路面材料的力学性质
part2路面的力和变形-经典路面力学分析
生态恢复
在道路建设和改造过程中， 注重生态恢复和绿化工作， 保护和改善生态环境。
噪音控制
采取有效的噪音控制措施， 降低车辆行驶噪音对周边 居民的影响。
基于经济性的路面设计优化
成本控制
合理控制路面建设的成本，包括 材料、人工、设备等方面的费用。
长期效益
环境耐久性
表示材料抵抗环境因素（如紫外线、氧化等） 的能力，与材料的使用寿命有关。
耐化学腐蚀性
表示材料抵抗化学腐蚀的能力，与材料对各 种化学物质的耐受程度有关。
材料的经济性
成本
材料的生产成本、运输成本、安装成 本等。
可再生性
材料是否可再生或可回收再利用。
维护费用
材料的维护、修理和替换费用。
使用寿命
材料的使用寿命，与材料的耐久性有 关。
03 路面受力分析
车辆载荷
01
车辆载荷是指车辆对路面的压力和摩擦力，是路面 力学分析中的重要因素。
02
车辆载荷的大小和分布取决于车辆的类型、重量、 速度和轮胎与路面的摩擦系数。
03
路面设计时需要考虑到不同车辆载荷对路面的影响， 以确保路面的耐久性和稳定性。
环境载荷
理论形成阶段
随着科学技术的进步，路面力学逐渐形成了系统的理论体系，如弹 性力学、塑性力学等理论的应用，推动了现代路面设计和施工的发 展。
现代发展阶段
现代路面力学研究更加注重跨学科的交叉融合，如新材料、新工艺、 新技术的应用，推动了路面工程领域的不断创新和发展。
02 路面材料特性
材料的力学性质
弹性模量
指导路面设计和施工
路面力学为路面设计和施工提供理论依据和实践指导，有助于实现 更高效、经济和环保的路面建设。
力学特性对混凝土路面性能的影响
力学特性对混凝土路面性能的影响混凝土路面是交通领域中常见的道路材料，其性能对道路的使用寿命和用户的行车体验有着重要影响。
力学特性是评估混凝土路面性能的关键指标之一，它包括强度、刚度、韧性等方面。
本文将探讨力学特性对混凝土路面性能的影响，并分析相关的原因和解决方案。
一、强度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的强度是指其承受压力和荷载的能力。
强度的高低直接影响着路面的耐久性和承载能力。
强度较低的混凝土路面容易出现龟裂和破损的情况，降低了路面的使用寿命。
因此，提高混凝土路面的强度是保障其性能的关键措施之一。
提高混凝土路面强度的方法包括使用高强度混凝土、增加混凝土配合比中的水灰比、采用更好的施工工艺等。
高强度混凝土能够承受更大的荷载和压力，减少了路面的龟裂风险。
适当降低水灰比可以增加混凝土的致密性，提高其抗压性能。
而采用先进的施工工艺，如合理的养护措施和密实度控制等，也能够提高混凝土路面的强度。
二、刚度对混凝土路面性能的影响混凝土路面的刚度是指其对荷载的响应和变形程度。
刚度的高低影响着路面的平稳性和用户的舒适度。
刚度较低的混凝土路面容易出现车辙和波浪状变形，给用户带来不良的行车体验。
因此，提高混凝土路面的刚度是改善其性能的重要手段之一。
提高混凝土路面刚度的方法包括增加路面厚度、使用高强度材料、改良基层等。
增加路面厚度可以提高其在荷载作用下的抵抗能力，减少对基层的变形影响。
使用高强度材料能够提高混凝土路面的刚度和强度，减少变形的发生。
此外，改良基层的方法，如增加基层的厚度和使用合理的改良材料等，也可以有效提高混凝土路面的刚度。
三、韧性对混凝土路面性能的影响混凝土路面的韧性是指其在荷载作用下的变形能力和抗裂性能。
韧性的高低直接关系到路面的抗龟裂和抗磨损能力。
韧性较差的混凝土路面容易出现裂缝和损坏现象，降低了其使用寿命。
因此，提高混凝土路面的韧性是保障其性能和使用寿命的关键之一。
提高混凝土路面韧性的方法包括使用改性剂、添加纤维材料、采用适当的配合比等。
沥青混合料力学性能指标2
