1.一种沥青路面路基工作区深度计算模型的计算方法，所述计算模型为：式中：Z为沥青路面工作区深度m；Fmax为车轮最大荷载kN；β为荷载与X轴夹角°；ψ为冲击3

常数；γ0为路基土容重kN/cm ；k为容重比值和，k＝α1+α2+α3，α1,α2,α3分别为沥青面层，垫层和基层与路基土的容重比值，x为车辆荷载P在X轴方向的影响距离m；y为车辆荷载P在Y轴方向的影响距离m；

上述计算模型的推导步骤如下：

步骤1：路基应力求解；

步骤2：沥青路面路基工作区深度计算模型推导，其特征在于步骤1包括以下步骤：步骤1‑1：假设应力函数：假设，车辆荷载P在t时刻作用在a点，荷载对路基的最大影响范围是半径为R的圆，荷载沿随机的运动曲线从a点移动到d点；

a点受车辆荷载和自重作用，其组合的主应力最大，d点仅受自重作用，其组合的主应力最小，中间的组合应力间与两者之间，因此不作分析求解；

由于不同车辆车型、前后和左右轮距不同，前后车轮的接触面积也不同，车辆受到路面不平整度和货物分布不均匀的影响，导致了轮载分布不均匀；现假设在上述情况下，车辆荷载影响的有限区域内路基土和沥青层都保持不变，车辆的某个车轮最大值垂直作用在沥青路面上，其瞬时的作用简化为某个荷载垂直作用于半平面体路基边界上；

对于半平面体在边界上受集中力作用，采用弹性力学的半逆解法求解，根据量纲分析法，假设应力函数Φ式中：Φ为应力函数；ρ为极径m；为ρ与X轴夹角°； 为极坐标函数；

步骤1‑2：将应力函数代入相容方程求解常微分方程：将应力函数Φ代入极坐标相容方程(2)式中：Φ为应力函数；为ρ与X轴夹角°；ρ为极径m；

求解常微分方程

式中：ρ为极径m；为ρ与X轴夹角°； 为极坐标函数；

式中：A,B,C,D为常数；为ρ与X轴夹角，°； 为极坐标函数；

式中：σρ为径向应力MPa； 为环向应力MPa； 为切应力MPa；Φ为应力函数；ρ为极径m； 为ρ与X轴夹角°；C,D为常数；

步骤1‑3：选取隔离体建立平衡方程：考虑边界条件和原点周围小边界的应力边界条件，以o为圆心，ρ为半径，取隔离体oabc，考虑隔离体的平衡方程(6)，求得各应力分量的一般形式(7)式中：Fx为X轴方向的力kN；Fy为Y轴方向的力kN；Ma为o点力矩，kN×m；σρ为径向应力MPa；

为环向应力MPa； 为切应力MPa；ρ为极径m；为ρ与X轴夹角°；β为荷载与X轴夹角°；P车辆荷载kN，o为P车辆荷载作用点；

式中：σρ为径向应力MPa； 为环向应力MPa； 为切应力MPa；为ρ与X轴夹角°；β为荷载与X轴夹角°；ρ为极径m；P荷载kN；

步骤1‑4：求解应力分量：当车辆荷载与地面不垂直时，其应力分量采用(7)式的一般形式，当车辆荷载与地面垂直，此时取β为0，其应力分量采用(8)式，然后用坐标变换(9)式将极坐标下的应力分量向直角坐标变换，求得各应力分量(10)；

