沥青路面含水油石界面固结强度试验方法
技术领域
[0001] 本
发明属于交通土建技术领域，特别涉及一种沥青路面含水油石界面固结强度试验方法。
背景技术
[0002] 伴随着沥青混合料路面结构在高等级公路领域广泛应用的同时，其耐久性和路面结构的早期破坏问题日益突出。目前对路面病害的调查结果显示，在低温严寒地区发生的主要病害类型为低温开裂，其次为水损害，在高温炎热地区发生的主要病害类型为高温
变形，其次为水损害，可见不论是地域、
气候条件如何不同，水损害都是路面破坏的主要类型，水损害往往伴随着其他病害类型共同发生、共同发展、持续恶化于整个破坏阶段。
[0003] 水损害，具体是指沥青混合料在铺筑经
压实后，混合料在使用过程中由于雨水等形式的水通过混合料空隙进入路面内部，在重复荷载的作用下，本来静止存在的水份受到行车压
力而产生水份冲击，从而不断对混合料进行冲刷，在经过多次循环后，沥青胶结料
粘度不断降低，与集料粘附性被削弱，根据沥青混合料强度形成理论可知，组成混合料强度的两部分均下降，从而导致路面整体结构强度降低，混合料集料与沥青出现分离的现象，随后分离现象愈演愈烈将会导致混合料产生翻浆、唧泥、松散等病害的形式。现在的研究主要认为胶浆粘结强度与油石界面黏附强度的降低是水损害产生的主要原因，其中胶浆自身的粘结强度和胶浆与集料之间的粘附强度统称为油石界面固结强度。水分由沥青膜或胶浆膜扩散到达油石界面会导致沥青膜的剥离，而且，胶浆中水分含量的增多会严重影响胶浆的流变和工程特性。目前，对于水损害的产生机理还没有得到很好地解释，经验法是目前用于研究这些现象的普遍而有效的方法。
[0004] 沥青及胶浆材料自身的粘结性能以及其对石料的粘附性能对混合料的力学性能必然有重要影响，水份在胶浆中的扩散首先会
软化沥青，使沥青和胶浆的粘聚性能变差，如果油石界面的含水率较大时又会对胶浆-
骨料的黏附强度产生不利影响。目前对油石界面固结强度的相关研究已经积累了一定得成果，其中对界面固结的定量测试技术是研究界面固结效果和确定改善方案的
基础，而对于有水界面的相关研究较少，尤其是定量的界面水与油石界面固结强度的关系尚未发现较成熟的试验方法和试验结果。为了研究沥青混合料含水界面对油石界面固结强度的影响，有必要开发一种能够测试含水界面上油石固结强度的试验方法，并且在这种试验方法下研发不同的沥青路面水损改性材料。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于，针对现有油石界面固结强度实验方法中存在的上述问题，提供一种测试沥青路面含水油石界面固结强度的试验方法。
[0006] 为了实现上述目的，本
申请采用的技术方案为：一种沥青路面含水油石界面固结性能试验方法，具体步骤如下：
[0007] S1、试验前的准备：将拉伸件和
基座置于烘箱内预热，所述拉伸件和基座均为长方体结构，将沥青置于烘箱内加热至沥青呈流动状态；
[0008] S2、试件的初步制备：基座表面涂抹沥青形成长方形的固结层，固结层上粘结拉伸件，拉伸件和基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St；
[0009] S3、不同浸水时间的试件的制备：将S2中制备的试件以及配套试件置于预先设定了
温度的附属设备中，所述配套试件包括基座、沥青固结层和拉伸件，所述试件的基座和配套试件的基座浸入附属设备的蒸馏水中，基座的浸水高度小于基座的整体高度，改变基座的浸水时间，制备具有不同浸水时间的试件样品和具有不同浸水时间的配套试件样品；
[0010] S4、试件的剪切失效强度的测定：将S3中制备的具有不同浸水时间的试件样品立即置于预先设定温度的沥青路面含水油石界面固结强度剪切试验仪内进行剪切试验，记录各个试件的剪切失效荷载F，根据S2得到的固结面积St计算得到各个试件的剪切失效强度Rt；
[0011] S5、配套试件水油石界面含水率的模拟计算：采用ABAQUS的mass diffusion模
块，并根据S3中制备的配套试件的材质设置mass diffusion模块中的水分扩散系数Drock的数值，规定浸入水中的配套试件的所有面的水分浓度为1，模拟计算配套试件浸水时间与配套试件的水油石界面含水率之间的关系，并结合S4中得到不同浸水时间的试件的剪切失效强度Rt，得到试件的水油石界面含水率与试件的剪切失效强度Rt之间的关系。
