路基动力设计的目的在于控制路基填土因交通荷载引起过大变形而导致路面结构的破坏，同时保证土体结构本身不发生破坏。根据控制参数和设计侧重点的不同，路基动力设计方法有所不同。一般来说，动力设计方法主要有:动应变控制法、动应力控制法和动变形控制法。

动应变控制法是控制路基填土经过一定的交通轴载作用次数以后，路基的累积塑性应变不超过一个限定的值，此限定的值便是路基应变控制设计时的破坏标准。根据影响公路使用品质的因素分析，一方面是路基的变形超过一定数值引起路面的破坏，另一方面是路基自身的变形破坏。因此，路基的应变破坏标准可分为两大类:一类是从工程稳定性出发的路面所能承受的最大破坏应变;另一类是从土性结构变化出发的路基土破坏时所对应的应变。因此，控制应变的取值往往因不同的工程对象和目的而有较大差别。如Seed［176］等人在研究交通循环荷载对公路路基土强度和变形影响的工作中，提出将试样轴向累积塑性应变达到某一定值(例如5%)作为破坏标准;Lee等［177］利用两种灵敏性原状黏土进行循环动三轴试验研究，发现低灵敏性黏土在应变达到2%～3%，而高灵敏性黏土在应变达到4%～6%时会发生破坏，为求统一，他提出以单幅应变3%作为判断土体破坏的应变标准。Monismith和Long［178］建议普通沥青路面结构公路的路基顶面垂直压应变控制标准为200 με;还有一些学者根据各自的研究目的，则分别以1%、5%、10%，甚至是15%作为土体应变破坏的标准［179］。目前，关于破坏应变的具体取值尚无统一的规定，设计时究竟该选用何种应变参考值，或者说是否有更合理的应变破坏标准，需要做更深入的研究。

动应力控制法是以作用在路面下路基填土上的动应力不大于路基允许应力为控制条件，动应力控制法的基本出发点是汽车荷载通过路面传递给路基的动应力必须小于其允许应力。此允许应力即是路基应力控制设计时的破坏标准，又称动强度。所以该方法的主要内容是:①确定作用于路基顶面上的设计动应力。路基顶面设计动应力的确定应综合考虑荷载类型、路面不平度、路面路基结构类型及各层位填料性质和强度，可通过理论计算和现场实测得到;②确定路基填土的动强度。填土的动强度是指在给定的循环加载次数下，土体的累积塑性应变不超过某一允许的应变所能承受的最大应力。因此，动强度的确定仍是基于某个应变破坏标准基础之上的。从这点可以看出，采用同样的应变控制标准后的路基动应变设计和动应力设计是一致的。

动变形控制法是以在交通荷载作用下路基顶面的变形量不大于允许变形量为控制条件，此允许变形量就是路基动变形设计时的控制标准。动变形控制的目的是使车辆在公路使用年限末期仍保证运行安全性和舒适性，同时路基顶面产生的应变不会导致路面开裂，或塑性变形过大而降低路基使用寿命。路基顶面允许变形量与荷载类型、路面平整度以及公路结构各层位的强度和性质有关。我国《公路沥青路面设计规范》和《公路路面基层施工技术规范》中均给出了路基顶面的建议允许变形值的回归公式，以此来检验路基填筑质量是否合格。但这些规范是以路面结构设计和施工为重点，公式中均未考虑路面对荷载传递和分散作用，使得允许变形值偏大，不能作为路基动力设计时的控制标准。因此，本章结合规范［172］关于路面弯沉控制的思想，考虑公路各结构层相互作用和协调变形，建立基于动力分析法的路基顶面动变形控制标准及路基湿度和高度控制方法。

按照上述动力分析法的思路，首先要确定汽车动荷载参数。虽然本章6.2节给出了双轮荷载的分布形式及尺寸，但未考虑路面不平整引起的附加动荷载的作用。而公路结构动、静力学响应的差异主要是由路面不平整引起。因此，为了给出合理的路基高度及湿度控制值，需考虑路面不平整引起车辆附加动荷载的作用。现有的研究发现，一般高速公路路面不平度激励的主要能量集中在波长介于30～60m的区间内，根据文献［173］的研究，在此波长范围内，理论得到的冲击系数大约为0.2，综合各方面的考虑，本书取冲击系数为0.2。另外关于车辆轮胎接地面积方面，现有路面设计通常采用假定轴重提高使轮压增加而轮胎接地面积不变的分析方法来进行路面结构分析。这种方法显然与重载道路上超载重车辆通过使用高强轮胎和加大胎内压强来保证轴重的增加不致影响车辆正常行驶的实际状况是不相符的。由车辆构造原理可知，随着轴重的增加，轮胎接地面积也随之增加，但轮胎间距即荷载中心距离是不可能随超载程度的变化而改变的。基于上述考虑，本书引入比利时方法中的单轮载(kN)与轮胎接地面积(cm2)关系的经验公式:

另外，当车辆在路面上行驶时，车辆的振动频率是与行车速度相关的函数，路基土体任意一点所承受的荷载作用时间(荷载频率的倒数)与行车速度的关系可由图6-9表示。由于一般高速公路汽车的车速不会超过140 km/h，因此可利用如下经验公式［180］来确定本书计算过程中的振动圆频率:

图6-9　路基土体受力时间与行车速度的关系

按照上述分析，得到了考虑附加动荷载的汽车轴载计算参数如表6-2所示。

表6-2　标准轴载计算参数(www.daowen.com)

考虑路面路基协调变形条件的路基顶面允许动变形值可由下式确定:

式中:ld为允许动变形值(0.01mm);Ne为设计年限内一个车道累计当量轴次;Ac、As和Ab为与公路等级、结构层类型和性质有关的系数，可参考文献［172］确定;Aa是路基顶面动变形与路表面动变形幅值之比。通过大量计算发现，Aa的取值受路面结构组合的影响较大，受地基参数的影响较小，故本书称之为公路路面结构组合系数。

表6-3　典型结构参数

通过上述分析，本书以两种典型沥青路面结构为例获得其路基顶面动变形控制标准，公路各结构层参数见表6-3所示:

根据上述典型结构参数按照6.2节提出的传递-反射矩阵方法编制程序并进行计算，同时结合文献［172］关于交通荷载的分级，可得到不同交通等级下路基顶面动变形的设计值如表6-4所示:

表6-4　不同交通等级下路基顶面动变形设计值