[发明专利]基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法

权利要求书

1.一种基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，步骤包括：

S01.配置初始路面结构以及配置水泥稳定碎石水泥剂量、沥青混合料沥青用量的取值范围；

S02.建立水泥稳定碎石和沥青混合料的力学参数与水泥剂量和沥青用量之间的相关性模型，所述力学参数包括拉压模量和拉压泊松比，所述拉压模量包括压缩模量、拉伸模量，所述拉压泊松比包括压缩泊松比和拉伸泊松比；

S03.在配置的所述取值范围内确定出多种不同路面结构材料配合比组合，并在不同路面结构材料配合比组合下按照所述相关性模型确定得到对应的力学参数，所述路面结构材料配合比组合为不同沥青用量与不同水泥剂量所形成的配合比组合；

S04.对各路面结构材料配合比组合下确定得到的力学参数进行力学响应分析，根据力学响应分析确定出最优路面结构材料配合比组合。

2.根据权利要求1所述的基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤S01中配置初始路面结构包括配置水泥稳定碎石基层沥青路面结构类型、结构层厚度以及路面结构层中水泥稳定碎石和沥青混合料中各组分的材料类型以及级配。

3.根据权利要求2所述的基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，所述配置的取值范围中还包括温度和加载速率的取值范围。

4.根据权利要求1所述的基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，所述步骤S02中，通过压缩和拉伸应力状态下的模量和泊松比试验分别确定拉压模量和拉压泊松比随沥青用量和水泥剂量的变化关系，并对所述变化关系进行拟合回归分析建立函数关系模型，得到水泥稳定碎石的拉压模量和拉压泊松比与水泥剂量的相关性模型以及沥青混合料的拉压模量和拉压泊松比与沥青用量的相关性模型。

5.根据权利要求4所述的基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，所述水泥稳定碎石的拉压模量和拉压泊松比与水泥剂量的相关性模型为：

其中，M为水泥剂量，a_(c/t)、b_(c/t)、k_(c/t)分别为拟合参数；

μ_(c/t)＝a′_(c/t)M²+b′_(c/t)M+c_(c/t)

其中，a′_(c/t)、b′_(c/t)、b′_(c/t)分别为拟合参数；

所述沥青混合料的拉压模量和拉压泊松比与沥青用量的相关性模型为：

E′_(c/t)＝g_(c/t)+h_(c/t)C+i_(c/t)C²

其中，C为沥青用量，g_(c/t)、h_(c/t)、i_(c/t)分别为拟合参数；

μ′_(c/t)＝g′_(c/t)+h′_(c/t)C+i′_(c/t)C²

其中，g′_(c/t)、h′_(c/t)、i′_(c/t)分别为拟合参数。

6.根据权利要求4所述的基于力学参数分析的沥青路面结构优化设计方法，其特征在于，所述通过压缩和拉伸应力状态下的模量和泊松比试验分别确定拉压模量和拉压泊松比随沥青用量和水泥剂量的变化关系包括：试验前，将引伸计固定于试件两侧预先标记好的刻度位置后再放置在MTS试验系统上，选取应力控制模式，对沥青混合料、水泥稳定碎石分别执行多级加卸载，每级荷载大小为最大破坏荷载的指定比例，每级荷载卸载后暂停指定时长再进行下一次加载，记录加卸载过程中应变大小；根据试验结果计算单轴压缩与直接拉伸模量。