10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧10.2.1 沥青混合料的强度特性表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。
一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。
因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。
1、抗剪强度(shearing strength)沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。
材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件：τmax< σ tg φ+c （2-4）式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力；σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力；c — 材料的粘结力；φ — 材料的内摩阻角；在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。
由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。
图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。
图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计从图2-17可得： ()φσστcos 2131-=（2-5）()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6）将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()ctg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b)式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。
式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。
根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。
c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。
道路工程材料知识点总结
道路工程材料石料的物理性质主要包括物理常数、吸水性、膨胀性和耐崩解性等。
石料最常用的物理常数主要有：真实密度、毛体积密度和孔隙率。
石料的力学性质道路工程中所用的石料除了应具有一定的抗压、抗折和抗剪强度外，还需具备抵抗冲击、抗磨光、抗磨耗等性能，其中石料的抗压强度和抗磨耗性是考察路用石料性能的两个主要指标。
石料的耐久性采用抗冻性试验和坚固性试验进行评价。
石料的化学性质酸碱性、黏附性。
酸碱性是按SIO2 的的含量进行分类：SIO2〉65%酸性岩类；52%〈SIO2〈65%中性岩类；45%〈SIO2〈52%碱性岩类。
酸性岩类强度高，耐磨性好；碱性岩类强度低，耐磨性差，但与沥青的黏附性好。
石料与沥青的黏附性不仅取决于石料，也取决于沥青。
从石料本身来看，主要因素有石料化学成分和石料表面的特征。
石料与沥青的黏附性试验采用水煮法和水浸法。
集料按粒径范围分为粗集料、细集料和矿粉。
在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于2.36的碎石、破碎砾石和矿渣等。
细集料是指小于2.36的天然砂、人工砂和石屑等。
