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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-05-03浏览：19次
摘要：本文主要对高等级公路沥青路面剪应力的分布规律、影响因素以及评价方法，进行了探讨与分析，并对剪应力的计算方法提供了合理建议。
关键词：高等级公路；沥青路面；剪应力；分布规律；评价
随着我国道路工程施工技术的不断发展与创新，我国高等级公路沥青路面研究方面也取得了前所未有的发展。据有关调查资料显示：长期以来，我国的道路工程施工技术人员虽说考虑到沥青路面出现的各种作用力，以及其可能出现的问题，但是却忽略了对公路沥青路面剪应力的分析。但是伴随我国沥青路面在其长期发展中出现的高轮压、超载以及多渠化等不良现象的发生，导致沥青路面出现了严重的裂缝以及重载高温时较严重的车轴等质量问题。因此，对公路沥青路面剪应力的研究，就成为了当前我国道路工程科研课题之一。
一、高等级公路沥青路面剪应力分析方法探析
施工技术人员为了能够更好的将我国的路面质量做到最好，有必要对公路路面在工作状态下的应力与应变进行深入分析研究。设计人员为了能够在设计中更好的弄清高等级公路沥青路面剪应力的分布规律，其将公路沥青路面的整体结构分成了3个层次，分别是：沥青面层、基层和路基。然后工程技术人员在对其进行整体性计算的时候，就会根据不同的层次，对剪应力采取不同的计算法，以期能够找到高等级公路沥青路面剪应力分布特点，然后在本质上，彻底性的保障公路的路面的安全。施工技术设计人员可以从道路表面的2厘米开始，每1厘米就进行一次间距选取，在水平方向上，按照每2厘米进行一次间距选取；我们在考虑荷载的对称性分布的过程中，可以适当采取以负荷点为圆心，以2个点的间距作为球体的半径进行负荷分析，从而计算出高等级公路沥青路面剪应力在均布荷载下的分布规律。荷载参数取值为：p＝0.7MPa，δ＝10.65cm，计算时分别考虑水平荷载和垂直荷载，水平系数f分别取0.1，0.3和0.5等。
二、高等级公路沥青路面剪应力分布规律探析
1.高等级公路沥青路面垂直方向最大剪应力分布规律。在对高等级公路沥青路面垂直方向最大剪应力分布规律，进行探讨分析的过程中，可以优先任意选取多个路段的公路路面，作为剪应力数据分析的重要参考，然后施工技术设计人员可以将水平力系数设定为常量（0.1、0.3以及0.5不等）进行合理的计算，从而在得出不同的水平力系数时最大剪应力的深度分布的具体情况。这种方法算出来的高等级公路沥青路面剪应力垂直方面的分布具有更佳的精准性，而且其取得的结果显示：对于同一路面结构，剪应力分布规律随水平力系数不同而变化较大；对同一水平系数，剪应力分布规律基本一致，与路面结构关系不大。
2.高等级公路沥青路面水平方向最大剪应力分布规律。在分析高等级公路沥青路面水平方向最大剪应力分布规律的时候，施工技术人员可以适当选取0.9δ作为该段路段的剪应力分布勘测点，为了最大程度的证实沥青层各个深处最大剪应力出现的位置是否具有一致性，其可以H＝27厘米和f＝0.3的路面结构，进行研究，H为沥青路的深度，f为水平力系数常量。下图就是不同深度剪应力水平方向上分布情况：
从中不难看出：在水平方向与垂直方向上分布的剪应力，更随着沥青层内的位置而发生变化，而在上部浅层处产生较大的剪应力，最大剪应力分布在靠近水平力方向的一侧荷载区域附近。
沿深度方向的剪应力分布规律表明，最大剪应力均出现在距路表面深度3cm以内，深度在3~8cm以内变应力分布较大，当深度大于10cm时，变化趋于平缓。路面变应力的大小还与轮载和路面丛坡、行车速度有关。重载交通下在大丛坡行驶速度慢，轴载越重，沥青面层及半刚性基层的路面剪应力越大；半刚性基层与沥青面层间模量比越大，界面剪应力越大，沥青层剪应力也越大。
三、高等级公路沥青路面剪应力评价方法探析
1.高等级公路沥青路面剪应力计算分析。由于现今各个高等级公路沥青路面剪应力τm出现的位置都是不同的，这使得工程设计人员在对公路剪应力进行系统性计算的时候，势必要事先通过路面结构计算程序得知。然后我们在根据这些数据参数进行整体性的比较，计算时，不能单单选择不利的参数进行数据参考，也不能都采用最有利数据进行计算，一定要平均的选择适当、规范化的数据进行计算。例如：我们可以选择一组长寿命的数据、一组最不利的数据以及一组最为常见普通的数据，组成一个群体，然后采取平均值的方法，对其进行最大范围的统筹，借以用来最大程度地保障计算的普遍性与通用性的目的。
2.高等级公路沥青路面剪应力验算分析。道路工程的监管人员在对高等级公路沥青路面剪应力，进行整体性验算的过程中，要根据路面结构的不同而采取不同验算的方法。另外，在进行高等级公路沥青路面剪应力验算分析的过程中，一定要将路面结构中的最大剪应力τm与沥青混合料的实际抗剪强度τd进行合理的验算，以期能够达到为高等级公路沥青路面提供最大安全保障的作用；与此同时，路面最大容许剪应力τm还要满足：
τm≤τd/K
式中：τm：路面最大容许剪应力；τd：沥青混合料实测的抗剪强度；
K：路面结构安全系数；其中K为常量，在不同的地带其取值也是不同的，例如：在平原式的高等级沥青路面其取值为1.1，而在丘陵与不稳定的坡道上取值一般为1.2。
结语
综上所述，我国的高等级公路沥青路面研究要想取得进一步的发展，有必要针对当前高等公路沥青路面的剪应力作用，进行合理的分析，完善高等级沥青路面设计理论，使路面结构寿命满足设计预期要求。在保障了路面使用寿命的同时，还促进了道路工程经济效益的增长，减少了路面的维修与返修经济损失。
参考文献
[1]林绣贤.关于沥青混凝土路面设计中抗剪指标的建议[J].公路,2004,(12).
[2]李峰,陈立山.沥青路面结构参数变化对结构特性的影响分析[J].中外公路,2005,(04).
[2]《公路沥青路面设计规范》TGD50-2006
《高等级公路沥青路面剪应力分析探讨》
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文章名称： 高等级公路沥青路面剪应力分析探讨
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