式中：σρ为径向应力MPa； 为环向应力MPa； 为切应力MPa；

为ρ与X轴夹角°；ρ为极径m；P荷载kN，

式中：σx为水平应力MPa；σy为竖向应力MPa；τxy为剪应力MPa；

为ρ与X轴夹角°；σρ为径向应力MPa； 为环向应力MPa； 为切应力MPa；

式中：σx为水平应力MPa；σy为竖向应力MPa；τxy为剪应力MPa； 为ρ与X轴夹角°；P荷载kN；x为车辆荷载P在X轴方向的影响距离m；y为车辆荷载P在Y轴方向的影响距离m。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面路基工作区深度计算模型的计算方法，其特征在于步骤2包括以下步骤：步骤2‑1：求解最大最小主应力一般形式：以普通四轮汽车为例进行沥青路面路基工作区公式的推导，依据半平面体在边界上受集中力作用的解答，其最大最小主应力如(11)式所示式中：σ1,2为最大和最小主应力MPa；σx为水平应力MPa；σy为竖向应力MPa；

τxy为剪应力MPa；

步骤2‑2：求解最大最小主应力方向向量：两个主应力的方向表达式如(12)和(13)式所示；在车辆行进过程中 ，轮下荷载产生的最大最小主应 力方向分 别为此时，最大的主应力σ1方向垂直路面，而最小主应力为水平方向，从车轮正下方到荷载影响范围边缘，最大最小主应力的方向相互垂直并逆时针旋转，直至荷载影响范围边缘车辆荷载产生的主应力消失式中： 为最大主应力方向向量；σx为水平应力MPa；σy为竖向应力MPa；τxy为剪应力MPa，式中： 为最小主应力方向向量；σx为水平应力MPa；σy为竖向应力MPa；τxy为剪应力MPa；

步骤2‑3：求解四轮汽车的最大主应力：假设四轮汽车车辆动荷载均匀分布到四个车轮中，将(14)和(15)式代入(10)式，求得最大主应力(16)式式中：P为荷载kN；m为车辆质量kg；g为重力加速度9.8N/kg；ψ为冲击常数ψ＝1+i                   (15)式中：ψ为冲击常数；i为冲击附加系数，取0‑0.45

式中：σ1为最大主应力MPa；m为质量kg；g为重力加速度9.8N/kg；ψ为冲击常数；x荷载P在X轴方向的影响距离m；y荷载P在Y轴方向的影响距离m；

步骤2‑4：求解四轮汽车的路基工作区深度：取(16)式最大主应力σ1达到路基自重应力σB(17)式的0.1‑0.2时的路基深度Z为路基工作区深度，如(18)式所示，

3 3

式中：σB为路基自重应力MPa；γ0为路基土容重kN/cm ；γ1为沥青面层容重kN/cm ；γ2

3 3

为沥青路面垫层容重kN/cm ；γ3为沥青路面基层容重kN/cm ；z0为沥青路面面层深度m；z1为沥青路面垫层深度m；z3为沥青路面基层深度；α1,α2,α3分别为沥青面层，垫层和基层与路基土的容重比值；Z为沥青路面工作区深度m式中：Z为沥青路面工作区深度m；m为车辆质量kg；g为重力加速度9.8N/kg，3

β为荷载与X轴夹角°；ψ为冲击常数；γ0为路基土容重,kN/cm ；k为容重比值和，k＝α1+α2+α3；α1,α2,α3分别为沥青面层，垫层和基层与路基土的容重比值，x为车辆荷载P在X轴方向的影响距离m；y为车辆荷载P在Y轴方向的影响距离m；

步骤2‑5：推导出沥青路面路基工作区深度计算模型：由于不同车型具有不同的自重和车轮数量，在路面不平整度的影响下，其产生动荷载不能以车轮均分；因此，其产生的最大路基工作区深度，以某个车轮最大荷载Fmax为准，沥青路面路基工作区深度计算模型如(19)式所示式中：Z为沥青路面工作区深度m；Fmax为车轮最大荷载kN；β为荷载与x轴夹角°；ψ为冲击3

常数；γ0为路基土容重kN/cm ；k为容重比值和，k＝α1+α2+α3，α1,α2,α3分别为沥青面层，垫层和基层与路基土的容重比值，x为车辆荷载P在X轴方向的影响距离m；y为车辆荷载P在Y轴方向的影响距离m。