在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75的碎石、破碎砾石和矿渣等。
细集料是指小于4.75的天然砂、人工砂和石屑等。
矿粉是指由石灰岩或者岩浆岩等憎水性碱性石料经磨细加工得到的，在混合料中起填充作用。
表观密度的测定方法，粗集料用的是网篮网，当颗粒较小时也采用的容量瓶法。
细集料采用容量瓶法，仅适用于含有少量大于2.36的部分细集料。
粗集料应该具备耐磨、抗磨耗和抗冲击的性能，这些性能用压碎值、磨光值、冲击值和磨耗值等指标来表示。
石料的磨光值越高表示抗滑性越好；石料的磨耗值越高表示，表示耐磨性越差。
细度模数越大，表示细集料越粗。
3.1-3.7，粗砂；2.3-3.0，中砂；1.6-2.2，细砂。
目前最常用的级配理论是最大密度曲线理论和粒子干涉理论。
水泥的施工和易性，也称工作性，是指混凝土拌合物在现有的施工条件下（气候条件、施工机具等），易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理）并获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。
道路建筑材料
1．水化热较高， 1．一般地上工程和不受侵蚀性作用的
2．抗水性差， 地下工程以及不受水压作用的工程，
3．耐酸碱和硫 2．无腐蚀性水中的受冻工程，
酸盐
3．早期强度要求较高的工程，
类的化学浸蚀 4．在低温条件下需要强度发展较快的
差
工程。但每日平均气温在4℃ 以下或最
2、人工砂：颗粒级配、细度模数、松散堆积密度、 石粉含量（亚甲蓝试验）、泥块含量、坚固性。
3、卵石和碎石：颗粒级配、含泥量、泥块含量、 针片状含量
水泥材料的技术标准和强度指标
一、水泥品种
1、定义
2、品种 P230
3、生产 两磨一烧
C3S
4、化学成分和矿物组成
A：化学成分 主要是由石灰质原料来的氧化钙（CaO） 反应
低气温在-3℃ 以下时，应按冬季施工
规定办理
1．水利工程的 水中部分，
2．大体积混凝 土工程，
3．受化学浸蚀 的工程
矿渣水泥特性和适用范围（二）
矿渣水泥的特性及应用范围
泥种 水品
优点
特性 缺点
使用范围
适应于
不适应于
1．对硫酸盐类浸 1．早期强度低，凝结较慢，在 1．地下、水中及海水中的工程 1．对早期强
3） 国外有关标准：如ISO679 ISO6274
4）地方标准：如DB50/5030-2004 （重庆机制砂） DB23/T510-2000（黑龙江的引气混凝土路面施工规程）
水泥和水泥混凝土
第一节 砂石材料的技术性质和技术要求
天然石料的技术性质和技术要求
1、 物理性质 （1）物理常数 ①真实密度（定义、测定步骤、要
技术标准：
2-行车荷载、环境因素、材料的力学性质
轴载变化的变异系数影响因素： a)行车速度：车速越高，变异系 数越大； b)路面的平整度：平整度越差， 变异系数越大； c)车辆的振动特性：轮胎的刚度 低，减振装置的效果越好，变 异系数越小。 振动轮载最大峰值与静载之比 称为冲击系数，设计路面时， 应以静轮载乘以冲击系数作为 设计荷载。 冲击系数＝动轮载/静轮载
该深度Za随车辆荷载增大而增大，随路面的强度和 厚度的增加而减小。
要求： 工作区内：强度、稳定性重要，压实度提高。
KnP 路基工作区深度：Z a＝ γ
3
一般K＝0.5
◆ 3 路基土的应力——应变特性
弹性变形和塑性变形 提高路基土的抗变形能力是提高路基路面整 体强度和刚度重要方面。
压 入 承 载 板 试 验
3）交通荷载轴载换算和统计计算
a）交通调查与重复荷载
交通量调查与分析：调查内容包括交通总量、车型 分布、轴型轴载、实载率等，有的还调查轴载谱； 分析主要是确定交通量年平均增长率，并求算获得 设计年限内累计交通量。对路面而言，主要是轴重。 轴载组成与轴载换算：不同轴载的作用次数的频率 组成即为轴载谱，各不同轴载应根据某一指标按其 对路面结构的损伤作用的等效性换算成其它轴载的 作用次数，从而可使用标准轴载来综合累计。
