[发明专利]一种模拟路面结构智能压实的模型试验方法

说明书

本发明公开了一种模拟路面结构智能压实的模型试验方法。模型试验方法主要分为模型试验装置和模型试验方法，模型试验装置包括组合式模型槽钢板、多功能加载装置、功能层、监测设备、信号采集及处理器等模块，可满足不同试验工况下模拟试验研究。其次试验方法主要包括以下步骤：1）安装模型试验装置，铺设功能层；2）将压实对象分层填筑铺平并压实，埋设数据采集装置，并将线沿模型装置引出；3）开启振动压路机同时开启加速度传感器，令振动压路机按照所需速度前进对土料进行压实并记录数值；4）对记录数据进行分析处理。本发明提供了一种模型试验装置及方法，实现了道路压实过程中室内模拟研究，对于压实质量的提升和评判具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于道路压实技术领域，具体涉及一种模拟路面结构智能压实的模型试验方法。

背景技术

21世纪以来，我国道路建设取得巨大成就，建设速度和建设规模迅速增长。截止2018年底，我国公路通车总里程将超过480万公里，稳居世界第一。同样，随着私家车的普及和重载交通比例的不断增加，交通流量日益增长，对道路建设质量提出了更高的要求，例如道路路基压实、路面的材料选择、施工工艺等。道路压实作为建设中关键的一环，需对其压实质量进行严格的把关和控制。

目前现场道路压实主要依赖于规范指标及工程经验值，但不同的地质条件和材料级配组成对压实质量的要求也不尽相同，对最优的压实质量和压实程度缺乏定量评价。其次，模型试验作为一种常规且有限的试验手段，能够通过在比例缩小或等比模型上进行相应的试验，获取相关数据及检查设计缺陷；目前路基路面结构压实在室内模拟试验装置方面的研究较少，对道路压实没有完善且合理的模型试验研究方法。

基于以上问题，对于在道路压实方式的模型试验研究较少，尤其缺乏对土体在模型试验压实过程中的应力及变形的分布规律的研究，而这恰好是影响土体压实质量的关键所在。

发明内容

本发明目的是为了解决道路结构压实过程在模型试验研究方面的不足，提出了一种模拟路面结构智能压实的模型试验方法。

一种模拟路面结构智能压实的模型试验方法，包括以下步骤：

步骤1：安装模型试验装置，并在模型试验装置内铺设功能层，所述功能层包括橡胶层和排水层；所述的模型试验装置包括组合式模型槽钢板、多功能加载装置、数据采集检测装置及控制器；

所述组合式模型槽钢板由包括底部钢板、设置在底板钢板前、后端的两个侧面面钢板、设置在所述底板钢板左右两侧的主面挡板；其中在所述组合式模型槽钢板的底部和四周侧面均铺设橡胶层；排水层设置在组合式模型槽钢板的底部；

步骤（2）将压实对象分层填筑铺平并压实在所述组合式模型槽钢板内，其中压实对象分层内埋设数据采集检测装置；

步骤（3）所述压实对象分层上铺设碾压土层；

步骤（4）多功能压实加载装置放置在所述碾压土层（6）上按照试验要求的速度对其进行碾压；

步骤（5）对记录数据进行分析处理。

本发明进一步改进在于，所述的组合式槽型钢板可为玻璃钢、高强度钢材或者其他材料，组合式钢板上设置有卡槽，钢板相互之间进行卡和、组装后拼成完整的模型槽；所述底部钢板的每侧均开设不同间距的凹形卡槽，其中侧面钢板和主面挡板均与对应的卡槽进行卡合拼接，使之成为四周封闭的模型槽，从而实现对侧钢板的间距可调。

本发明进一步改进在于，所述的压实对象分层是根据模型槽的深度进行分层压实，根据设计的模型槽深度进行每一压实层的厚度确定，提出分层压实设计指标：μ=κ×h，其中：μ为分层设计厚度值，κ为模型槽与实际现场工况的设计比，h为现场实际施工的分层厚度。

本发明进一步改进在于，所述的侧面钢板的高度和倾斜角度可调，两者相互配合可满足不同边坡支挡结构的路基土压实模拟。