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122米陽光

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[交流] 道路設計中為什么采用抗壓回彈模量而不是彈性模量

在眾多參考文獻中并沒有見到相關描述，以下是我的理解，有不當之處歡迎大家批評指正，共同學習。
在測試抗壓回彈模量時，需要不停的加載卸載，求取單位壓力與回彈變形關系曲線。如圖1所示。
然后在計算回彈模量時，采取一定的單位壓力對應的回彈變形，根據(jù)公式（T0808-2）計算抗壓回彈模量。如圖2所示。所謂一定的單位壓力是指無機結合料穩(wěn)定基層材料為0.5~0.7MPa；無機結合料穩(wěn)定底基層材料為0.2~0.4MPa。至于為什么選取這樣的數(shù)值，原因如圖3所示。
從圖3可以看出，計算抗壓回彈模量的計算單位應力能夠準確地反映道路實際工作狀況，因此，抗壓回彈模量能夠較為準確地對應道路實際工作情況。
相比之下，彈性模量（我姑且理解為應力-應變曲線的切線斜率）并不能準確的對應道路實際工作情況。如圖4所示（為了偷懶，就用荷載-位移曲線代替吧）。
由上圖可知，即便是水泥穩(wěn)定碎石，峰值前曲線也不是絕對的直線（圖3中經過修正后的曲線，也不是完全的直線），此時彈性模量（切線斜率）就是包含了多種應力狀態(tài)的平均值，并不能準確對應道路實際工作狀況。
那么問題來了，如果計算單位壓力選好了，就能準確對應道路實際工作狀況，為什么還需要單位壓力與回彈變形關系曲線呢？直接根據(jù)應力-應變曲線計算不是很省事嗎？況且，在獲取單位壓力與回彈變形關系曲線之前還需要做無側限抗壓強度試驗（順便能夠得到應力-應變曲線）。
圖5給出了一個解釋。
由上圖可知，在進行抗壓回彈模量試驗時，需要根據(jù)試件狀態(tài)進行微調，以此保證材料盡量處于線彈性狀態(tài)。簡而言之，抗壓回彈模量試驗還是比較精確的。而應力-應變曲線簡單粗暴，并沒有根據(jù)材料的應力松弛或者蠕變現(xiàn)象進行調整，試件直接壓，壓完了就獲得曲線了，因此，這種曲線是非常粗糙的。
結論：抗壓回彈模量能夠更加準確地對應道路實際工作狀況。
實現(xiàn)方式有兩個：1.選取道路實際工作狀態(tài)對應的計算單位壓力；2.相比于應力-應變曲線，單位壓力與回彈變形關系曲線更加準確反應道路的線彈性狀態(tài)。

圖1 單位壓力與回彈變形關系曲線.jpg

圖2 抗壓回彈模量計算公式.jpg

圖3 計算單位壓力的取值.jpg

圖4 荷載位移曲線.jpg

圖5 應力松弛與蠕變.jpg

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