三 轴 压 缩 试 验
非线性变形———局部线性体 即在曲线的一个微小线段内近似视为直线，以其斜率为模量 1)、初始切线模量 应力值为零应力—应变曲线斜率 2)、切线模量 某一应力处应力—应变曲线斜率， 反映该应力处变化 3)、割线模量 某一应力对应点与起点相连割线 模量，反应该范围内应力—应变平均状态 4)、 回弹模量 应力卸除阶段，应力—应变曲线的割线模量 反映地基瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。 总结：①前三种应变包含回弹应变和残余应变 ②回弹模量则仅包含回弹应变，部分反映了土的弹 性性质。
路基路面知识点
一、路基路面工程基本概念与知识路基路面的基本要求。
答：1.承载能力：包括强度和刚度两个方面，路面应具有足够的强度以抵抗行车荷载引起各种应力；路基路面结构应具有足够的刚度使得在行车荷载下不发生过量变形。
2.稳定性：路基路面结构应具有足够的稳定性，以保持在大气、温度、湿度以及其他条件下路基路面几何形态和物理力学性质的温定。
3.耐久性：精心设计，精心施工，精选材料，以保证路基路面结构在长期的侵蚀下保持稳定性。
4.表面平整度：是影响行车安全、舒适以及运输效益的重要是使用性能。
5.表面抗滑特性：路面表面要求平整，但不宜光滑，并提供足够的附着力和摩擦力。
路基土的分类：根据土颗粒的粒径组成、矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标划分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊图四类。
作为建筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属不良材料，最易引起路基病害。
路基土的应力—应变特性。
答：路基土是非线性弹——塑性变形体。
表征其应力——应变关系的参数：形变模量和回弹模量，是一项随应力取值方法和范围而变的条件性指标。
从应变的瞬时性和可恢复性的意义上，可以把回弹模量看作是反映路基土在动轮载作用下弹性性质的一项指标，但它仍然是一个同重复应力大小有关的变量。
进行结构分析时，应按路基土实际受到的应力级位来选取回弹模量值。
同时，试验条件还应符合路基的实际湿、密度状态。
路基工作区：在路基的某一深度处，，车辆荷载引起的应力与路基自重引起的应力相比只占一小部分（1/5∼1/10），在此深度以下，车辆荷载对土基的作用影响很小，可以忽略不计。
将此深度Za范围内的路基称为路基工作区。
路基基本受力情况。
答：路基承受路基自重和汽车轮重两种荷载，靠近路面结构主要承受车辆荷载，路基内任一点处受的垂直应力由车轮荷载引起的垂直应力和突击自重引起的垂直压应力两者共同作用。
路基干湿类型的判断方法。
答：路基干湿类型与路基的强度及稳定性有密切的关系，并在很大程度上影响路面的结构及厚度的设计。
半柔性路面材料性能分析
半柔性路面材料性能分析半柔性路面材料是一种介于柔性路面和刚性路面之间的路面材料，它具有硬度和柔软度的双重特性，能够兼顾柔性路面的弹性和刚性路面的耐久性，因此在道路建设中得到了广泛应用。
本文将对半柔性路面材料的性能进行分析，包括其物理性能、力学性能和耐久性能，以便更好地了解和应用这种新型路面材料。
一、物理性能1. 密度：半柔性路面材料的密度一般在柔性路面和刚性路面之间，通常为1.5-2.2g/cm3，这种介于柔性和刚性之间的密度可以在一定程度上平衡路面的弹性和耐久性。
2. 吸水性：半柔性路面材料一般具有较好的抗水性能，其吸水率较低，能够有效防止路面变形和龟裂，提高路面的使用寿命。
3. 耐磨性：半柔性路面材料的耐磨性较好，能够在长期交通负载下保持较好的表面平整度和摩擦系数，减少交通事故的发生。
