粒料基層設(shè)計(jì)方法與永久變形控制指標(biāo)研究.pdf

1、限制粒料基層瀝青路面結(jié)構(gòu)的永久變形是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本要求，也是此類路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法普遍選取的一種損壞模式。本文主要針對(duì)粒料層的永久變形開展研究，目的是提出控制粒料層永久變形的設(shè)計(jì)指標(biāo)，并建立相應(yīng)的控制模型，主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先，選定141種典型路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行粒料層應(yīng)力水平分析，并對(duì)半剛性基層+粒料層倒裝結(jié)構(gòu)與粒料基層全柔性結(jié)構(gòu)兩種典型結(jié)構(gòu)43種組合進(jìn)行分析，對(duì)各結(jié)構(gòu)層厚度與模量變化對(duì)粒料層應(yīng)力水平影響進(jìn)行分析，

2、得到了各因素對(duì)粒料層應(yīng)力狀態(tài)的影響規(guī)律，提出了適宜的粒料層厚度范圍與下臥層模量要求;確定了粒料基層典型應(yīng)力水平σ1=100～250kPa，σ3=0～100kPa，主應(yīng)力比在σ1/σ3=1.2～7.9，主要分布在1.4～5.1之間，從而確定了動(dòng)態(tài)模量加載序列和永久變形試驗(yàn)加載條件。
　　第二，以動(dòng)態(tài)模量和CBR為級(jí)配碎石材料設(shè)計(jì)性能參數(shù)，研究了不同含水量、不同應(yīng)力狀態(tài)與不同壓實(shí)度對(duì)動(dòng)態(tài)模量的影響，得到了不同級(jí)配的影響規(guī)律以及不同層位

3、粒料層模量取值范圍;控制關(guān)鍵篩孔不同級(jí)配動(dòng)態(tài)模量與CBR的變化，對(duì)級(jí)配碎石級(jí)配組成進(jìn)行優(yōu)化，得到了關(guān)鍵篩孔控制通過率。采用貝雷法對(duì)級(jí)配參數(shù)進(jìn)行了嵌擠狀態(tài)判定，得到了骨架嵌擠狀態(tài)下CA的取值范圍。
　　第三，分析了主應(yīng)力比、圍壓、級(jí)配及含水量對(duì)永久變形特性的影響規(guī)律，永久變形在1000次加載時(shí)已基本形成，20000次以后變形累積非常緩慢;依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)M-E模型參數(shù)進(jìn)行了回歸分析，另外，重新構(gòu)建了基于應(yīng)力狀態(tài)的永久應(yīng)變預(yù)估模型，并提

4、出了含水量的調(diào)節(jié)系數(shù);
　　第四，論證了粒料層永久變形試驗(yàn)方案，采用30kPa、50kPa和70kPa三個(gè)圍壓，不同主應(yīng)力比作為應(yīng)力加載路徑永久變形試驗(yàn)。分析了不同應(yīng)力加載路徑下的永久變形特性，并利用非線性統(tǒng)計(jì)回歸和Perez，I.模型對(duì)試驗(yàn)曲線進(jìn)行了外延，確定以永久軸向應(yīng)變速率不大于1×10-5/10-3（每個(gè)加載周期）時(shí)，做為粒料的永久變形處于A-B區(qū)域邊界（安定限界）的判斷準(zhǔn)則。
　　最后，計(jì)算了162種典型路面結(jié)構(gòu)的

5、粒料層永久變形量，分析了各路面結(jié)構(gòu)層所占路面結(jié)構(gòu)總永久變形量的比例，擬定了6mm做為臨界永久變形量標(biāo)準(zhǔn)，確定室內(nèi)試驗(yàn)臨界永久應(yīng)變?yōu)?.03，調(diào)整了粒料層永久變形占總變形的比例。利用外延永久變形試驗(yàn)曲線，得到臨界塑性應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)荷載作用次數(shù)。
　　提出了以應(yīng)力比（垂直應(yīng)力與圍壓）作為控制粒料基層永久變形的設(shè)計(jì)指標(biāo)，建立了基于4.75mm關(guān)鍵篩孔的永久變形的控制模型。
　　本文以安定理論作為理論基礎(chǔ)，尋找粒料永久變形處于塑