我国公路建设正处于蓬勃发展时期,但是各类自然灾害对已有公路影响比较严重,特别是山区公路的水毁灾害尤为突出,山区公路修建环境比较复杂,有些路基长时间受河流冲刷作用,容易坍塌,有些路基受暴雨、洪水等冲击作用,整个道路结构易发生水毁,不仅需要对水毁处进行修复,还要对水毁地区的生产、安全、经济进行评估。为了探索洪水对山区公路的作用机理并制定相应的防治措施,本文以辽宁省海城市及岫岩县山区二、三级公路为研究对象,通过试验获得道路各结构层材料的力学性能参数,以离散元软件PFC为主要工具,建立各结构层的三维模型,对其施加不同情况的洪水荷载来分析公路水毁的作用机理并提出相应的防治措施。首先,通过对实际公路结构层的调查研究,本文选用4层道路结构进行模拟计算,分别为4cm AC-10沥青混凝土上面层、5cm AC-16沥青混凝土下面层、30cm水泥稳定碎石基层及60cm土质路基。然后,对沥青混凝土面层材料进行矿料级配组成设计,通过马歇尔试验确定上面层、下面层最佳油石比分别为5.4%、4.9%。对水泥稳定材料进行配合比设计,通过土工标准击实试验确定最佳含水率为5.9%,最大干密度为2.294g/cm3,通过无侧限抗压强度试验获得力学性能曲线。采用界限含水率试验选择最佳路基填土,对其进行土的三轴压缩试验获得力学性能曲线。最后,使用PFC3D建立道路各结构层的数值模型,通过伺服机制使颗粒达到稳定状态,通过各结构层应力应变曲线对颗粒进行参数标定,建立流体模型,将山区道路水毁分为路基冲刷水毁和路面淹没水毁两种情况。通过模拟及数值分析的结果可以看出,在洪水冲刷路基初期,进入土体的水位会低于洪水水位,在洪水撤离路基时,土体内水位会高于路基土外部水位,此时内部水位的逐渐降低产生的动水压力是影响路基失稳的重要因素;在洪水淹没路面时,流速加快,洪水在褪去时会对路面作用巨大的纵向冲刷力,在模拟过程中可以看出,在4.8m/s流速时路面结构竖向位移可以达到78cm,随着洪水水位的升高,对道路结构层的破坏程度越来越严重。在洪水作用公路的过程中,基层与土基的受力情况是不同的,土基的压应力逐渐趋近于0,而基层竖向压应力逐渐转变为拉应力,基层水平方向会产生极限拉应力最大值为2MPa,会造成路面结构的初始裂缝,剪应力也是造成路面结构破坏的主要原因。针对洪水作用下路基路面的破坏过程与机理,提出了对公路水毁采用硬件防护措施与软件防护措施相结合的综合治理措施。