【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程，涉及一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法。
技术介绍
1、路基动回弹模量是路基路面设计时的关键参数，也是路基施工质量评价的关键参数。当前，常用的路基模量的现场检测方法有贝克曼梁、承载板法、以及便携式落锤弯沉仪(pfwd)测试法等方法。前两种方法测试速度较慢，且为静态方法；pfwd测试速度快，可作为路基模量快速测试手段。但无论哪种测试方法，均在路基顶面开展测试，测试时均忽略了路面结构自重及其约束作用。而路基土回弹模量所具有的非线性特征使得路基在路面结构约束下其模量将进一步发生变化，而路基设计模量本质上应考虑路面结构存在。其中公开号cn 110502845 a的专利公开了基于遗传算法和黏弹性理论的pfwd路基模量确定方法，仅考虑了黏弹性，对模量的考虑仍是静态的，即并未考虑路基应力依赖特性。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，测试时应力状态与路基运营实际状态更接近，考虑了路面结构约束和路基应力依赖特性，提高了路基模量的测试精度，解决了现有技术中存在的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是，一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，包括以下步骤：
3、s1，修筑室内试验场地；
4、s2，在pfwd加载板的外围放置外环板；根据路面参数调研，确定pfwd加载板上的内环静载、外环板上的外环静载以及pfwd上的落锤冲击荷载峰值的加载水平，进
5、s3，建立路基回弹模量修正系数的预估模型，以pfwd现场测得的测试模量乘以修正系数得到路基结构模量，结合s2的试验结果，采用最小二乘法拟合模型参数；
6、s4，按照弹性层状体系理论并结合实际路面厚度计算路基顶面的动载大小，结合路面厚度计算静载大小，进而获得为回弹模量修正系数γ，于现场开展pfwd测试，即可获得路基结构模量。
7、进一步的，所述s3中，预估模型为：
8、e＝γe0
9、
10、式中，e表示路基结构模量，γ为回弹模量修正系数；e0为传统pfwd测试模量；
11、p外静为外环静载大小，p内静为内环静载大小；p冲为内环荷载峰值；pa标准大气压强；k1，k2，k3为拟合参数。
12、进一步的，所述s1包括：
13、s11，在足尺路面加速加载试验室的场地中的方格往下一次性下挖，再向上分层填筑；
14、s12，每层土体采用击实设备进行现场压实，并采用将环刀法、挖坑灌砂法以及酒精燃烧法进行现场压实度的检测；
15、s13，检验所修筑的施工场地的质量，对于路基均匀性进行检验。
16、进一步的，所述s2中，pfwd加载板和外环板底部铺放有海绵垫或橡胶垫。
17、进一步的，所述s2包括：
18、s21，在pfwd加载板上方堆放重物，通过内环静载模拟路面静载；在外环板上堆放重物，通过外环静载模拟路面静载和车辆荷载，通过pfwd上的落锤冲击模拟行车荷载；
19、s22，调研典型沥青路面参数，计算自重应力；
20、s23，确定内环静载的加载水平、外环静载的加载水平以及pfwd上的落锤冲击荷载峰值的加载水平，荷载峰值采用落锤落高控制；
21、s24，进行正向试验和反向试验，正向试验时，依次增加内环静载、外环静载和内环冲击荷载峰值；反向试验时，依次减小内环静载、外环静载和内环冲击荷载峰值；
22、s25，测试时，每个静载级位下施加多次pfwd冲击直至弯沉峰值结果稳定后，取最后多次测试结果计算路基回弹模量。
23、进一步的，所述内环静载的加载水平为0、5、10、15、20和25kpa。
24、进一步的，所述外环静载的加载水平为0、5、10、15、20、25、30、35kpa。
25、进一步的，所述pfwd上的落锤冲击载峰值的加载水平为50、60、70、80、90、100kpa。
26、进一步的，所述pfwd上的落锤冲击载峰值根据下式计算：
27、
28、式中：pmax是冲击荷载峰值，p(r)为路基顶面纵向应力分布曲线表达式；r1为外环板内径，r2为外环板外径。
29、进一步的，所述s4中路基顶面动载大小为p冲；计算的静载大小为p外静+p内静，根据路基回弹模量修正系数的预估模型计算回弹模量修正系数γ。
30、本专利技术的有益效果是：
31、(1)本专利技术以pfwd作为测试手段，采集了不同上覆应力及行车动载作用下的pfwd模量测试结果；以无上覆应力传统pfwd测试结果为基准，建立了不同路面自重、行车动载下回弹模量修正系数，通过修正系数的方式建立了路基设计模量与测试模量桥梁，获取了路基现场回弹模量的应力依赖特性，考虑了路面结构约束，提高了路基模量的测试精度。
32、(2)本专利技术仅需完成一次室内试验便可建立对应路基土的回弹模量修正系数，在实际测试时，仅需开展pfwd测试，得知路面结构类型和厚度，便可快速预估路基现场模量值。本专利技术获取的模量与路基设计模量对应，克服了现行体系存在的测试模量与设计模量不对等的问题，亦可用于路基施工质量快速评价参数。
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1.一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述S3中，预估模型为：
3.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述S1包括：
4.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述S2中，PFWD加载板(1)和外环板(2)底部铺放有海绵垫或橡胶垫(3)。
5.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述S2包括：
6.根据权利要求5所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述内环静载的加载水平为0、5、10、15、20和25KPa。
7.根据权利要求5所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述外环静载的加载水平为0、5、10、15、20、25、30、35KPa。
8.根据权利要求5
9.根据权利要求5所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述PFWD上的落锤冲击载峰值根据下式计算：
10.根据权利要求2所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述S4中路基顶面动载大小为P冲；计算的静载大小为P外静+P内静，根据路基回弹模量修正系数的预估模型计算回弹模量修正系数γ。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述s3中，预估模型为：
3.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述s1包括：
4.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述s2中，pfwd加载板(1)和外环板(2)底部铺放有海绵垫或橡胶垫(3)。
5.根据权利要求1所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述s2包括：
6.根据权利要求5所述一种考虑路面约束及行车荷载的路基结构模量快速测试方法，其特征在于，所述内环静载的加载水平为0、5、10、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，尚桦雨，范海山，刘杰，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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