粒料基層設計方法與永久變形控制指標研究.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)設計的一項基本要求，也是此類路面結(jié)構(gòu)設計方法普遍選取的一種損壞模式。本文主要針對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計指標，并建立相應的控制模型，主要工作包括以下幾個方面:
　　首先，選定141種典型路面結(jié)構(gòu)進行粒料層應力水平分析，并對半剛性基層+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種組合進行分析，對各結(jié)構(gòu)層厚度與模量變化對粒料層應力水平影響進行分析，

2、得到了各因素對粒料層應力狀態(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力水平σ1=100～250kPa，σ3=0～100kPa，主應力比在σ1/σ3=1.2～7.9，主要分布在1.4～5.1之間，從而確定了動態(tài)模量加載序列和永久變形試驗加載條件。
　　第二，以動態(tài)模量和CBR為級配碎石材料設計性能參數(shù)，研究了不同含水量、不同應力狀態(tài)與不同壓實度對動態(tài)模量的影響，得到了不同級配的影響規(guī)律以及不同層位

3、粒料層模量取值范圍;控制關鍵篩孔不同級配動態(tài)模量與CBR的變化，對級配碎石級配組成進行優(yōu)化，得到了關鍵篩孔控制通過率。采用貝雷法對級配參數(shù)進行了嵌擠狀態(tài)判定，得到了骨架嵌擠狀態(tài)下CA的取值范圍。
　　第三，分析了主應力比、圍壓、級配及含水量對永久變形特性的影響規(guī)律，永久變形在1000次加載時已基本形成，20000次以后變形累積非常緩慢;依據(jù)試驗結(jié)果對M-E模型參數(shù)進行了回歸分析，另外，重新構(gòu)建了基于應力狀態(tài)的永久應變預估模型，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方案，采用30kPa、50kPa和70kPa三個圍壓，不同主應力比作為應力加載路徑永久變形試驗。分析了不同應力加載路徑下的永久變形特性，并利用非線性統(tǒng)計回歸和Perez，I.模型對試驗曲線進行了外延，確定以永久軸向應變速率不大于1×10-5/10-3（每個加載周期）時，做為粒料的永久變形處于A-B區(qū)域邊界（安定限界）的判斷準則。
　　最后，計算了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準，確定室內(nèi)試驗臨界永久應變?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曲線，得到臨界塑性應變標準對應的標準荷載作用次數(shù)。
　　提出了以應力比（垂直應力與圍壓）作為控制粒料基層永久變形的設計指標，建立了基于4.75mm關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，尋找粒料永久變形處于塑