近年来，国内沥青路面的损坏出现了一些新的现象和趋势，例如从路表向 下发展的表面开裂、沥青中面层失稳流动产生的车辙等等。虽然，这些损坏大 都发生在轮迹带上，表现出与荷载破坏的明显相关性，但是由于缺乏系统的调 查和有效的试验评价手段，人们对这些损坏的根本原因一直存有各种推测，难以 形成系统的损坏理论。鉴于此，本文从沥青路面的现场调查着手，进而通过力 学分析和剪切试验评价，试图阐述和揭示这种损坏的机理，并提出有效的混合 料设计方法，具体的主要研究内容如下： 1.通过对沥青路面现场调查和跟踪观测，本文归纳了几种主要与荷载剪切 相关的损坏现象：路表面裂缝、车辙和内部松散。这些损坏现象都出现在路面 的轮迹带附近，具有不同于以往道路病害的肇因及特征。 轮迹带的路表面裂缝(Top-down cracking)是一种与荷载剪切密切相关的裂 缝，由面层逐渐向下发展，一般竣工通车3-4年以后在轮迹带陆续出现。车辆荷 载造成的路面内剪应力超出材料的抗剪强度是开裂的主要原因。 本文的调查显示,车辙变形都是以压密、失稳车辙为主的。在表面层广泛使 用优质沥青的今天，表面层的厚度变形相对较小，而中面层(表面4cm以下) 出现的严重流动变形反映出剪应力破坏的严重性。 车辆荷载反复剪切的作用是促使路面沥青膜破裂，在水作用下而最终发生内 部松散的主要诱因。外界水的侵入，沥青膜剥落而向上迁移，集料颗粒丧失沥 青粘结而发生内部松散。 2.本文采用FWD和承载板对高速公路结构模量进行实测，并对华北地区 常用的7种路面典型结构进行了应力分析。分析表明：沥青层底面承受的并非 拉应力，而是压应力。沥青层内的最大剪应力在路表0～6cm内急剧增长到最大 值，说明剪切裂缝首先可能发生在更靠近路表的上部。而且，最大剪应力的位 置随着沥青层的加厚，逐渐移向沥青层中部。就目前普遍使用的结构来说，最 大剪应力的位置在路表下2～6cm附近，也就是沥青磨耗层和中面层的上部。另 一方面，非均布荷载的剪应力响应水平更高，因此超载越严重，非均布性越明 显，作用于路面的最大剪应力值也就更大，发生剪切破坏的可能性也越高。 3.本文首次采用了单轴贯入法测量了路面现场车辙的剪切强度。沥青路面 一般在压密变形和剪切流动变形后抗剪切强度会降低。 4.在影响路面剪切损坏众多因素中，超载和轮胎压力的不均匀是剪切破坏的 外因，沥青混凝土的抗剪切强度低是损坏的内因，温度和水等因素的复合作用 助长了剪切破坏的发生。 5.本文提出了基于荷载剪切损坏与变形的GTM(全称Gyratory Testing Machine)沥青混合料设计方法和混合料相应的性能检验标准；对GTM设计参数 的现场相关性进行了研究，车辙深度与GTM设计指标GSI、GSF表现出良好的 相关性；单轴贯入法与GTM剪切强度结果具有很高的相关性，二者可互为参考。 6.通过GTM实验，对混合料成型过程中体积参数和剪切强度关系、超载和 高温条件下混合料剪切强度的变化及不同压强、温度对混合料变形(或应变)的影 响进行了比较系统的试验分析。 7.通过双层组合沥青混合料GTM试验，本文从剪切强度角度分析了沥青层 厚度与混合料公称最大粒径的匹配关系、层间粘结层沥青洒布量对双层组合剪 切强度影响、摊铺方式(双层摊铺和单层摊铺)对结构层剪切强度影响。 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。 关键词：沥青路面，损坏分析，路面结构，剪应力，沥青混合料，设计方法， 单轴贯入，GTM