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摘要：本文针对莫桑比克国家各种公路典型结构、老路加铺结构进行沥青路面结构层内剪应力计算，验证荷载作用下沥青层内最大剪应力是否满足沥青混合料的容许剪应力以及加铺层层间抗剪要求，以供设计人员参考。
关键词：沥青路面；老路加铺；剪应力；力学计算
1引言
公路沥青路面结构设计主要采用力学经验法进行结构组合设计，且沥青层往往作为功能层主要依据经验确定。为分析标准荷载对莫桑比克沥青混凝土路面层内剪切力的影响，应用路面结构力学计算软件BISAR3.0 进行了剪应力计算分析，以探讨其影响规律。
2力学计算
2.1新建路面结构
采用BISAR3.0计算路面结构沥青层剪应力，荷载为双圆均布荷载，按标准轴载80KN计算，计算点位于双圆荷载中心向下，计算步骤如下所示：
（1）荷载设置
荷载方式采用双圆均布荷载，标准轴载80 kN，当量圆半径为9.95cm，两轮中心距为29.85cm。
（2）结构层和计算参数设置
参照我国沥青路面设计规范，设定相应计算参数。
（3）应力计算点位置设定
路面双圆荷载示意图如图1所示。
图3 沥青层剪应力随老路模量变化情况
从图3（a）可以看出：
（1）标准荷载作用下，路表面、沥青层底位置的剪应力随着老路模量的增大而逐渐减小，而距路表面2cm则随老路模量的增大变化不大。
（2）最大剪应力集中的位置为加铺层底部，即4cm沥青层层底剪应力最大，较易产生剪切破坏。
（3）当老路模量超过350MPa时，沥青加铺层层底最大剪应力满足容许剪应力0.397MPa的要求。
（4）因老路沥青层表面的老化、轮迹带沥青上浮，沥青层表面构造深度、粗糙度降低，加铺层和老路沥青层的层间容许剪应力将会进一步降低，要求的老路模量将会增加。建议施工加铺层前采取拉毛或铣刨等方式进行处理。
从图3（b）可以看出：
（1）标准荷载作用下，路表面的剪应力随着老路模量的增大而逐渐减小，而距路表面2cm和层底位置的剪应力均随老路模量的增大而增大，其原因是级配碎石层模量低引起的问题。
（2）最大剪应力集中的位置为加铺层底部，即4cm沥青层层底剪应力最大，较易产生剪切破坏。
（3）老路模量在100～600MPa时，沥青加铺层层底最大剪应力均大于容许剪应力0.397MPa。
从图3（c）可以看出：
（1）随着距路表面距离的增大，面层结构内的剪应力总体呈逐渐增大的趋势，最大剪应力集中在加铺层底部，即8cm沥青碎石层层底剪应力最大，较易产生剪切破坏。
（2）当老路模量超过150MPa时，沥青加铺层层底最大剪应力满足容许剪应力0.397MPa的要求。
3结论
采取BISAR3.0计算程序对莫桑比克项目的新建沥青路面结构和老路加铺结构进行剪应力计算得出如下结论：
（1）在80KN标准荷载作用下，新建路面结构沥青面层的剪应力均小于沥青层容许剪应力（60℃）0.397MPa，满足沥青路面抗剪要求。
（2）老路加铺路段，宜提出合理的老路路面结构模量，以满足加铺层抗剪要求。若单纯考虑抗剪要求，老路结构模量宜做如下要求：
1）4+老路的路面结构，老路结构模量建议在350MPa以上。
2）4+18+老路的路面结构，老路结构模量在100～600MPa时，沥青加铺层层底最大剪应力均大于容许剪应力0.397MPa，可以根据实际情况提出合理的模量值。
3）4+8+老路的路面结构，当老路模量超过150MPa时，沥青加铺层层底最大剪应力满足容许剪应力0.397MPa的要求，老路结构模量建议在200MPa以上。
（3）因老路沥青层表面轮迹带沥青上浮，构造深度、粗糙度降低，建议施工加铺层前进行拉毛或铣刨等处理。
（4）4+18+老路路面结构加铺层沥青层的剪应力随老路模量的增大而增大，其原因是级配碎石层模量低引起的问题。建议加强级配碎石的施工质量，级配碎石能形成良好的板体结构。
参考文献：
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论文作者:杨航
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/18
标签：应力论文; 老路论文; 沥青论文; 结构论文; 荷载论文; 路面论文; 莫桑比克论文; 《基层建设》2018年第2期论文;