[0012] 进一步的，所述S1中的拉伸件和基座置于80-120℃的烘箱内预热5-20min，所述拉伸件和基座的尺寸均为40*40*10mm的长方体石块，所述S1中的沥青为传统沥青、改性沥青或者沥青胶浆中的一种，所述S3中的配套试件与S2中制备的试件完全相同。
[0013] 进一步的，所述S3中的附属设备为小型恒温水浴箱，所述小型恒温水浴箱的内
侧壁的下部设置有温度
传感器，所述小型恒温水浴箱的外侧壁上设置有控制
表盘，所述小型恒温水浴箱的外侧壁的下部设置有延伸到小型恒温水浴箱内的控温元件，所述控温元件水平设置在小型恒温水浴箱内，所述控温元件为U型浸入式电
热管，所述温度传感器和控温元件均通过数据传输线与外部控制表盘连接。
[0014] 进一步的，所述S4中的沥青路面含水油石界面固结强度剪切试验仪包括底座和控温试验箱；
[0015] 所述底座包括第一板和长方体空腔，所述第一板直接与地面
接触，所述长方体空腔与第一板相互垂直且一体式连接，所述长方体空腔内设置有与第一板相平行的第二板，所述第二板将长方体空腔分为上、下两部分，所述长方体空腔的下部分设置有
压缩机，所述长方体空腔的上部分设置有
电动机，所述底座的顶部一体式设置有控温试验箱，所述压缩机的排气管与控温试验箱的进气口连接，所述压缩机用来实现对控温试验箱内温度的控制，所述电动机通过数据传输线与外部电脑连接；
[0016] 所述控温试验箱内部的顶端固定设置有上横梁，所述控温试验箱内部的底端的中心
位置固定设置有下钳口，所述上横梁的两端各活动连接有一个
丝杆，所述丝杆与控温试验箱的底端垂直，所述丝杆与控温试验箱内部的底端活动连接，两个所述丝杆上活动连接有一个下横梁，所述下横梁与上横梁平行且下横梁的竖直方向的
中轴线与控温试验箱竖直方向的中轴线重合，所述下横梁上通过铰接链杆连接有上钳口，两个所述丝杆的底端分别通过
联轴器与电动机的输出端连接，所述下横梁上设置有剪切力传感器，所述剪切力传感器通过数据传输线与外部电脑连接。
[0017] 进一步的，所述上钳口竖直方向的中轴线与下钳口竖直方向的中轴线相互错开，并且所述上钳口通过铰接链杆固定在下横梁上，所述电动机带动丝杆转动，所述丝杆带动下横梁沿着丝杆向上或向下移动。
[0018] 进一步的，在试验温度要求大于0℃时，首先将小型恒温水浴箱中的水和控温试验箱控制在所需温度，然后将试件放入小型恒温水浴箱中培养，培养完毕后，迅速将试件放入控温试验箱，稳定3-8min后即刻进行剪切试验；
[0019] 在试验温度小于0℃时，首先将小型恒温水浴箱中的水控制在4-6℃，将控温试验箱的
温度控制在试验要求的温度，然后将试件放入小型恒温水浴箱中培养，培养完毕后，取出试件用保鲜膜缠绕包裹，立即放入控温试验箱中，控温使得试件的温度达到实验的温度，最后拆除保鲜膜，稳定3-8min后进行剪切试验。
[0020] 进一步的，所述S2中的固结面积St满足St＝a×b×3/4，其中a为拉伸件或基座的长度，b为拉伸件或者基座的宽度，a与b的尺寸均为为40mm，所述S4中的剪切失效荷载F、固结面积St以及剪切失效强度Rt之间的关系满足Rt×St＝F。
[0021] 进一步的，所述S5中的界面含水率的模拟计算满足以下条件：
[0022]
[0023] 其中 表示界面含水率，Cm为水分浓度， 为试件水分承载的浓度极限值。
[0024] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：通过自行设计的数值模拟与室内试验相结合的研究方法，能够确定水油石界面含水率与试件的水油石界面的剪切强度之间的关系。将试件浸入到一定温度的水中，确保水油石界面达到一定的含水率；通过改变浸水时间，并且在达到规定的浸入时间后立即进行剪切强度的测试，定量研究浸水时间对试件的水油石界面剪切强度的影响。水从基座的底部渗透到水油石界面能够保证固结失效的产生，而且通过ABAQUS的mass diffusion模块设置
岩石材料中的水分扩散系数Drock，能够很好地得到试件的浸水时间与试件的水油石界面含水率的变化规律，这种数值模拟与室内试验相结合的方法有效改进了过去的经验法，确保试验数据更加精准科学。
