5、应力—应变特性差异的可能原因

　　为了确定不同实验室压实试样间差异的原因以及现场压实试样为何比任一实验室试样显示较软的应力—应变特性，进行了分析和研究，探讨了如下问题：

　　·试样空气孔隙比的微小不同(见表2)，有可能会导致观测到的特性差异很大。

　　对于一组采用同一方法压实的三个试样有这样一个趋势：孔隙率最低的试样，其刚度和强度却较其余试样偏高。然而旋转器试样的孔隙率比所有其它试样高，其刚度和强度却较其它试样高的多。因此空气孔隙率的微小不同能引起应力—应变特性的巨大差别。

　　·压实过程中所施加的正应力的差别会导致压实后在压碎程度和骨料颗粒级配方面显著的不同吗?

　　为查明这个问题，对没加沥青的骨料用静态及马歇尔法压实，并施加所用压实方法的最大和最小正应力。表3给出了两种方法压实前后的级配情况。压实前后颗粒粒径级配有所不同，马歇尔压实和静态压实的结果也不一样。但这些变化较小并不能解释随后应力—应变特性的较大变化。

　　·骨料在高正应力和压力下压实比在较低正应力和压力下压实其表面是否会吸收更多沥青呢?如果是这样，那么当较高的吸收导致较低的“游离”沥青含量时便会对观测到的应力—应变特性产生影响。

　　这个问题可通过研究不同水压力等级下骨料的吸水量得以探明。结果表明吸水量变化非常小，而且对于更加粘滞的流体状沥青而言，这种吸收甚至会更小。因此沥青吸收量的不同不能解释显著的特性差异。

　　·实验室试样是由实验室条件下配置的混凝土制备的，而现场试验是由现场拌和样制备的，尽管配合比相同，这两种不同的过程是否会导致混凝土应力—特性的显著差异呢?

　　为查明这个问题，在制备实验室压实试样时即使用现场拌和楼的混凝土，又使用实验室中制备的混凝土。可观测到使用同一方法压实的试样，其应力应变特性的差异很小，而且没有任何趋势。

　　·是钻取时的扰动引起了现场取芯试样的低弹性模量及软应力—应变特性吗?

　　浇注并压实试验段沥青混凝土之后，届时混凝土已经冷却至大气温度，仔细地钻取试样，100mm直径岩芯的表层扰动是可能的，但切开岩芯后，在表面薄层以内没有发现扰动。表2中现场岩芯孔隙率和旋转压实的实验室试样的孔隙率非常接近。较小的取样扰动在任何显著程度上影响到现场试样的应力—应变曲线看来不太可能。

　　可推论如下：很可能是骨料结构，颗粒骨架排布及不同压实方法，所达到的连锁程度的差异导致了观测到的应力—应变特性较大的不同。尽管所有试样的骨料骨架的总孔隙率(即表2中VMA)几乎相同，但孔隙的分布及最大最小孔隙的差距取决于骨料结构，因而也取决于压实方法。如果骨料由等径的球体组成，将不存在骨架结构的影响，孔隙率便成为控制参数。如果骨料由不同尺寸的球体组成则不同压实方法所产生的不同骨架结构的形象会非常小。骨料颗粒中的许多针片状颗粒会对骨架结构产生非常显著的影响，这将在很大程度上取决于压实方法。

　　饱和砂和粉砂颗粒结构对于其应力—应变特性的重要性，好多人在土力学中曾给予研究。结论为：砂的结构，孔隙比对密度的影响都非常显著，这一现象将在下一部分进一步讨论。

　　6、骨料结构，连锁状况及刚度

　　表3描述的马歇尔及静态骨料压实试验在一个直径为101.6mm，高为76mm的标准Marshall钢筒中进行。用Marshall锤击实30次后模子中成块的骨料颗粒仍可轻易移开。然而静态压实后即使用改锥撬动大于5mm的颗粒也很困难。骨料连锁阻止了颗粒的移动，也表明了两种压实方法结果的差异。

　　热沥青混凝土在浇入模子中制备三轴试样之前的空气孔隙率约为15%。热沥青对骨料产生润滑作用，使骨料在压实期间随时间和压力滑动和转动。Marshall振动和静态压实法中有一个刚性圆盘，几乎覆盖了整个压实模子的圆形横断面，其侧壁也为刚性。压实过程中没有揉捏作用和应力转动，而且空气只能从圆模壁与顶盘外围间约2mm的空隙排出。试样冷却后切开研究压实骨料的结构布置。Marshall振动及静态压实中针片状骨料有一个趋势，即在压实期间针片状骨料会定位于水平或竖直方向。

　　三轴试验后切割面与

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