二、力学性能1. 强度：半柔性路面材料一般具有较高的抗拉强度和抗压强度，能够有效承受交通载荷和自然环境的影响，保持路面的稳定性和耐久性。
2. 弹性模量：半柔性路面材料的弹性模量介于柔性路面和刚性路面之间，具有一定的变形能力和恢复能力，能够有效减缓交通载荷对路面的影响，提高路面的舒适性和安全性。
3. 粘结性：半柔性路面材料与基层之间的粘结性较好，能够有效防止材料之间的剥离和开裂，保持路面的整体性和稳定性。
三、耐久性能2. 抗冻融性：半柔性路面材料在寒冷地区也能够保持较好的性能，能够有效防止因冻融循环引起的路面损坏和裂缝。
半柔性路面材料具有介于柔性路面和刚性路面之间的性能特点，具有较好的物理性能、力学性能和耐久性能，能够满足不同道路环境和交通载荷的要求，因此在道路建设中具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断改进，相信半柔性路面材料将会在未来的道路建设中发挥越来越重要的作用，为我们的出行提供更加安全、舒适的道路环境。
沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
热拌沥青混合式 砂粒式
密级配
半开级配
沥青混 凝 土
沥青稳定 碎石 基层
沥青碎石混 合料
－
ATB-35
－
－
ATB-30
－
AC-25 ATB-25
－
开级配
排水式沥 青磨 耗层
排水式沥青 稳定碎 石基层
－
ATPB-40
－
ATPB-30
－
ATPB-25
间断级配
沥青马蹄 脂碎 石混 合料
SMA组成特点：
1)一种间断级配的沥青混合料
2)增加矿粉用量和使用纤维作为稳定剂
3)沥青结合料用量多（高1%以上，沥青粘结性高）
4)目标空隙率2%~4%。体积指标、析漏试验、车辙试验为 主确定配合比，
5)材料要求高。
6)拌和时间要延长，施工稳定要提高
归纳为三多一少：粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集 料少，掺纤维增强剂，材料要求高，使用性能全面提高
(1)密级配和间断级配的沥青混凝土适用于各等级公路的各个层次。 当采用间断级配沥青混合料时，混合料应不至于在施工过程中发生明 显离析；
(2)为提高沥青混合料使用性能，或普通沥青混合料不能适用于使用 需要时，宜铺筑改性沥青混合料路面。SMA宜同时采用改性沥青；
(3)开级配排水式沥青混合料磨耗层必须采用具有高粘结性能的特殊 的改性沥青铺筑，其下的层次应采用空隙率小、密水性好的结构层， 并设置封层。工程上必须通过试验，取得成功的经验，并经过论证后 使用；
★ 影响沥青混合料高温稳定性的因素和提 高其高温稳定性的措施：
第一节 概述
三、沥青路面的温度稳定性
1. 沥青路面的高温稳定性 2. 沥青路面的低温抗裂性 ★ 沥青路面在低温时：强度增大，但抗变形能力却因刚性增大而降低。 气温下降，特别是在急骤降温时，会在路面结构上产生温度梯度，路面 面层遇降温而收缩的趋势会受到其下部层次的约束在面层产生拉应力， 当拉应力超过沥青混凝土的强度，造成面层开裂。
第六章路面结构的力学分析
第六章路面结构的力学分析1.引言路面结构是指在路面上铺设的各种材料和层次，用来承受车辆荷载和环境荷载，并提供平稳、安全的行车路面。
路面结构的力学分析是研究路面结构在荷载作用下产生的应力和变形，以及结构的强度和稳定性。
2.车辆荷载车辆荷载是指行驶在路面上的车辆对路面产生的力和压力。
车辆荷载可包括静载荷和动载荷。
静载荷是指车辆停在路面上时对路面的作用力，动载荷是指车辆行驶时对路面的作用力。
车辆荷载可以通过车辆轴重、车辆类型、车速等参数来计算。
3.路面材料的特性路面材料的特性包括强度、刚度、抗裂性、耐久性等。
强度是指材料抵抗破坏的能力，刚度是指材料对应力的响应程度，抗裂性是指材料抵抗裂缝的能力，耐久性是指材料抵抗气候和环境影响的能力。
路面材料的选择应考虑车辆荷载、气候条件和交通流量等因素。
