摘 要：道路修好后，在正常运营的情况下，运营时间往往低于设计年限就会发生破坏，造成这种现象的原因是实际施工和理论假设存在一定的差别；由于混凝土天生就会有很多缺陷，这些细小的微裂纹混泥土体中非常常见，为阻止这些细小裂纹在拉应力的作用下发生扩展，纤维混土路面是最近路面发展的一个新的方向，因其能有效的阻止微裂缝在拉应力状态下阻裂，从而提高普通水泥混凝土的力学性能，而且还能提高路面的耐久性。无论是普通混凝土路面的破坏机理还是纤维混凝土路面的阻裂机理，都很难用传统的固体力学的思路去解释，但断裂力学有别于传统的固体力学，能够科学的解释以上的问题。
关键词：阻裂机理；断裂力学；混凝土强度；路面耐久性
0 引言
断裂力学真正成为一门学科，也就是最近几十年的事。但断裂力学的出现，为固体力学注入了新的活力。虽然断裂力学现在还没有自己的一套理论体系，但这也不妨碍对其不断的探索。近几十年来，断裂力学依据弹性力学和弹塑性力学的理论，在线弹性断裂力学中取得了一些进展，但在弹塑性断裂力学中进展不大。断裂力学是带裂纹的固体力学，它与传统固体力学的区别是，在连续物资中多了一个自由边界。断裂力学对于诸如金属物理、冶金学、材料科学以及航空、机械、建筑和地震工程等各工程技术部门都产生了重大的影响。
1 基于断裂力学理论对传统路面假设的挑战
（一）理论路面特性及模型假设
（二）实际路面特性
在现实中，建成好的路面往往在低应力状态下就发生了开裂破坏，在汽车荷载的作用下产生的路面应力远远低于破坏应力（即：应力强度）。这是因为由于在修路面混凝土时，水泥浆会侵入到基层中，从而形成过渡层。过渡层将面层与基层连接起来，这样路面与基层之间就不是光滑基础，即与传统路面模型假设1与实际不符。
由于混凝土浇筑成型早期会有很大的收缩，为防止由于收缩产生的收缩裂纹，现今的施工工艺是在路面上设横向缝。一旦割缝后，两条横缝中间的板必定有向内收缩的趋势，为阻止板向内收缩，路面与基层定会产生剪力。如果面层与基层接触够牢固，由于变形协调原理，横缝在收缩产生的力作用下，裂缝会向基层扩展。同样，因为变形协调原理，但面层与基层接触不够牢固，不足以抵抗住由板收缩产生的剪力，那么面层与基层必定会产生一定的相对位移，当横缝与基层接触瞬间，面层与基层必定会脱离。如果面层与基层没有完全分离，又由于板的收缩产生的力与它相平衡的剪力会产生一个力矩，这个力矩通过面层与基层之间的粘结力与之平衡。由于界面上同时存在剪力和粘结力，这使得裂缝向基层延生。使基层破坏，以上两种情况都与传统路面模型假设2相违背。
如果由于板收缩使面层与基层有相对位移，并使面层与基层完全分离，由于过度层的存在，必定会在过渡层中产生无规则的裂纹，使得面层与基层的接触面有破损。这与传统路面模型假设3不相符。
2 基于断裂力学理论认清纤维砼的阻裂机理
纤维混凝土是路面发展的一个热门方向，由于纤维的作用，混凝土的断裂、疲劳特性和强度都将得到显著的改善。
为了弄清纤维在混凝土中的阻裂作用。在平面应力状态下，基于线弹性断裂力学原理的应力强度因子替加法（K叠加法），解释纤维在混凝土中的阻裂作用。K叠加法，纤维增强混凝土中的应力强度因子可以表示为：
K=K■-K■
（1）
其中，K■是素混凝土在应力作用下的应力强度因子，K■是纤维在混凝土中应力作用下的应力强度因子。
当裂纹在两条纤维之间并且纤维与混凝土完全链接时，纤维的作用可等效为锚固力。
当裂纹刚好穿过一根纤维时，利用K叠加法，K■将会减小应力作用下纤维混凝土的应力强度因子。在远场均布力作用下
K■=？滓■
（2）
式中：a为裂纹的半长。
考虑一根纤维作用下的情况，将纤维的作用等效为集中力P。纤维的应力强度因子K■为：
K■=K■■=P/■・■
（3）
式中，b-纤维离裂纹间断的距离，当裂纹刚穿过纤维的瞬间，b→0，则由式
（3），K■→∞。则式
（1）中的K→0。由此可看出，当裂纹刚穿过纤维的瞬间，纤维的阻裂作用非常明显。
当裂纹穿过一系列纤维时，如图2，K■可表示为：
K■ =■P■/■・■
（4）
由
（4）式可知，裂纹不仅穿过一根纤维时，纤维会有明显的阻裂效应，当裂纹穿过多条纤维是也具有同样的阻裂效应。
利用断裂力学应力强度因子K叠加法清楚的分析了。裂纹穿过纤维时，纤维是怎样起到阻裂效应的。
3 结语
道路在修筑的时候就会存在很多缺陷，会存在一些细小的微裂纹。传统固体力学的观点很难对道路结构进行正确的分析，断裂力学有别于传统的固体力学，其能够科学的解释实际道路所出现的一些问题，以及细小的纤维为什么能够起到阻裂的效果。利用断裂力学的知识去认识道路，对以后道路设计有很重要的帮助，同样也为道路发展提供正确的方向。
