土基與粒料匯報2011.6

1、 基于多指標(biāo)的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究基于多指標(biāo)的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究山東省交通科學(xué)研究所山東省交通科學(xué)研究所2011.62011.6研究背景與立題的意義半剛性基層由于具有較強(qiáng)的承載和荷載分布能力，路面的永久變形主要來源于瀝青面層。 而粒料柔性基層的永久變形除了來源于瀝青面層以外，還主要來源于粒料層和路基。美國各州公路工作者協(xié)會調(diào)查發(fā)現(xiàn)，粒料層和路基的永久變形可占整個路面結(jié)構(gòu)永久變形的一半以上，粒料層永久變形量占路面總永久變形量的59%，路表車轍9是由于路基的永久變形所造成的。我國主要采用表面彎沉設(shè)計指標(biāo)，但是彎沉設(shè)計指標(biāo)并不能完全控制粒料層和路基的永久變形。研究背景與立題的意義因此控制粒

2、料基層和土基的永久變形，是當(dāng)前路面設(shè)計中迫切需要解決的問題。 本課題作為交通運(yùn)輸部西部交通建設(shè)科技項目“基于多指標(biāo)的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究”專題之一，主要針對土基與粒料基層的永久變形開展研究，目的是提出控制土基與粒料基層永久變形的設(shè)計指標(biāo)，并建立相應(yīng)的控制模型，以便在路面設(shè)計中得到應(yīng)用。課題研究的總體思路選擇控制土基與粒料基層永久變形的設(shè)計指標(biāo)擬定損壞標(biāo)準(zhǔn)建立控制模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀路基頂面豎向壓應(yīng)變法是一種適應(yīng)設(shè)計使用的近似方法，目前已被很多國家所采用作為柔性路面的基本設(shè)計指標(biāo)。 其建立過程：一種以AASHO試驗路為基礎(chǔ)，進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)反算，建立臨界狀態(tài)下路基頂面壓應(yīng)變與荷載作用次數(shù)的回歸公式

3、；另一種是結(jié)合本土路面的實際損壞狀況，擬定損壞標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合路面結(jié)構(gòu)反算，建立土基頂面壓應(yīng)變控制模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀粒料基層的永久變形所取得的研究成果，除了建立粒料基層永久變形量的預(yù)估模型以外，其研究的理論基礎(chǔ)與方法大多是建立在安定理論基礎(chǔ)上的，但是粒料基層的永久變形僅處于理論和試驗研究階段，在各國的粒料基層瀝青路面設(shè)計方法中還沒有提出控制粒料基層永久變形的設(shè)計指標(biāo)與控制模型。 一、土基永久變形設(shè)計指標(biāo)與控制模型研究方案：（1）以AASHO試驗路為基礎(chǔ)，提出控制土基永久變形的土基頂面壓應(yīng)變設(shè)計指標(biāo)，以PSI=2.5時為損壞標(biāo)準(zhǔn)，建立控制模型。 （2）以我國1978年柔性路面設(shè)計規(guī)范為基礎(chǔ)，提出土基

4、頂面壓應(yīng)變設(shè)計指標(biāo)，并參照1978年規(guī)范彎沉調(diào)查時提出的路面損壞標(biāo)準(zhǔn)建立土基頂面壓應(yīng) 變 控制模型?；贏ASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型AASHO試驗路調(diào)研：不同車道路面結(jié)構(gòu)組合，不同車道運(yùn)行的車輛類型以及相應(yīng)的荷載作用次數(shù)，路面施工時所用原材料的基本性能參數(shù)；軸載換算：借助于AASHTO路面結(jié)構(gòu)設(shè)計法中的軸載換算系數(shù)，把AASHO試驗路不同路段車型的荷載作用次數(shù)換算為美國80kN標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次，然后再換算成我國標(biāo)準(zhǔn)軸載的荷載作用次數(shù)；基于AASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型材料參數(shù)的選?。菏紫冗M(jìn)行材料參數(shù)對土基頂面壓應(yīng)變的敏感性分析，只有土基模量的變化對土基頂面壓應(yīng)變數(shù)值影響較

