铺面工程学路面弯沉的变化

弯沉表征了路面结构的整体抗力，其影响因素较多，有路面结构、土基、水温状况和荷载条件等，变化机理也很复杂。与其他路面参数相比，人们对路面弯沉的衰变规律研究极少，几乎没有进行过系统研究。造成这种现象的原因主要是弯沉在时间和空间上的变异性较大，以致数值的变异性掩盖了数据自身的变化规律。

随着路面经受的荷载作用次数的增加，一方面，路面材料产生了疲劳效应，材料的模量随之降低；另一方面，路面出现了损坏，结构的完好性和整体性遭到了削弱和破坏。所以，从长期的观点来看，路面弯沉的增加应该是一种必然。但对于半刚性基层沥青路面而言，在路面使用初期，由于基层模量增长可能尚在继续，弯沉有可能表现出随时间的推移而减小的情况。图7-28给出了我国半刚性基层沥青路面弯沉的典型变化过程，弯沉在经过一个基层模量因龄期的增加而增加、从而导致弯沉减小的过程后（一般竣工后的第二年达到最小），随时间的推移而增大，但增大的速度逐渐减小。

图7-28　半刚性基层路面弯沉的变化［9］

路面弯沉的减小是因为半刚性材料龄期的影响，而不是结构变化的结果。所以，在考察路面弯沉变化的规律时，可以不考虑前期弯沉减小的过程，而主要关注弯沉在半刚性材料模量稳定之后的变化过程。

路面的弯沉在一年中随四季的变化而变化，这种变化因各地的气候状况的不同而有所差别，图7-29示意了这个变化过程。对于季节性冰冻地区，进入春季后，随着气温逐渐升高，路面中积聚的冰冻逐渐融化，路面材料的模量不断减小，导致路面弯沉的不断增大；若融化的水分不能及时排除，路面弯沉迅速增大，将对路面的整体抗力造成很大的影响，甚至产生翻浆损坏。之后，随着这些水分的逐渐排除，路面弯沉随之减小。进入夏季或雨季后，路面弯沉再次增大。进入秋季之后，路面弯沉逐渐减小。冬季，路面弯沉达到全年的最小值。对于非季节性冰冻地区，虽然没有春融季节，但弯沉的变化过程大体上还是类似的。

图7-29　一年中弯沉的变化(www.xing528.com)

就长期变化而言，弯沉的变化除受季节因素影响外，主要受路面材料的疲劳、结构的损坏和路面平衡湿度的影响。路面材料的疲劳效应是一个难以观测的参数，其变异性也较大。当路面的疲劳达到一定程度时，路面出现了损坏。因此可以说，疲劳效应的增加和路面损坏的增加在趋势上是一致的，路面的损坏状况在很大程度上反映了结构的疲劳效应。由于路面损坏状况是一个易观测的、变异性较小的、可靠的宏观参数，所以建立路面结构强度与路面损坏状况之间的关系应该是较为容易的。

路面弯沉的衰变是从其初始弯沉或稳定后的弯沉开始的。路面结构不同导致不仅初始弯沉不同，其后的衰变速率也不相同。经过比较，可以采用式（7-12）反映路面弯沉的变化［2，3］：

式中　l——路面弯沉；

l0——路面初始弯沉；

γ——待定参数，与路面结构组成有关，一般在1.02～1.10之间。