[發明專利]一種基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能控制方法

有效

• 申請號: 201810009061.2
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108318323B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 陳忠達;徐貴;林君陽;徐志榮;高海軍;董丁明;李振川;陳峙峰;吳永軍;王偉;班攀攀;彭波
• 申請（專利權）人: 長安大學;延安公路管理局;河南宏盛工程監理有限公司;周口市公路勘察設計院
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能控制方法，包括以下步驟：首先，根據試模體積、最大干密度和最佳含水率配制級配碎石混合料，拌勻后裝入試模，采用輪碾儀對試模內的級配碎石混合料進行碾壓，直至與試模同高，形成級配碎石試件；然后，將級配碎石試件連同試模放置于試驗臺上進行塑性變形試驗，每隔10min記錄一次塑性變形量；最后，利用基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能評價模型計算出PDI指標大小；并按高速、一級公路和二級公路分別制定級配碎石塑性變形性能控制標準。本發明試驗過程操作容易，數據采集方便，能夠更為合理地指導級配碎石的材料設計和施工質量控制。

技術領域

本發明屬于公路工程領域，具體為一種基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能控制方法。

背景技術

級配碎石是一種取材容易、造價低廉的路用材料，早期常用于低等級公路的路面基層，目前也用于高等級公路的路面結構中，設置于瀝青面層與半剛性基層之間。

級配碎石基層與半剛性基層一起形成組合式基層，起到過渡層作用，用以抑制半剛性基層收縮裂縫引起的瀝青面層反射裂縫。級配碎石屬顆粒材料，易產生塑性變形，其破壞也主要由塑性變形過大引起的，控制其變形是級配碎石應用的關鍵。目前僅采用加州承載比CBR值單一指標來控制級配碎石性能，但CBR值表征的是級配碎石抵抗局部荷載壓入變形的能力，反映級配碎石的承載能力，難以合理對其變形性能進行評價和控制。因此需制定級配碎石塑性變形性能控制標準，用于指導材料設計和施工質量控制。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能控制方法，以級配碎石塑性變形指數PDI為指標，簡單、方便地對級配碎石的塑性變形性能作出定量評價，進而更為合理地指導級配碎石的材料設計和施工質量控制。

為了實現上述目的，本發明基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能控制方法包括：

首先，根據試模體積、最大干密度和最佳含水率配制級配碎石混合料，拌勻后裝入試模，采用輪碾儀對試模內的級配碎石混合料進行碾壓，直至與試模同高，形成級配碎石試件；

然后，將級配碎石試件連同試模放置于試驗臺上進行塑性變形試驗，每隔10min記錄一次塑性變形量，即記錄第10min、20min、30min、40min、50min和60min的塑性變形量，分別記為d₁₀、d₂₀、d₃₀、d₄₀、d₅₀和d₆₀，其中d₁₀＝0；

最后，利用基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能評價模型計算出PDI大小；

所述基于PDI指標的級配碎石塑性變形性能評價模型以塑性變形指數PDI為評價指標，定義為級配碎石塑性變形曲線與荷載作用次數軸所圍的面積，亦即級配碎石塑性變形曲線和時間軸所圍面積與試驗輪往返行走速度的乘積；近似梯形面積法的計算表達式如下：

PDI＝(d₁₀/2+d₂₀+d₃₀+d₄₀+d₅₀+d₆₀/2)×Δt×N_d (1)

式中：PDI為塑性變形指數,mm·次；

d₁₀、d₂₀、d₃₀、d₄₀、d₅₀、d₆₀為級配碎石分別在第10min、20min、30min、40min、50min、60min的塑性變形量；

Δt為塑性變形量記錄間隔時間，min；

N_d為試驗輪往返行走速度，次/min；