15cm处剪应力增加了5.77%。路面剪应力随着路基回弹模量的增加而增加，但增加幅度比较平缓。由此可见，路基回弹模量对路面剪应力的影响较小。提高路基回弹模量并不能防止因剪应力造成的路面波浪、拥包、推挤等病害。
3面层压应力的理论分析
在距离双圆荷载中心15．975cm，即3/2半径处，面层底竖向应力取得最大值。通过选取不同的层位，分析深度对面层竖向应力的影响，并选取6，9，15cm三个层位进一步讨论面层竖向应力随基层模量的变化规律。计算结果见图2。由图2可以看出，面层内的竖向应力随着深度的增加而减少，路基回弹模量对面层内的压应力基本没有影响。
4基层底面拉应力的理论分析
对于半钢性基层沥青路面，无论层间滑动或连续，沥青面层大多处于受压区不起控制作用，基层底面拉应力在路面结构设计中起主要控制作用［5］，因此本文仅对半刚性基层层底拉应力进行分析。层底拉应力是造成路面结构层疲劳开裂的主要原因，沥青路面在使用期间经受交通荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复次数超过一定次数后，半刚性基层底拉应力或拉应变就会导致路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏。分析距双圆荷载中心0、0.5δ、1.0δ、1.5δ、2.0δ、2.5δ处，半刚性基层底面拉应力的大小，取路基回弹模量30MPa。由图3可知，基层底面的拉应力在双圆荷载中心处取得最大值。以此点为控制点，通过计算进一步讨论路基回弹模量对基层底面拉应力的影响，得到基层底面拉应力随路基回弹模量的变化规律，计算结果见图4所示。由图4可知，路基回弹模量从20MPa到100MPa的过程中:基层底面拉应力降低了31%左右，随着路基回弹模量的增大而对基层层底拉应力影响减弱。
5结语
利用基于弹性层状体系理论的BISAR3．0软件，以典型半刚性基层沥青路面结构方案为分析对象，研究了路基回弹模量变化对路表弯沉、面层内压应力与剪应力、基层底面拉应力等路面结构受力参数的影响。通过分析得出以下主要结论:①路基顶面变形占路表弯沉的80%～90%，并且随着路基回弹模量的增大而对路表弯沉值影响减弱，在路基回弹模量小于40MPa时，弯沉曲线较陡直，当回弹模量大于40MPa后，弯沉曲线逐渐平缓。因此，建议新建道路的路基回弹模量以不小于40MPa为宜。提高路基的回弹模量可以有效提高路面结构的承载能力。②路面最大剪应力出现在距路表6cm左右，当深度超过10cm后，最大剪应力随深度的增加而显著降低。路基回弹模量对面层压应力和剪应力影响比较小，因此由于路面剪应力和压应力造成的波浪、推挤、拥包、失稳性车辙等路面病害与路基回弹模量的关系不大。③路基回弹模量对基层层底拉应力明显，提高路基回弹模量可在一定程度上降低基层层底拉应力，延长道路使用寿命。
作者：苏红敏 单位：新疆交通规划勘察设计研究院
