[发明专利]一种基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能控制方法

说明书

一种基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能控制方法，包括以下步骤：首先，根据试模体积、最大干密度和最佳含水率配制级配碎石混合料，拌匀后装入试模，采用轮碾仪对试模内的级配碎石混合料进行碾压，直至与试模同高，形成级配碎石试件；然后，将级配碎石试件连同试模放置于试验台上进行塑性变形试验，每隔10min记录一次塑性变形量；最后，利用基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能评价模型计算出PDI指标大小；并按高速、一级公路和二级公路分别制定级配碎石塑性变形性能控制标准。本发明试验过程操作容易，数据采集方便，能够更为合理地指导级配碎石的材料设计和施工质量控制。

技术领域

本发明属于公路工程领域，具体为一种基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能控制方法。

背景技术

级配碎石是一种取材容易、造价低廉的路用材料，早期常用于低等级公路的路面基层，目前也用于高等级公路的路面结构中，设置于沥青面层与半刚性基层之间。

级配碎石基层与半刚性基层一起形成组合式基层，起到过渡层作用，用以抑制半刚性基层收缩裂缝引起的沥青面层反射裂缝。级配碎石属颗粒材料，易产生塑性变形，其破坏也主要由塑性变形过大引起的，控制其变形是级配碎石应用的关键。目前仅采用加州承载比CBR值单一指标来控制级配碎石性能，但CBR值表征的是级配碎石抵抗局部荷载压入变形的能力，反映级配碎石的承载能力，难以合理对其变形性能进行评价和控制。因此需制定级配碎石塑性变形性能控制标准，用于指导材料设计和施工质量控制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能控制方法，以级配碎石塑性变形指数PDI为指标，简单、方便地对级配碎石的塑性变形性能作出定量评价，进而更为合理地指导级配碎石的材料设计和施工质量控制。

为了实现上述目的，本发明基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能控制方法包括：

首先，根据试模体积、最大干密度和最佳含水率配制级配碎石混合料，拌匀后装入试模，采用轮碾仪对试模内的级配碎石混合料进行碾压，直至与试模同高，形成级配碎石试件；

然后，将级配碎石试件连同试模放置于试验台上进行塑性变形试验，每隔10min记录一次塑性变形量，即记录第10min、20min、30min、40min、50min和60min的塑性变形量，分别记为d₁₀、d₂₀、d₃₀、d₄₀、d₅₀和d₆₀，其中d₁₀＝0；

最后，利用基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能评价模型计算出PDI大小；

所述基于PDI指标的级配碎石塑性变形性能评价模型以塑性变形指数PDI为评价指标，定义为级配碎石塑性变形曲线与荷载作用次数轴所围的面积，亦即级配碎石塑性变形曲线和时间轴所围面积与试验轮往返行走速度的乘积；近似梯形面积法的计算表达式如下：

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

式中：PDI为塑性变形指数,mm·次；

d₁₀、d₂₀、d₃₀、d₄₀、d₅₀、d₆₀为级配碎石分别在第10min、20min、30min、40min、50min、60min的塑性变形量；

Δt为塑性变形量记录间隔时间，min；

N_d为试验轮往返行走速度，次/min；