5、大 。根據(jù)前一階段動態(tài)材料參數(shù)的研究成果并結(jié)合敏感性分析結(jié)果，選取的動態(tài)材料參數(shù)如下：基于AASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型不同路面結(jié)構(gòu)的土基頂面壓應(yīng)變計算：利用彈性層狀體系計算程序Basar3.0計算不同路面結(jié)構(gòu)的土基頂面壓應(yīng)變。每一種路面結(jié)構(gòu)對應(yīng)著一個土基頂面壓應(yīng)變計算結(jié)果和荷載作用次數(shù)。把土基頂面壓應(yīng)變計算結(jié)果與對應(yīng)的荷載作用次數(shù)按照冪指數(shù)形式進(jìn)行統(tǒng)計回歸?；贏ASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型統(tǒng)計回歸過程：基于AASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型2285. 021076. 0Nz得到基于AASHO試驗路的動態(tài)材料參數(shù)土基頂面壓應(yīng)變控制模型如下：7812. 02R基于AA

6、SHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型 同時進(jìn)行了路面靜態(tài)材料參數(shù)下的土基頂面壓應(yīng)變控制模型的建立，其建立過程與動態(tài)材料參數(shù)下的建立過程相同，不再詳述。僅列出選取的材料參數(shù)與回歸結(jié)果?；贏ASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型選取的材料參數(shù)基于AASHO試驗路的土基頂面壓應(yīng)變控制模型根據(jù)靜態(tài)材料參數(shù)下不同路面結(jié)構(gòu)的計算結(jié)根據(jù)靜態(tài)材料參數(shù)下不同路面結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果，以及相應(yīng)的荷載作用次數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計果，以及相應(yīng)的荷載作用次數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計回歸，得到路基土頂面壓應(yīng)變控制模型如下回歸，得到路基土頂面壓應(yīng)變控制模型如下：)6946. 0(1039. 122366. 02RNZ基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓

7、應(yīng)變控制模型的建立調(diào)研1978年常用柔性基層路面結(jié)構(gòu)1978年常用路面材料參數(shù)的調(diào)研擬定典型路面結(jié)構(gòu)計算各路面結(jié)構(gòu)的土基頂面壓應(yīng)變與表面理論彎沉值1978年彎沉綜合修正系數(shù)公式建立土基頂面壓應(yīng)變與表面彎沉修正值之間的回歸公式代入到1978年設(shè)計彎沉計算公式進(jìn)行推導(dǎo)建立土基頂面壓應(yīng)變控制模型基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立選取1978年規(guī)范作為研究基礎(chǔ)的原因： 我國1978年瀝青路面設(shè)計規(guī)范對路面結(jié)構(gòu)的使用狀況提出了明確的路面等級使用標(biāo)準(zhǔn)，并提出了明確的路面結(jié)構(gòu)損壞標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上建立了容許彎沉設(shè)計指標(biāo)的控制模型。因此為土基頂面壓應(yīng)變設(shè)計指標(biāo)控制模型的建立提供了明確的路面結(jié)構(gòu)損壞

8、標(biāo)準(zhǔn)。而后期規(guī)范主要是我國1978年規(guī)范的基礎(chǔ)上繼承與發(fā)展。因此我國的1978年柔性路面設(shè)計規(guī)范是后續(xù)各版本設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)。路面結(jié)構(gòu)的調(diào)研：兩種柔性基層路面結(jié)構(gòu)形式，16種路面結(jié)構(gòu)基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立路面材料參數(shù) 的選?。菏紫日{(diào)研了我國1978年柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范推薦的路面結(jié)構(gòu)材料參數(shù)；當(dāng)時主要是采用靜態(tài)材料參數(shù)，因此最后選取的路面結(jié)構(gòu)材料參數(shù)也為靜態(tài)材料參數(shù)，各個路面結(jié)構(gòu)層的材料參數(shù) 基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立計算方法： 對每一種路面結(jié)構(gòu)，把材料參數(shù)進(jìn)行排列組合，粒料基層路面結(jié)構(gòu)共有540種，

