路基路面工程――材料特性课件.ppt

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1、材料特性10121459郑宗城市轨道工程本章的结构和重点一个中心两个特点三种材料四种主要参数2一个中心两个特点一个中心：材料特性两个特点：1：方法实验多2：经验公式较多三种材料：1：沥青以及沥青混合料2：粒状材料以及细粒土3：钢筋混凝土四种主要参数：回弹模量、动模量、疲劳特性、永久变形参数3材料特性的概念梳理回弹模量：就是用于弹性理论的弹性模量。若荷载比之于材料强度小得多，且重复作用许多次，每次荷载作用下的变形几乎完全可以恢复，而变形与荷载又呈正比，则可以看作是弹性的。动模量：动模量又分为动复合模量和动劲度模量。疲劳特性永久变形参数：随着交通荷载和胎压的增加，多数

2、永久变形出现在上层，而不是在土基。为了计算车辙深度，必须确定各层材料的永久变形参数。47.1回弹模量σd在无侧限压缩实验中为轴向应力，而在三轴压缩实验中为超过侧限压力的那部分轴力。会弹模量是非破损实验57.1.1加载波形竖向应力脉冲再考虑惯性和粘性作用后，应力脉冲时间与车速和深度有关6巴克斯达（Barksdale）马克林（Mclean）7注意：KENLAYER中采用的结果得到了脉冲时间较长的反向曲线，这和路面中的实际应力脉冲较为吻合。由于车速变化很大，且在设计阶段材料的深度也是未知的，为此建议采用历时为0.1S和间歇时间为0.9S的半正弦荷载。应该指出，荷载历时对

3、粒状材料的回弹模量影响很小，对细粒土视其含水量多少有一些影响，而对沥青材料影响很大。不清楚间歇时间有何影响，但可能影响不大。87.1.2设备9此为FHMA所推荐的实验装置。沥青混合料的回弹模量也可以用重复荷载间接拉伸试验确定。粒状材料和细粒土的回弹模量可用重复荷载的三轴试验确定。107.1.3粒状材料7.1.4细粒土AASHTO规定了对粒状材料和细粒土的回弹模量实验作了各种规定。试件的准备可用不同侧限压力和偏应力的不同组合完成。200次117.1.5沥青混合料本身的性质压缩实验和间接拉伸试验间接拉伸试验的优点是可以应用马歇尔试件，它很容易在实验室制备或从路面中钻取

4、。压缩实验回弹模量由式7.1确定。间接拉伸试件回弹模量用式7.2计算，荷载历时为0.1S，每隔3S加载一次。127.1.6各种实验之间的相互关系一地基土回弹模量的实验与土承载力的实验区别加州R值实验：加州承载比CBR实验德克萨斯三周实验分级分组指数13加州R值实验14加州CBR承载比实验是一种贯入实验。15德克萨斯三轴实验分级分组指数德克萨斯三轴实验是根据莫尔包络线的位置对土进行分级。分组指数：在AASHTO土的分类方法中，分组指数变化为0-20，该值随通过200号筛的百分数、塑性指数和液限而变化。16各种实验的关系图17其他的关系式除图7.10之外，MR、CBR

5、和R值还有其他相关的关系式。18二：热拌沥青结构层系数：AASHTO设计方法中，HMA，基层和底基层的质量用其结构层系数表示，这些相互关系图本来是用来确定结构层系数的，但是也可以用来确定回弹模量。马歇尔实验：直径102mm和高64mm的圆柱形试件，温度为60度和加载速率为每分钟51mm时进行。量测两个值：稳定度，即试件破坏时所需的荷载；流值，即破坏时的竖向变形。由于加载速率很快，稳定度就是粘聚力，流值就是内摩阻力。粘聚力仪器：测量HMA的粘聚力。1920三：基层未稳定基层沥青稳定基层21水泥稳定基层回弹模量与无侧限抗压强度的相互关系227.2沥青混合料的动模量7.

6、2.1动复合模量动复合模量和动劲度模量沥青混合料的回弹模量实验和复合模量试验的区别实数与虚数部绝对值来表示动模量。可用测定回弹模量同样的设备进行复合模量实验。动模量随着加载频率而变化，应选用与实际交通荷载最接近的频率进行试验，这样确定的动模量相当于设计用的回弹模量。237.2.2动劲度模量实验方法：类似于疲劳试验。三分点小梁实验，在三分点上施加半正弦重复荷载，荷载历时为0.1s,间歇为0.4s。2425与动模量的关系由于劲度模量随应力水平而变化，它不能在线弹性层状体系中用做动模量。为了得到E0和【E*】的相互关系，威茨克和鲁特根据17种不同沥青混合料和温度组合用两

7、种方法实验所得结果，进行了回顾分析，确定动模量所用荷载半正弦压缩荷载，对劲度模量为半正弦加载0.1s，间歇0.5s。回归公式是：267.2.3shell诺馍图和AI公式实验确定沥青混合料的动模量耗费时间，还需要专门的设备。最好的方法是根据沥青性质和集料的密度，用诺馍图和公式计算模量。Shell诺馍图有两个，第一个是根据温度、加载时间（加载频率）、沥青的某些性质来推断沥青的劲度模量。第二个诺馍图则根据沥青劲度模量、沥青含量和矿料的体积百分含量确定沥青混合料的劲度模量。27第一步沥青的性质t与f的关系28例题7.7从混合料中回收的沥青，25度时针入度为22，环球法软化

8、点为64度