4.路面结构的力学模型路面结构的力学模型可分为弹性模型和塑性模型。
在弹性模型中，路面结构被假设为弹性体，能够在荷载作用下产生弹性变形，但不会导致结构破坏。
弹性模型的分析可通过有限元法等数值方法进行。
在塑性模型中，路面结构被假设为塑性体，能够在荷载作用下产生塑性变形，可能导致结构破坏。
塑性模型的分析可通过弹塑性理论和强度理论等方法进行。
5.路面结构的承载力路面结构的承载力是指其能够承受的最大荷载。
路面结构的承载力分析可通过确定路面结构的应力和变形，并比较其与材料的强度和变形能力。
当路面结构的应力超过材料的强度或变形超过材料的变形能力时，路面结构可能产生破坏。
6.路面结构的稳定性路面结构的稳定性是指其在荷载作用下保持平稳和不发生破坏的能力。
路面结构的稳定性分析可通过确定路面结构的变形和结构的弯曲、剪切和压实情况，以及土壤的支撑条件。
7.实例分析以城市道路的路面结构为例进行实例分析。
首先，通过调查和测量确定车辆荷载、路面材料和路面结构的参数。
然后，进行路面结构的力学分析，计算路面结构的应力和变形。
最后，比较计算结果与路面材料的强度和变形能力，评估路面结构的承载力和稳定性。
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第八章路面材料的力学性质(三) 本次研究主要成果参加此专题研究的有七个省、四院校，共计十一个单位，重点对十种半刚性材料和沥青混合料进行了测试和研究工作，根据这些资料汇总取得下列成果。
1、半刚性材料龄期与强度模量、龄期的增长规律将全国资料汇总分析，总结了石灰土、二灰土、二灰碎石，水泥粉煤灰碎石、水泥碎石、水泥砂砾、水泥石粉煤灰砂砾、石灰水泥碎石等几种半刚性材料的抗压强度R、抗压模量E、劈裂强度ζ、劈裂模量E随龄期(日)d而增长的规律，它们之间具有良好的直线型或幂函数关系，以幂函数的相关性更好。
表6-1、6-2汇总了半刚性材料ζ～d、E～d的相关关系。
表6-3、6-4表示了水泥碎石、二灰碎石的E～d、R～d、E～d、ζ～d的增长规律。
由表可知，水泥碎石的力学参数在28天时，平均可达到180天的54%，90天平均可达到80%；二灰碎石的力学参数在28天仅平均达到38%，90天平均达到64%，由此可见原规范对水泥碎石采用90天的龄期，二灰碎石力学参数初期增长缓慢，为充分发挥材料的潜力，采用180天龄期是合理的。
水泥碎石90天龄期的抗压强度E、R可达到180天的E、R的80%和88%，而劈裂参数E、ζ却为78%和72%，二灰碎石90天龄期的抗压参数E、R可达到180天的70%，而劈裂参数E、ζ仅达到56%和59%。
所以，劈裂参数比值多数较抗压参数比值低。
表6-1-1 半刚性基层材料劈裂强度ζ～d增长规律表6-1-2 半刚性基层材料劈裂强度ζ～d增长规律表6-2-1 半刚性基层材料抗压模量E～d增长规律表6-2-2 半刚性基层材料抗压模量E～d增长规律表6-3 水泥碎石表6-4 二灰碎石2、半刚性材料参数汇总及变异性分析表6-5汇总了全国十个单位测试的各种半刚性材料设计参数——抗压强度R、抗压模量E、劈裂强度δ。
将表6-5的各种半刚性材料按力学指标——R，E，ζ，E并按大小进行排列，分别计算其平均值，均方差，按98%的保证率计算代表值，并将排列序号相加得到合计分，分数最少的为第一名，分数最多则在排序为最后。
表6-6为力学指标排序表。
由表可知，抗压强度与模量之间的对应关系没有劈裂强度与劈裂模量之间对应关系好，这与回归公式反映在相关性方面是一致的。
若从四个力学参数指标综合评分结果来看，仍能将十种半刚性材料进行粗略的排队。