附图说明
[0025] 图1是本发明沥青路面含水油石界面固结强度试验方法的
流程图；
[0026] 图2是本发明具体
实施例沥青路面含水油石界面固结强度剪切试验仪结构示意图；
[0027] 图3是附属设备的结构示意图；
[0028] 图4是本发明具体实施例的总体剪切强度和浸水时间关系曲线图
[0029] 图5是本发明具体实施例的试件浸水4h后的
含水量变化；
[0030] 图6是本发明具体实施例的试件表面含水量随浸水时间变化关系拟合曲线图；
[0031] 图7是本发明具体实施例中粘结料为基质沥青时试件在10℃下的总体剪切强度与界面含水率关系拟合；
[0032] 附图标记说明：1、上横梁；2、下横梁；3、铰接链杆；4、上钳口；5、丝杆；6、下钳口；7、
电机；8、底座；8-1、第一板；8-2第二板；8-3、长方体空腔；9、数据传输线；10、控温试验箱；11、压缩机；12、温度传感器；13、控温元件；14、小型恒温水浴箱；15、控制表盘。
具体实施方式
[0033] 为了使本发明的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0034] 如图1所示，本发明的具体实施方式是采用以下技术方案予以实现，沥青路面含水油石界面固结性能试验方法，具体步骤如下：
[0035] S1、试验前的准备：将拉伸件和基座置于烘箱内100℃下预热15min，所述拉伸件和基座均为长方体结构，将沥青置于135℃的烘箱内加热至沥青呈流动状态；
[0036] S2、试件的初步制备：基座表面涂抹沥青形成长方形的固结层，固结层上粘结拉伸件，拉伸件和基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St；
[0037] S3、不同浸水时间的试件的制备：将S2中制备的试件以及配套试件置于预先设定了温度的附属设备中，所述配套试件包括基座、沥青固结层和拉伸件，所述试件的基座和配套试件的基座浸入附属设备的蒸馏水中，基座的浸水高度小于基座的整体高度，改变基座的浸水时间，制备具有不同浸水时间的试件样品和具有不同浸水时间的配套试件样品；
[0038] S4、试件的剪切失效强度的测定：将S3中制备的具有不同浸水时间的试件样品立即置于预先设定温度的沥青路面含水油石界面固结强度剪切试验仪的控温试验箱内进行剪切试验，记录各个试件的剪切失效荷载F，根据S2得到的固结面积St计算得到各个试件的剪切失效强度Rt；
[0039] S5、配套试件水油石界面含水率的模拟计算：采用ABAQUS的mass diffusion模块，并根据S3中制备的配套试件的材质设置mass diffusion模块中的水分扩散系数Drock的数值，规定浸入水中的配套试件的所有面的水分浓度为1，模拟计算配套试件浸水时间与配套试件的水油石界面含水率之间的关系，并结合S4中得到不同浸水时间的试件的剪切失效强度Rt，得到试件的水油石界面含水率与试件的剪切失效强度Rt之间的关系。
[0040] 作为本发明的一优选方案，S1中的拉伸件和基座置于80-120℃的烘箱内预热5-20min，所述拉伸件和基座的尺寸均为40*40*10mm的长方体石块，所述S1中的沥青为传统沥青、改性沥青或者沥青胶浆中的一种，所述S3中的配套试件与S2中制备的试件完全相同。
[0041] 作为本发明的一优选方案，S3中的附属设备为小型恒温水浴箱14，小型恒温水浴箱14的内侧壁的下部设置有温度传感器12，小型恒温水浴箱14的外侧壁上设置有控制表盘15，小型恒温水浴箱14的外侧壁的下部设置有延伸到小型恒温水浴箱14内的控温元件13，控温元件13水平设置在小型恒温水浴箱14内，控温元件13为U型浸入式电热管，温度传感器
12和控温元件13均通过数据传输线与外部控制表盘连接，能够通过控制表盘15实现对小型恒温水浴箱14的温度控制，达到在不同温度下试件浸水养生的目的。控温元件13实现对小型恒温水浴箱14内水的加热。在使用该附属设备时，使用者首先通过控制表盘15设置所需温度，然后给附属设备通电，通过控温元件13对小型恒温水浴箱14内的水进行加热，同时温度传感器12将水的温度实时的传递给控制表盘15，当温度传感器12检测到水的温度达到控制表盘15起初设定的温度时，控制表盘15将控制控温元件13停止对水的加热。当温度传感器12检测到水的温度低于控制表盘15起初设定的温度时，控制表盘15将控制控温元件13继续对水进行加热。
