利用有限元对沥青路面在荷载作用下的应力分布进行分析，研究其实际的受力状况，为研究冲剪试验的可行性打下基础。建立了 X6 m×Y8 m×Z6 m 的有限元模型，其中X 为道路横向方向，与车辆行驶方向垂直；Y 为道路深度方向，与XZ 平面垂直；Z 为道路纵向方向，与车辆行驶方向一致，如图3-1 所示，各结构层材料假定为各向同性，结构层厚为面层18 cm+基层50 cm+土基732 cm，参数取值如表2-2 所示。为了模拟实际的受力状况，荷载采用垂直荷载和水平荷载同时作用于路面表面。垂直荷载采用均匀荷载，应力大小为0.7 MPa，水平荷载参考相关资料[19]取垂直荷载的0.5 倍，即取0.5 的静摩擦系数，施加的荷载为静荷载，作用于模型上表面中心位置。边界条件为：除了路表面外，模型的其他各面均为固定约束。图 3-2 为施加荷载后路面结构层上表面受力云图，图3-3 为沿行车方向荷载边沿处等效应力的切片图，图3-4 为沿行车方向荷载中心处等效应力的切片图，图3-5 为荷载中心位置不同深度处沿行车方向各点的等效应力分布图（横轴0 点为图3-10 中z=0 位置），图3-6 为荷载中心不同深度处的受力图。

图3-1　路面结构有限元模型

图3-2　路面结构受力云图

图3-3　轮载边缘切片图（等效应力）

图3-4　轮载中心切片图(www.daowen.com)

图3-5　轮载中心沿行车方向Mises 应力图

图3-6　轮载中心应力随深度变化图

从图3-2 可以看出，最大的等效应力在轮载的边缘位置。从图3-3 和图3-4 可以看出，轮迹前边缘存在应力集中，当在急速刹车时会促进沥青混合料剪切变形。从图3-6 可以看出不管是等效应力还是最大剪应力，都在深度大约为0.05 m 位置达到最大，这与以前的研究成果一致。