9、瀝青碎石路面結(jié)構(gòu)共有324種。利用彈性層狀體系計算程序basar3.0分別計算土基頂面壓應(yīng)變和面層雙輪系中心點(diǎn)處的理論彎沉值，計算結(jié)果共有864組數(shù)據(jù)?；?978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立彎沉修正： 利用我國1978年彎沉綜合修正系數(shù)公式： 對計算出的面層雙輪系中心點(diǎn)處的理論彎沉值進(jìn)行綜合修正，將理論彎沉值轉(zhuǎn)化為實際彎沉值，計算結(jié)果見報告。 基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立土基頂面壓應(yīng)變與表面彎沉修正值之間的回歸關(guān)系 ： 對土基頂面壓應(yīng)變與路表實測彎沉值共540組數(shù)據(jù)按照冪指數(shù)形式進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計回歸 ，得到土基頂面壓應(yīng)變與路表實際彎沉值之間的回歸關(guān)系式：基于1978年

10、設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立統(tǒng)計回歸過程：基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立土基頂面壓應(yīng)變控制模型的建立: 將我國1978年彎沉設(shè)計公式 代入到 得到包含粒料基層與底基層瀝青路面的土基頂面壓應(yīng)變控制模型如下 ：2 . 0/7 .13NlR基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立包含瀝青穩(wěn)定碎石基層與粒底基層的土基頂面壓應(yīng)變控制模型建立方法與此相同，不再詳述，只列出結(jié)果。282. 10287. 0lZ9178. 02R基于1978年設(shè)計規(guī)范的土基壓應(yīng)變控制模型的建立（含粒料底基層與瀝青碎石基層） 將我國1978年彎沉設(shè)計公式代入上述公式，得到土基頂面壓應(yīng)變設(shè)計公式如下

11、：2 . 0/7 .13NlR2564. 021030. 4NZ建立土基頂面壓應(yīng)變與路表實際彎沉值建立土基頂面壓應(yīng)變與路表實際彎沉值之間的回歸公式：之間的回歸公式：二、粒料基層永久變形設(shè)計指標(biāo)與控制模型研究的總體框架：理論基礎(chǔ)：安定理論研究手段：室內(nèi)重復(fù)荷載三軸試驗結(jié)果表現(xiàn)形式：選取彈性設(shè)計指標(biāo)，擬定損壞標(biāo)準(zhǔn)，建立控制模型，用于路面設(shè)計安定理論與路面設(shè)計的關(guān)系安定理論(Shakedown)是塑性理論的一個分支，探討結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下的不可回復(fù)響應(yīng)。 Werkmeister等實驗結(jié)果花崗閃長巖碎石粒料在不同重復(fù)偏應(yīng)力作用的花崗閃長巖碎石粒料在不同重復(fù)偏應(yīng)力作用的 軸向永久應(yīng)變（側(cè)限應(yīng)力軸向永久

12、應(yīng)變（側(cè)限應(yīng)力40kPa） 豎向回彈應(yīng)變隨作用次數(shù)的變化豎向回彈應(yīng)變隨作用次數(shù)的變化（花崗閃長巖，側(cè)限應(yīng)力（花崗閃長巖，側(cè)限應(yīng)力140kPa）Werkmeister等總結(jié)以上試驗結(jié)果和分析后認(rèn)為，粒料的永久變形性狀可以更恰當(dāng)?shù)胤譃槿N類型：（1）塑性安定（A區(qū)）：當(dāng)材料承受的荷載很小時會發(fā)生小量的塑性變形，但隨著荷載作用次數(shù)的增加塑形變形將穩(wěn)定在一個固定值，隨后結(jié)構(gòu)體的變形表現(xiàn)為回彈變形；（2）塑性蠕變（B區(qū)）：當(dāng)材料承受的荷載變大時結(jié)構(gòu)體會發(fā)生塑性變形，塑形變形隨著荷載作用次數(shù)的增加而逐漸變大，但塑性變形率（塑性變形與荷載作用次數(shù)的比值）會保持一恒定值；（3）增量性破壞（C區(qū)）。當(dāng)材料承受的

