强度是指材料达到极限状态或出现破坏状态时所能承受的最大应力（或荷载）。组成各路面结构层的混合料，往往具有较高的抗压强度，而抗拉或抗剪强度则较小，特别是在没有结合料或结合料黏结力较低时。因而，路面材料可能出现的强度破坏通常为：①因剪切应力过大而在材料层内部出现沿某一滑动面的滑移或相对变位；②因拉应力或弯拉应力过大而引起的断裂。因此，这里主要介绍材料的抗剪强度、抗拉强度和抗弯拉强度及其测试方法。另外，对评定松散颗粒材料承载能力的CBR指标的测试方法也做一简单介绍。
1.抗剪强度
抗剪强度为材料受剪切时的极限应力或最大应力。按Mohr-Coulumb强度理论，抗剪强度由两部分组成：其一是摩擦阻力部分，它同作用在剪切面上的法向应力成正比，与材料的内摩擦角有关；另一是同法向应力无关的黏结力部分，即
式中 c——材料的黏结力；
φ——材料的内摩阻角。
c和φ是表征材料抗剪强度的两个参数，可由三轴压缩试验确定，绘出摩尔圆和相应的包络线（图5-5）后，按式（5-9）的直线关系近似确定。这是一种传统的方法，目前多数研究机构仍采用这种方法确定材料的c值和φ值。三轴试验所用试件的直径应大于集料中最大粒径的4倍，试件高度和直径之比不应小于2。当集料最大粒径小于2.5 cm时，大多采用直径为10 cm、高为20 cm的试件。
图5-5 三轴试验确定c和φ值
另外，同济大学提出了一种新的方法——单轴贯入试验法，以测定沥青混合料的抗剪强度［1］。单轴贯入试验的原理是在一圆柱体试件上通过一直径小于试件直径（若r为压头直径，R为试件直径，则r/R=0.28）的圆形钢压头以1 mm/min的加载速率进行加压，从而模拟路面的实际受力状态（图5-6）。其中，试件用旋转压实仪成型，试件直径采用150 mm，高度为100 mm；压头直径为42 mm，标准试验温度为60℃，根据需要也可采用其他温度。试验过程中采集试件变形和所受压力的数据。
图5-6 路面及其单轴贯入简化模型
沥青混合料的抗剪强度按式（5-10）和式（5-11）计算。
式中 τ——抗剪强度，MPa；
σp——试件破坏时的竖向应力值，即贯入强度，MPa；
F——施加荷载极限值，kN；
A——钢压头横截面面积，mm2；
f——剪应力系数，f=0.35。
也可以采用直径为100 mm、高度为100 mm的试件，此时试验所用压头的直径为28 mm，剪应力系数f=0.339。
与三轴试验相比，单轴贯入试验能够更好地反映路面结构的受力状态，更好地辨别沥青和集料的作用。不过，单轴贯入试验不能直接得出材料的c值和φ值。当需要c值和φ值时，可以结合无侧限压缩试验，测出材料的抗压强度，并将其理解为侧向压力为零的三轴压缩试验；结合单轴贯入和单轴压缩的试验结果，可以得出材料的c值和φ值。有关该试验方法的详细介绍可参见文献［1］。(www.xing528.com)
2.抗拉强度
车辆紧急制动时，车轮后侧的路面将受到很大的径向应力；当气温骤降，面层收缩受下层的摩阻约束时，也会产生较大的拉应力。当材料的抗拉强度不足以抵抗上述荷载或非荷载应力时，面层便会出现断裂。
材料的抗拉强度主要由混合料中结合料的黏结力所提供，其大小可通过直接拉伸或间接拉伸试验，由所测得的应力-应变曲线上的最高应力或破坏应力值确定。直接拉伸试验是将混合料做成圆柱体试件，其两端用环氧树脂黏在金属盖帽上，通过安置在试件上的变形传感器，测定试件在各级拉应力下的应变值，如图5-7所示。间接拉伸试验，即劈裂试验，其测试方法较简单：将材料做成较矮的圆柱形试件（直径D，长度t），测试时沿着试件的直径方向，经试件两侧的垫条按一定速率施加压力，如图5-8所示，直到试件开裂破坏。抗拉强度由式（5-12）决定：
图5-7 直接拉伸试验示意
图5-8 劈裂试验示意
劈裂试验中试件两端用于传递荷载的垫条，对试件中的应力分布和极限荷载Pmax有显著影响。通常，取垫条宽为1.27 cm，由硬质橡皮或金属做成，其一面的弧度与试件相同。
3.抗弯拉强度
路面材料的抗弯拉强度，大多通过简支小梁弯曲试验评定。小梁截面一边的尺寸不小于混合料中集料最大粒径的4倍。根据材料组成情况，可做成以下三种小梁：
（1）5 cm×5 cm×24 cm，测试时支点的跨度为15 cm，可用于石灰（或水泥）稳定土和沥青砂的试验；
（2）10 cm×10 cm×40 cm，跨度为30 cm，用于最大粒径为25 mm的稳定类材料和中、细粒式沥青混合料的试验；
（3）15 cm×15 cm×55 cm，跨度为45 cm，用于最大粒径为35 mm的粗粒式沥青混合料、稳定类材料和水泥混凝土的试验。
通常采用三分点加荷，见图5-1（c）。材料的抗弯拉强度fr（MPa）按式（5-13）计算：
式中 P——破坏时总荷载，kN；
l——支点间距，m；
b，h——试件的宽度和高度，m。
试验时，可根据需要，同时测取材料的极限弯拉应变、弯拉回弹模量和形变模量。
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