限于本次试验的结果分析：①二类砂砾、二灰碎石、水泥粉煤灰碎石是最好的基层材料；②其次是石灰水泥粉煤灰碎石、水泥稳定碎石、砂砾等综合稳定类；③这次试验中石灰水泥碎石因水泥剂量仅3%，石灰5%，实际上属于石灰稳定类，故强度、模量稍低；④这次试验的二灰土和水泥灰土砂的力学参数均较高，这说明这类材料只要拌和均匀，是可以获得良好的强度和刚度，作为底基层用是一种好材料；有的省在缺乏砂石料地区将水泥灰土砂用作二级公路的基层，路面的弯沉值也较小，但裂缝发展较快，应进一步观察，总结经验；⑤石灰土仍是各种半刚性材料中力学性能最差的一种材料，因此，随着当前交通量不断增加、车型不断增量的形势下，石灰土不宜作为高等级公路的基层用。
表6-6 半刚性材料按力学特性排列名次表6-7汇总了十种材料参数的变异系数。
由表可知，各种半刚性材料的变异系数变化范围均在5-55%左右，多数为5-30%。
这样大的变异性是与材料类型、各地原材料的质量差异、配合比差异有关，与制件和测试的操作和养生设备等人为因素有关，因此，设计时应根据各地区的材料、实测材料设计参数，考虑施工的实际情况确定采用的设计参数值。
表6-7 半刚性基层材料参数变异系数C(%)3、材料模量与强度关系根据测试结果，按抗压模量与抗压强度的均值，劈裂模量与劈裂强度的均值进行回归分析得到如下相关关系：基按抗压模量与抗压强度的代表值，劈裂模量与劈裂强度的代表值进行回归，可得(6-2-1)、(6-2-2)相关关系：由数理统计可知，对于样本容量n=10的回归，若要求95%可靠性，则最小相关系数为0.632；若要求90%可靠性，则相关系数最小应达到0.549。
因此，除(6-2-1)式外，其他公式均可利用作为模量值的估算。
4、抗压、劈裂、弯拉参数之间对比关系(1) 标准条件下设计龄期各种力学参数对比关系，无论是用均值，还是代表值，同类材料的R/ζ，E/E比值，其变异性均较大，且模量比值的变异性大于强度比值。
各半刚性材料R/ζ，E/E，其变化范围强度比一般为5-11，模量比1.2-6。
详见分报告五。
半刚性材料抗压参数与劈裂参数均值比：半刚性材料抗压参数与劈裂参数代表值比(2) 十种半刚性材料抗压参数与劈裂参数之间相关关系：以上四个公式中，除抗压模量均值与劈裂模量均值间建立的回归公式(6-3-2)其相关性较差外，其他三个统计公式均成立。
(3) 弯拉参数与劈裂参数的比值石灰土二灰碎石石灰土稳定碎石水泥碎石5、现场制件与室内标准制件对比在标准养生条件下，规定龄期时现场制件与室内制件的设计参数对比，从本次测定结果来看，尚未得出明确的规律，分散性较大。
对同一种材料而言，抗压强度的变异性较小。
石灰土的对比情况与其他材料不同，广西、湖北、吉林三省的资料表明，现场制件测定值大于室内制件测定值，而同济大学在苏州试验路上测得的结果是现场制件测定值小于室内制件测定值。
表6-8为现场制件与室内标准制件的设计参数统计表，仅供推荐材料设计参数时参考。
表6-8 现场制件与室内标准制件参数的关系统计表6、半刚性基层材料设计参数的时-温换算关系半刚性基层材料的强度和模量在某种温度范围内随着龄期增加而增长在工程实践中采用一个标准龄期作为确定材料设计参数的标准：即室内养生温度20℃±2℃，相对湿度大于90%条件下，水泥稳定类以三个月龄期(90d)，灰土和二灰稳定类以六个月龄期(180d)为标准。
由于龄期长，给工程设计和施工技师检验带来不便，因此，采用快速养生法预测半刚性基层材料的强度和模量参数值是十分必要的。
经研究表明，养生龄期天数d与养生温度T存在式(6-6)所示的关系(a为试验系数，即材料系数)：即能在较短的时间内以较高的温度获得相当于标准养生温度20℃±2℃下较长龄期(设计标准龄期)的结果。
为了在较短的时间内获得标准养生条件下规定设计龄期强度，则养生温度越高越能节省时间。
但从国外资料表明，高于60℃后规律性较差，所以选用60℃作为快速养生的标准温度。
为了建立半刚性基层材料的时-温换算关系，同济大学道路与交通工程研究所对二灰碎石、水泥碎石两种典型半刚性基层材料在五种养生温度(15、20、40、50、60℃)下和不同养生龄期时的抗压强度和模量以及劈裂强度和模量进行了测试研究。
现将其最后成果汇总于下。
