[发明专利]考虑路基黏弹性质的路基顶面当量回弹模量快速确定方法

说明书

本发明公开了一种考虑路基黏弹性质的路基顶面当量回弹模量快速确定方法，具体为：根据设计的行车速度确定路基速度折减系数；实测路基的位置A处实际所受循环偏应力σ_d和围压σ₃，确定路床处的平衡湿度；在路基结构的实际压实度、平衡湿度、循环偏应力和围压下进行动三轴试验，拟合得到模型参数，从而根据路基土的回弹模量预估模型得到平衡湿度下路基当量回弹模量；路基速度折减系数与平衡湿度下路基当量回弹模量的乘积，即获得考虑路基粘弹性质的平衡湿度状态下的路基顶面当量回弹模量。本发明易操作，更接近路基的真实情况，实现了湿热环境下现役路基顶面当量回弹模量的有效预估，提高现役路基性能预测水平，为道路养护决策提供可靠依据。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，涉及一种考虑路基黏弹性质的路基顶面当量回弹模量快速确定方法。

背景技术

路基结构承受由路面传递下来的交通动荷载作用，不同深度下路基土所受到的动荷载大小不同，而不同的动荷载大小对路基土的回弹模量影响程度不同。在移动荷载的作用下，还会造成路基内动荷载的作用时长不同，不同加载时长下路基土的回弹模量不同。同时，不同深度下路基土所承受的上覆压力不同，导致所受围压大小不同，而不同的围压也会影响路基土的回弹模量。路基结构还承受复杂的环境因素的影响，在环境作用下，路基内部含水率随时间发生改变，在运营期内，路基逐渐湿化。因此，路基内各点的竖向动荷载、动荷载加载时长、围压状态、湿度均不一样，导致了路基内每点的回弹模量不一样，而回弹模量又会影响动荷载的传播，湿度影响上覆压力和围压的变化，而上覆压力又影响湿度场的分布，路基内部存在模量-应力-湿度相互耦合作用的关系。

路基土回弹模量仅能代表路基顶面某一点的回弹模量值，路基顶面当量回弹模量为路基结构回弹模量的等效值；目前，鲜有对行车动荷载作用下考虑路基土黏弹性质和湿-力耦合的路基顶面当量回弹模量的研究，对路基顶面当量回弹模量的确定不准确，预防措施采取不及时，从而导致路基结构湿化变形，缩短使用寿命的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种考虑路基黏弹性质的路基顶面当量回弹模量快速确定方法，简便易操作，更加接近路基的真实情况，实现了湿热环境下现役路基顶面当量回弹模量的有效预估，提高现役路基性能预测水平，为道路养护决策提供可靠依据，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种考虑路基黏弹性质的路基顶面当量回弹模量快速确定方法，具体按照以下步骤进行：

S1：根据设计的行车速度确定路基速度折减系数；

S2：实测路基的位置A处实际所受循环偏应力σ_d和围压σ₃，确定路床处的平衡湿度；

在路基结构的实际压实度、平衡湿度、循环偏应力和围压下进行动三轴试验，通过试验结果与路基土的回弹模量预估模型拟合，得到模型参数，从而根据路基土的回弹模量预估模型得到平衡湿度下路基当量回弹模量；

S3：路基速度折减系数与平衡湿度下路基当量回弹模量的乘积，即获得考虑路基粘弹性质的平衡湿度状态下的路基顶面当量回弹模量。

进一步的，所述步骤S1具体为：根据设计的行车速度通过下式得到路基速度折减系数K_v；

K_v＝0.00001V²-0.00041V+0.769

其中，V表示设计的行车速度。

进一步的，所述步骤S2中，路基的位置A从路基顶面为起点向下计算：

A＝0.57H_p^0.077H_s^-0.240

其中，H_p为路面厚度，H_s为路基高度。