13、荷載很大時，結(jié)構(gòu)體會發(fā)生塑性變形并且塑性變形率隨荷載作用次數(shù)的增加而逐漸增加。安定理論在路面設(shè)計中的應(yīng)用在路面設(shè)計時，如果路面處于A區(qū)（塑性安定區(qū)），可以認(rèn)為路面結(jié)構(gòu)是安定的可以接受的；如果處于B區(qū)（塑性蠕變區(qū)），路面在一定的使用期內(nèi)是安全的，需要根據(jù)路面破壞準(zhǔn)則計算路面使用年限；如果處于C區(qū)（增量破壞區(qū)），這說明路面是不安全的，這在路面設(shè)計中是不允許的，且需要重新設(shè)計路面結(jié)構(gòu)。用安定理論指導(dǎo)粒料層的永久變形試驗(研究手段)粒料層的重復(fù)荷載三軸試驗實驗設(shè)備：UTM-100萬能材料綜合測試儀器級配碎石組成設(shè)計集料類型：石灰?guī)r軋制碎石，集料規(guī)格分別為0-5mm、5-10mm,10-20mm和20-

14、30mm四種。級配類型選用公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范JTG D50-2006中通常推薦的2號連續(xù)型級配范圍。篩孔尺寸（mm）合成級配1（通過率，%）合成級配2（通過率，%）規(guī)范級配范圍2-3cm：1-2 cm：0.5-1 cm：0.0-0.5cm=7:33:34:262-3cm：1-2 cm：0.5-1 cm：0.0-0.5cm=16:33:27:2431.599.598.910026.597.093.5901001987.379.175951680.071.5668813.273.865.259829.565.757.146714.7540.435.730552.3626.423.418401.1

15、819.317.113320.613.612.09250.39.68.56200.157.76.83130.0756.45.607合成級配（根據(jù)孔隙率不同選擇兩種）合成級配（根據(jù)孔隙率不同選擇兩種）級配曲線圖 級配碎石混合料的擊實結(jié)果級配碎石混合料的擊實結(jié)果 級配組成最佳含水量，%最大干密度g/cm32-3cm：1-2 cm：0.5-1 cm：0.0-0.5cm=7:33:34:265.682.2232-3cm：1-2 cm：0.5-1 cm：0.0-0.5cm=16:33:27:243.952.255試驗加載條件的確定力學(xué)分析模型（彈性層狀體系理論）x22zpyh1h2hn-1ER1, R1

16、ER2, R2ERn-1, Rn-1ER0, R0路面結(jié)構(gòu)類型1) 級配碎石上基層+半剛性基層/瀝青處治基層(+墊層)2) 半剛性基層/瀝青處治基層(AM/ATB)+級配碎石或砂礫/填隙碎石/未篩分碎石/天然砂礫底基層(+墊層)3) 級配碎石基層+粒料底基層(+墊層)具體計算中，共選出了141個瀝青路面結(jié)構(gòu)(實際工程結(jié)構(gòu)67個，各地區(qū)擬定的典型結(jié)構(gòu)74個)。試驗加載條件的計算結(jié)果 粒料基層內(nèi)的典型應(yīng)力水平為：1=100200kPa，3=050kP；在513組數(shù)據(jù)中，比例約占53%； 在粒料上基層及基層內(nèi)，主應(yīng)力比1/3在1.27.9之間變化，主要分布在1.45.1之間。在519組數(shù)據(jù)中，比例約

