一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法与流程

本发明涉及一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，属于低温冻断。

背景技术：

1、水工沥青混凝土冻断破坏实际就是在低温时发生断裂，而此时的断裂主要是低温产生的应力大于水工沥青混凝土本身在这个低温下能承受的应力（即抗冻断应力），所以才断裂破坏。根据我国道路沥青混凝土研究成果，可用一些指标来反映沥青混合料的低温抗裂性能，例如沥青品种、冻断温度、冻断应力、转折点温度和曲线斜率。其中转折点温度得出的结果与沥青混合料实际性能相差较大，而曲线斜率不能反映混合料的实际使用性能，故不宜作为安全度评价指标。目前常采用冻断温度单一指标评价沥青混凝土的低温抗裂安全性，但也没有具体的安全度计算方法，并且可能会出现在相同的冻断应力的情况下，冻断温度相差较大。实验证明，在不同低温段水工沥青混凝土的冻断应力相差较大，而冻断应力和冻断温度并非直线关系，所以仅采用冻断温度不能准确的表达水工沥青混凝土的抗冻断安全情况，甚至可能影响了工程的安全性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，能够解决现有仅采用冻断温度不能准确的表达水工沥青混凝土的抗冻断安全情况，从而影响工程的安全性的问题。

2、本发明提供了一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，所述方法包括：

3、s1、获取不同地区沥青混凝土在最优配合比时的多组冻断试验数据；其中，每组冻断试验数据均包含冻断温度及其对应的冻断应力；

4、s2、根据多组冻断温度及其对应的冻断应力，确定冻断温度与冻断应力之间的关系曲线；

5、s3、根据所述关系曲线确定工程所在地的实际极端最低温度对应的实际极端冻断应力和设计冻断温度对应的设计冻断应力，并根据所述实际极端冻断应力和所述设计冻断应力确定沥青混凝土的冻断安全系数。

6、可选的，所述s2具体为：

7、以冻断温度为轴、冻断应力为轴，绘制多组冻断温度及其对应的冻断应力的散点图；

8、根据所述散点图确定冻断温度与冻断应力之间的关系曲线。

9、可选的，所述根据所述散点图确定冻断温度与冻断应力之间的关系曲线，具体为：

10、对所述散点图上的数据点进行曲线拟合，得到冻断温度与冻断应力之间的关系曲线。

11、可选的，所述对所述散点图上的数据点进行曲线拟合，得到冻断温度与冻断应力之间的关系曲线，具体为：

12、对所述散点图上的数据点进行多项式拟合，得到冻断温度与冻断应力之间的关系曲线。

13、可选的，所述s3中的根据所述实际极端冻断应力和所述设计冻断应力确定沥青混凝土的冻断安全系数，具体为：

14、获取所述设计冻断应力与所述实际极端冻断应力的比值，并将所述比值作为沥青混凝土的冻断安全系数。

15、可选的，所述s3中的根据所述关系曲线确定工程所在地的实际极端最低温度对应的实际极端冻断应力和设计冻断温度对应的设计冻断应力，具体为：

16、根据所述关系曲线对应的表达式计算工程所在地的实际极端最低温度对应的实际极端冻断应力和设计冻断温度对应的设计冻断应力。

17、可选的，所述多项式拟合的函数为一元二次函数。

18、本发明能产生的有益效果包括：

19、本发明提供的沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，通过采用沥青混凝土工程所在地实际极端最低温度下的实际极端冻断应力和设计冻断温度下的设计冻断应力来表达沥青混凝土抗冻断安全系数，可以较为准确的表达在各个温度段沥青混凝土的抗冻断安全情况，并且物理意义明确。

20、本发明中，由于冻断应力较准确的反映了沥青混凝土的低温抗裂性能，是沥青混凝土受冻断裂的临界条件，是表征沥青混凝土低温受冻断裂的最佳指标。其他的指标如沥青品种、针入度和软化点等受外界因素影响较大，不足以准确反映沥青混凝土的抗冻断性能。因此本申请采用表征沥青混凝土低温受冻断裂的最佳指标，较为准确的反映了沥青混凝土的冻断安全情况。

21、本发明采用工程所在地实际极端最低气温下的实际极端冻断应力和设计冻断温度下的设计冻断应力共同表征，实际工程意义明确，就是针对某一具体工程在设计时预留的安全度。同时，将冻断温度和冻断应力结合起来，准确的表达了在各个温度段沥青混凝土的抗冻断安全情况，能够应用到不同气候分区的工程中，具有较强的实用性。另外，由于目前水利水电工程设计规范中的安全系数标准均按工程规模的大小来设置，不同的工程大小采用不同的安全系数标准。而现阶段沥青混凝土仅以实际极端最低气温下降3℃作为设计冻断温度的安全裕度，采用一刀切的原则，不区分工程大小，这对小型工程可能较为合适，但对大型工程，可能降低了其安全性，并不一定合适。而本申请采用冻断应力表征的沥青混凝土抗冻断安全系数，更加贴合水利水电工程设计规范的安全系数标准体系的设置原则，故本发明的安全系数表达方式为后续的沥青混凝土抗冻断安全标准体系的建立奠定了基础。其次，根据实际的冻断试验结果，本发明的安全系数表达方式，能较好的反映实测冻断温度和冻断应力的统计学规律。

技术特征：

1.一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2具体为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述散点图确定冻断温度与冻断应力之间的关系曲线，具体为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述散点图上的数据点进行曲线拟合，得到冻断温度与冻断应力之间的关系曲线，具体为：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中的根据所述实际极端冻断应力和所述设计冻断应力确定沥青混凝土的冻断安全系数，具体为：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中的根据所述关系曲线确定工程所在地的实际极端最低温度对应的实际极端冻断应力和设计冻断温度对应的设计冻断应力，具体为：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多项式拟合的函数为一元二次函数。

技术总结
本发明公开了一种沥青混凝土低温冻断安全系数确定方法，属于低温冻断技术领域，能够解决现有仅采用冻断温度不能准确的表达水工沥青混凝土的抗冻断安全情况，从而影响工程的安全性的问题。所述方法包括：S1、获取不同地区沥青混凝土在最优配合比时的多组冻断试验数据；其中，每组冻断试验数据均包含冻断温度及其对应的冻断应力；S2、根据多组冻断温度及其对应的冻断应力，确定冻断温度与冻断应力之间的关系曲线；S3、根据关系曲线确定工程所在地的实际极端最低温度对应的实际极端冻断应力和设计冻断温度对应的设计冻断应力，并根据实际极端冻断应力和设计冻断应力确定沥青混凝土的冻断安全系数。本发明用于沥青混凝土低温冻断安全系数的确定。

技术研发人员：陆希,周恒,贺晶晶,吕庆超,李跃涛,黄旭斌,李冰洁
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11