[發(fā)明專利]一種水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110697439.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113343476A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武曉勇;張曉靜;王雄禮;張達(dá);劉彩霞;王秀梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武曉勇
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 胡澎

本發(fā)明涉及一種水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法，具體是采用浸水后的水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)力?應(yīng)變曲線，根據(jù)應(yīng)力?應(yīng)變曲線變化趨勢(shì)擬合不同階段函數(shù)，獲取不同階段水泥穩(wěn)定碎石理論計(jì)算系數(shù)，從而獲得浸水后水泥穩(wěn)定碎石損傷因子及半徑乘子特征值，最終構(gòu)建浸水后水泥穩(wěn)定碎石細(xì)觀損傷模型。本發(fā)明可以有效彌補(bǔ)通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估的不足，節(jié)省材料和時(shí)間，并大大提高了數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法適合水泥穩(wěn)定碎石浸水之后強(qiáng)度變化規(guī)律的分析，可以更好地指導(dǎo)道路施工建設(shè)，從而有利于提高道路的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種道路損傷評(píng)價(jià)方法，具體地說(shuō)是一種水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法。

背景技術(shù)

車輛在道路上行駛，需要道路提供支撐。道路的路面結(jié)構(gòu)由上至下分為面層、基層、底基層和墊層(圖5)。其中，面層是直接與車輛和大氣接觸的表面，直接承受行車荷載的垂直力、水平力，提供平整、耐磨、抗滑等性能。基層常用的材料是水泥穩(wěn)定碎石，以提供足夠的強(qiáng)度和剛度，用于承受通過(guò)面層傳遞的車輪垂直作用力，并將作用力擴(kuò)散到墊層和土基。底基層起次要的承重作用，其所用材料的強(qiáng)度要求比上部的基層材料略低一些。墊層并非在所有的路面結(jié)構(gòu)中都需要設(shè)置，只有在土基處于不良狀態(tài)的路段，才應(yīng)該設(shè)置。

道路建成后，隨著使用時(shí)間的推移，道路的面層開(kāi)始出現(xiàn)裂縫，位于其下部的基層就有可能受到面層滲水以及地下水的侵蝕。如果裂縫開(kāi)裂深度貫穿整個(gè)面層，路面上的積水就會(huì)順著裂縫進(jìn)入基層。在一些沿海城市，由于地下水位高，地下水會(huì)沿著道路墊層或沿著土基的縫隙進(jìn)入到道路的基層。基層長(zhǎng)期受到水的侵蝕后，石子與砂漿之間會(huì)產(chǎn)生離析，導(dǎo)致粘結(jié)力降低，石子與砂漿之間變松散，其材料的整體性就會(huì)受到破壞，使基層的整體強(qiáng)度相應(yīng)降低。在受到面層傳來(lái)的壓力后，在基層上就會(huì)逐漸形成裂紋，導(dǎo)致基層的整體強(qiáng)度逐步降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拐麄€(gè)道路的基層出現(xiàn)塌方，導(dǎo)致整體路面的局部沉降，造成道路的損壞。

道路的基層長(zhǎng)期受到水侵蝕后，石子與砂漿之間會(huì)產(chǎn)生離析，導(dǎo)致粘結(jié)力降低，石子與砂漿之間變松散，進(jìn)而造成水泥穩(wěn)定碎石層整體強(qiáng)度的降低。水泥穩(wěn)定碎石受到水侵蝕后，整體形態(tài)的變化，強(qiáng)度的變化，裂紋的規(guī)律等都是需要掌握的內(nèi)容，但卻鮮有研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法，以更好地指導(dǎo)道路施工建設(shè)，利于提高道路的使用壽命。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種水泥穩(wěn)定碎石基層浸水損傷的評(píng)估方法，包括以下步驟：

a、按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，制作一批水泥穩(wěn)定碎石標(biāo)準(zhǔn)試件，每三個(gè)試件為一組，各組試件在水中浸泡不同的時(shí)間，取出后，對(duì)試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，并獲取水泥穩(wěn)定碎石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；例如浸水時(shí)間設(shè)定為10天，20天和30天，然后對(duì)各組試件做單軸壓縮實(shí)驗(yàn)，求取每組三個(gè)試件的應(yīng)力-應(yīng)變的平均值，再對(duì)應(yīng)繪制出水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)力-應(yīng)變曲線；

b、根據(jù)步驟a所得的水泥穩(wěn)定碎石應(yīng)力-應(yīng)變曲線，依據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的線性/非線性變化趨勢(shì)(相切點(diǎn))，將曲線分為浸水階段與單軸壓縮階段，分別擬合兩個(gè)階段的應(yīng)力-應(yīng)變曲線函數(shù)；

c、根據(jù)步驟b，將浸水階段與單軸壓縮階段兩個(gè)曲線函數(shù)的結(jié)合點(diǎn)確定為特征點(diǎn)A點(diǎn)，采用求取極值方式，分別求取不同階段水泥穩(wěn)定碎石的理論計(jì)算系數(shù)與應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，將浸水階段與單軸壓縮階段這兩個(gè)階段試驗(yàn)所獲得的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)帶入對(duì)應(yīng)階段的計(jì)算公式，可以得出水泥穩(wěn)定碎石的理論計(jì)算系數(shù)；

d、根據(jù)步驟c所得的水泥穩(wěn)定碎石理論計(jì)算系數(shù)，可以求取浸水后水泥穩(wěn)定碎石的損傷因子D_w。

e、根據(jù)步驟d所得的浸水水泥穩(wěn)定碎石的損傷因子D_w，計(jì)算浸水后水泥穩(wěn)定碎石的半徑乘子特征值λ_w，應(yīng)用離散元軟件PFC，依據(jù)半徑乘子特征值λ_w和配合比，構(gòu)建水泥穩(wěn)定碎石的細(xì)觀損傷模型；