17、占89%。 試驗加載條件： 根據(jù)計算結(jié)果，每一種級配碎石加載圍壓均采用30kPa、50kPa和70kPa;可以滿足所計算圍壓的應(yīng)力范圍要求。 為了尋找安定區(qū)域（A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)）主應(yīng)力比分別選用7.06.56.05.55.04.54.03.53.0，依次按照由大到小的順序進(jìn)行試驗 。實驗試件尺寸、制備試件尺寸：直徑100mm，高度200mm的圓柱體試件試件的室內(nèi)制備：振動成型方法實驗參數(shù)設(shè)置加載波形：半正弦波，加載時間 0.1 秒，間歇時間0.9秒; 加載次數(shù)：10萬次（一個試件需要27小時46分鐘） 考慮到數(shù)據(jù)文件的大小和數(shù)據(jù)處理時的方便性，每5秒鐘采集一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，在5次重復(fù)荷載間歇期的末尾

18、處進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這樣可以采集2萬個數(shù)據(jù)點(diǎn) 。實驗數(shù)據(jù)的采集實驗數(shù)據(jù)的采集 實際采集的永久變形數(shù)據(jù) 截取的荷載作用時間從60s至65s的實際豎向位移波形曲線，數(shù)據(jù)采集頻率為每0.001s采集一個數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，每整秒采集的數(shù)據(jù)均為永久變形數(shù)據(jù)，因此頻率為每5秒采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)也為永久變形數(shù)據(jù)。粒料重復(fù)荷載三軸試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理粒料重復(fù)荷載三軸試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 對于每一種級配，加載圍壓均采用30kPa、50kPa和70kPa三種類型，在每一種圍壓下，又采用不同的應(yīng)力加載路徑（小于最大臨界應(yīng)力比范圍內(nèi)）進(jìn)行試驗。試驗試件個數(shù)共為102個。并按照3個平行試件試驗結(jié)果的相近程度以及試驗曲線的發(fā)展趨勢

19、是否具有合理性為原則，對試驗結(jié)果的合理性與有效性進(jìn)行了評價 。 在進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理時，把荷載作用的前100次試驗數(shù)據(jù)舍棄，同時根據(jù)試驗結(jié)果的評價，把試驗結(jié)果不合理試件的試驗數(shù)據(jù)剔除，然后把試驗結(jié)果有效試件的試驗數(shù)據(jù)取平均值作為每一個應(yīng)力比下的最終試驗結(jié)果。實驗結(jié)果分析實驗結(jié)果分析 (最大臨界應(yīng)力比確定，即尋找C區(qū))（以級配以級配1作用圍壓作用圍壓50kPa為例）為例）在圍壓50kPa和主應(yīng)力比5.5作用下的永久變形曲線 說明在圍壓說明在圍壓50kPa下的應(yīng)力加載路徑中下的應(yīng)力加載路徑中，主應(yīng)力比，主應(yīng)力比5.5為最為最大臨界應(yīng)力比，對應(yīng)大臨界應(yīng)力比，對應(yīng)著安定理論中的著安定理論中的C區(qū)區(qū)，即增

20、量性破壞階段，即增量性破壞階段，這是不允許出現(xiàn)的，這是不允許出現(xiàn)的情況，實驗必須在應(yīng)情況，實驗必須在應(yīng)力比小于力比小于5.5的情況的情況下進(jìn)行下進(jìn)行圍壓圍壓50kPa50kPa主應(yīng)力比小于主應(yīng)力比小于5.55.5時不同應(yīng)力時不同應(yīng)力比下的永久變形曲線（比下的永久變形曲線（C C區(qū)以下的實驗區(qū)以下的實驗結(jié)果）結(jié)果）粒料永久變形隨荷載作用次數(shù)的變粒料永久變形隨荷載作用次數(shù)的變化關(guān)系曲線化關(guān)系曲線說明對于同一級說明對于同一級配，同一圍壓作配，同一圍壓作用下，主應(yīng)力比用下，主應(yīng)力比越大，永久變形越大，永久變形也就越大也就越大永久變形應(yīng)變速率發(fā)展規(guī)律分析永久變形應(yīng)變速率發(fā)展規(guī)律分析 （50kPa50kP