(1) 二灰碎石1) 抗压参数时-温换算关系对于二灰碎石抗压强度和模量得到如下时-温换算关系：这就表明，在60℃的养生温度条件下养生一天，相当于标准养生温度20℃下养生20天。
即在60℃的养生温度条件养生9d测得的抗压强度和模量值，就相当于标准养生条件(温度20℃、龄期180d)下的设计参数。
2) 劈裂参数的时-温换算关系对于二灰碎石劈裂强度和模量得到如下时-温换算关系：式(6-8)表明，在60℃的养生温度条件下养生6d测得的劈裂强度和模量，就相当于标准养生条件 (温度20℃，龄期180d)下的设计参数。
(2) 水泥碎石对于水泥碎石在不同养生温度下和不同龄期时的抗压强度和模量、劈裂强度和模量的研究表明，它们存在一个通用的时-温换算表达式：式(6-9)表明，60℃的养生温度条件下，养生11.25d(11天6小时)所测得的水泥碎石的抗压强度和模量、劈裂强度和模量即可作为龄期90d水泥碎石的设计参数值。
(3) 进一步验证表6-9 半刚性基层材料设计参数的时-温换算关系汇总表为了验证同济大学的上述成果，山西省交通科研所、广西交通设计院和交通科研所对二灰碎石和水泥碎石也进行了快速养生与标准养生对比试验研究。
根据其测试数据，我们按同样的数据整理方法进行整理分析，其结果与同济大学建立的d/d值对比分析见表6-9。
由表6-9可知，12组数据有4给数据误差达40%以外，其余8组数据的误差均小于15%，只要在快速养生过程中严格按试验规程进行，则按快速养生法测试的试验数据，是可以用于预测设计参数值。
因此，快速养生方法对加快设计配合比周期，对施工质量控制和质量检验具有重要意义，是一项具有较大实用性的技术。
快速养生法可在生产中进一步推广应用。
7、沥青混合料材料设计参数与温度的关系由于弯沉设计指标是以20℃为标准温度，层底拉应力验算是以15℃为设计温度，因此，沥青混合料的抗压参数以20℃为标准温度，劈裂参数以15℃为标准温度，分别建立材料设计参数与温度的相关关系，表6-10-1为沥青混合料抗太强度和抗压模量与温度T间的关系式汇总表，表6-10-2为沥青混合料劈裂强度、劈裂模量与温度T的关系式汇总。
根据山西省交科所的研究表明：对同一级配类型的沥青混凝土，抗压参数、劈裂参数与标准温度之比值同温度T的关系式与沥青标号无关；表6-10中表明，中粒工沥青砼的密级配与开级配的相关公式很接近；同济大学与公规院的成果也表明，级配类型对设计参数与温度的影响不大。
因此，将表6-10的资料汇总，综合得到如下表达式根据上述公式，只要测得20℃或15℃以下的抗太参数或劈裂参数，就可推算-10℃～+30℃范围内的相应设计参数。
表6-10-1 沥青混合料抗压强度R和模量E与温度T的关系式汇总表6-10-2 沥青混合料劈裂强度ζ和模量E与温度T的关系式汇总8、沥青混合料劈裂参数与加荷速度关系同济大学对单家寺沥青AH-70，采用中粒式沥青混凝土(LH-20I)进行了温度(T)为0、7.5、15、25℃时，加荷速度(V)为2、6、20、50mm/min的劈裂强度、劈裂模量的测试，经整理分析得到如下关系：①以代表值回归结果②在标准温度为15℃时，可简化为：③当沥青标号小于100的沥青混凝土：④当沥青标号大于100的沥青混凝土：9、沥青混合料抗压、劈裂、弯拉设计参数的关系根据《路面材料抗弯拉设计参数简化测定方法》研究，曾对中粒式沥青混凝土CH-20I 和粗粒式沥青混凝土CH-30II在15℃条件下的抗压强度、模量，劈裂强度、模量以及弯拉强度，模量之间进行对比测试分析结果汇总于表6-11。
表6-11 各设计参数对比在公路路面中，首先应考虑材料抵抗车辆荷载压碎的抗压强度。
通常，材料的抗压强度越高，荷载支承能力也越高。
另一方面，高强度材料的修建成本总量较高。
此外，还应研究材料在荷载作用下的变形特性，即应力-应变性质问题。
普通的建筑材料，其应力-应变关系分为三个阶段。
在加载的最初阶段，材料的变形是与施加荷载的强度成比例的。
在这一阶段应力-应变函数是线弹性的。