21、a為例）為例）應(yīng)變速率與荷載作用次數(shù)關(guān)系曲線（對數(shù)坐標(biāo)刻度） 說明主應(yīng)力說明主應(yīng)力比越大，永比越大，永久變形速率久變形速率也越大也越大 根據(jù)上圖得出結(jié)論：隨著主應(yīng)力比的根據(jù)上圖得出結(jié)論：隨著主應(yīng)力比的增大，豎向永久變速率也越大；同時荷增大，豎向永久變速率也越大；同時荷載作用次數(shù)的增加，永久應(yīng)變速率均減載作用次數(shù)的增加，永久應(yīng)變速率均減小，但是不同主應(yīng)力比作用下的永久應(yīng)小，但是不同主應(yīng)力比作用下的永久應(yīng)變速率減小的快慢不同，主應(yīng)力比越小，變速率減小的快慢不同，主應(yīng)力比越小，永久應(yīng)變速率減小的速度越快，很快達(dá)永久應(yīng)變速率減小的速度越快，很快達(dá)到永久變形的穩(wěn)定狀態(tài)；相反，如果主到永久變形的穩(wěn)定狀態(tài)；

22、相反，如果主應(yīng)力比越大，永久應(yīng)變速率減小的速度應(yīng)力比越大，永久應(yīng)變速率減小的速度越慢。越慢。不足之處在于：在試驗曲線中無法分別出安定理論中的A區(qū)、B區(qū)?；诎捕ɡ碚摰挠谰米冃卧O(shè)計指標(biāo)與控制模型建立過程 永久變形試驗的最大加載次數(shù)為永久變形試驗的最大加載次數(shù)為1010萬次萬次，與路面實際中的荷載作用次數(shù)并不相符。，與路面實際中的荷載作用次數(shù)并不相符。由于實際加載次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基層承受的荷載由于實際加載次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基層承受的荷載作用次數(shù)，為了探討各永久變形曲線的發(fā)展作用次數(shù)，為了探討各永久變形曲線的發(fā)展趨勢，就必須采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計回歸方法，將實趨勢，就必須采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計回歸方法，將實驗曲線進(jìn)行外延，在此基

23、礎(chǔ)上選定設(shè)計指標(biāo)驗曲線進(jìn)行外延，在此基礎(chǔ)上選定設(shè)計指標(biāo)，建立控制粒料基層永久變形的控制模型。，建立控制粒料基層永久變形的控制模型。試驗曲線外延性驗證擬合曲線的發(fā)展趨勢與現(xiàn)實情況是否一致，還有待進(jìn)一步驗證，也就是說，有必要進(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10萬次加載次數(shù)的試驗以判斷在加載次數(shù)加大的情況下是否可以區(qū)分出A區(qū)和B區(qū) 。為此，進(jìn)行了加載100萬次的試驗嘗試（限于試驗條件，只能加載到100萬次），以便驗證在10萬次加載條件下對試驗曲線統(tǒng)計回歸和外延的可能性。驗證試驗采用級配1，應(yīng)力加載路徑為圍壓30kPa、主應(yīng)力比6.0，加載次數(shù)100萬次，共歷時12天 試驗曲線外延性驗證結(jié)果（曲線發(fā)展規(guī)律）試驗曲線外延性

24、驗證結(jié)果 根據(jù)上述圖形可以看出，即使加載到100萬次，雖然永久應(yīng)變速率在減小，也就是說粒料永久變形量的增加幅度在減小，但粒料的永久變形絕對量仍然在增加，并未因加載次數(shù)的增加而發(fā)生破壞，同時也無法判斷處于安定狀態(tài)時的A區(qū)和B區(qū)。曲線發(fā)展變化規(guī)律與10萬次加載所得曲線發(fā)展規(guī)律相同。從而證明，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計回歸方法，對加載次數(shù)為10萬次的試驗結(jié)果進(jìn)行外延以了解曲線發(fā)展變化趨勢的方法在實踐上是可行的。永久變形曲線擬合 擬合公式形式：Perez，I.等的安定理論模型 ：Perez，I.等的模型由累計軸向永久應(yīng)變、荷載作用次數(shù)N和主應(yīng)力與圍壓應(yīng)力之比組成，公式形式如下：)exp1)(ENBpDCNAN231

25、1aaA2311bbB2311ccC2311ddD2311eeE曲線擬合結(jié)果（級配1 圍壓30kPa，主應(yīng)力比5.0為例） 由該圖可以由該圖可以看出，擬合的看出，擬合的曲線和試驗數(shù)曲線和試驗數(shù)據(jù)幾乎完全重?fù)?jù)幾乎完全重合。合。曲線擬合結(jié)果（級配1，圍壓30kPa）曲線擬合的相關(guān)系數(shù)較高，均在曲線擬合的相關(guān)系數(shù)較高，均在0.900.90以上，證明以上，證明利用所擬合的曲線況進(jìn)行外延在理論上是可行的。利用所擬合的曲線況進(jìn)行外延在理論上是可行的。損壞標(biāo)準(zhǔn)的建立選定設(shè)計指標(biāo)建立控制模型必須有損壞標(biāo)準(zhǔn)，采用兩種方案：應(yīng)變速率標(biāo)準(zhǔn)：Werkmeister 提出了當(dāng)應(yīng)變速率為110-5，此時處于安定理論的A區(qū)

26、與B區(qū)的分界線，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，此時路面結(jié)構(gòu)處于最安全的狀態(tài)，此標(biāo)準(zhǔn)較為理想。永久變形損壞標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)路面基層永久變形量的計算結(jié)果，擬定臨界永久變形量，不足之處在于此結(jié)果主觀性較大。應(yīng)變速率標(biāo)準(zhǔn)Werkmeister的實驗結(jié)果是當(dāng)應(yīng)變速率為110-5時，荷載作用次數(shù)均在1萬次左右，本研究的實驗結(jié)果卻在幾百次左右，兩者達(dá)到同一應(yīng)變速率損壞標(biāo)準(zhǔn)的荷載作用次數(shù)差別較大，相差兩個數(shù)量級。其原因在于采用的實驗條件差別較大，導(dǎo)致所得實驗結(jié)果不同，因此此標(biāo)準(zhǔn)舍棄。決定采用臨界永久變形量標(biāo)準(zhǔn)。路面實際臨界永久變形量標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)國內(nèi)外已建高速公路、一級、二級及二級以下公路資料的調(diào)研，擬定了162種典型路面結(jié)構(gòu)，這

27、些結(jié)構(gòu)基本上涵蓋了所有常見的粒料基層瀝青路面結(jié)構(gòu)。然后利用經(jīng)過標(biāo)定的2008年版美國力學(xué)-經(jīng)驗設(shè)計法中粒料層的永久變形量預(yù)估模型和分層應(yīng)變總和法計算粒料基層在我國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)下的永久變形量（因為設(shè)計軸載的不同，涉及到荷載作用次數(shù)的換算問題，）。美國力學(xué)美國力學(xué)- -經(jīng)驗設(shè)計法中粒料層的經(jīng)驗設(shè)計法中粒料層的永久變形量預(yù)估模型永久變形量預(yù)估模型)(0GB)()(NrvpeN22015. 0)10(09eercW017638. 061119. 0log199)10(189285. 410不同路面結(jié)構(gòu)粒料層的永久不同路面結(jié)構(gòu)粒料層的永久變形量計算結(jié)果變形量計算結(jié)果 因為共有162種路面結(jié)構(gòu)，所以共有162個粒料基層永久變形