[0042] 作为本发明的另一优选方案，S4中的沥青路面含水油石界面固结强度剪切试验仪包括底座8和控温试验箱10；
[0043] 底座8包括第一板8-1和长方体空腔8-3，第一板8-1直接与地面接触，长方体空腔8-3与第一板8-1相互垂直且一体式连接，长方体空腔8-3内设置有与第一板8-1相平行的第二板8-2，第二板8-2将长方体空腔8-3分为上、下两部分，长方体空腔8-3的下部分设置有压缩机11，长方体空腔8-3的上部分设置有电动机7，底座8的顶部一体式设置有控温试验箱
10，压缩机11的排气管与控温试验箱10的进气口连接，压缩机11用来实现对控温试验箱10内温度的控制，电动机7通过数据传输线9与外部电脑连接；
[0044] 控温试验箱10内部的顶端固定设置有上横梁1，控温试验箱10内部的底端的中心位置固定设置有下钳口6，上横梁1的两端各活动连接有一个丝杆5，丝杆5与控温试验箱10的底端垂直，丝杆5与控温试验箱10内部的底端活动连接，两个丝杆5上活动连接有一个下横梁2，下横梁2与上横梁1平行且下横梁2的竖直方向的中轴线与控温试验箱10竖直方向的中轴线重合，下横梁2上通过铰接链杆3连接有上钳口4，两个丝杆5的底端分别通过联轴器与电动机7的输出端连接，下横梁2上设置有剪切力传感器，剪切力传感器通过数据传输线9与外部电脑连接。
[0045] 作为本发明的一优选方案，上钳口4竖直方向的中轴线与下钳口6竖直方向的中轴线相互错开，并且上钳口4通过铰接链杆3固定在下横梁2上，从而可以保证试件受拉时受力方向的
稳定性，可消减弯矩对实验结果的影响，确保实验样品只受到剪切的作用，电动机7带动丝杆5转动，丝杆5带动下横梁2沿着丝杆5向上或向下移动。
[0046] 作为本发明的另一优选方案，在试验温度要求大于0℃时，首先将小型恒温水浴箱14中的水和控温试验箱10控制在所需温度，然后将试件放入小型恒温水浴箱14中培养，培养完毕后，迅速将试件放入控温试验箱10，稳定3-8min后即刻进行剪切试验；
[0047] 在试验温度小于0℃时，首先将小型恒温水浴箱14中的水控制在4-6℃，将控温试验箱10的温度控制在试验要求的温度，然后将试件放入小型恒温水浴箱14中培养，培养完毕后，取出试件用保鲜膜缠绕包裹，立即放入控温试验箱10中，控温使得试件的温度达到实验的温度，最后拆除保鲜膜，稳定3-8min后进行剪切试验。
[0048] 作为本发明的另一优选方案，S2中的固结面积St满足St＝a×b×3/4，其中a为拉伸件或基座的长度，b为拉伸件或者基座的宽度，a与b的尺寸均为为40mm，所述S4中的剪切失效荷载F、固结面积St以及剪切失效强度Rt之间的关系满足Rt×St＝F。
[0049] 作为本发明的另一优选方案，S5中的界面含水率的模拟计算满足以下条件：
[0050]
[0051] 其中 表示界面含水率，Cm为水分浓度， 为试件水分承载的浓度极限值。
[0052] 本发明中通过上述试验得到含水油石界面的剪切强度与浸水时间的数学关系，通过数值模拟得出油石界面含水率与浸水时间的关系，最终确定含水油石界面的总体剪切强度与含水率的拟合关系。
[0053] 本发明中对于S5的界面含水量的模拟计算，采用的是ABAQUS的mass diffusion模块。Abaqus/Standard提供了用于计算一种材料向另一种材料扩散的瞬态和稳态模型，例如水分子向石块试件的渗透扩散过程计算采用的是菲克定律的扩展形式，用来计算非均匀
溶解度的物质在基础材料中的扩散。
[0054] 1)控制方程
[0055] 渗透扩散问题的计算服从扩散相的
质量守恒定律：
[0056]
[0057] 式中，V为任意体积，S为V的表面，n为面S向外的法相，J为扩散相的扩散通量。
[0058] 2)本构关系
[0059] 扩散被假定为由化学势梯度驱动，给出基本的本构关系
[0060]
[0061] 式中，D(c，θ，f)为扩散系数；s(θ，f)为溶解度；ks(c，θ，f)为索雷特效应因子，与温度梯度有关影响扩散；θ为温度；θz为
绝对零度；kp(c，θ，f)为压
应力因子，与等效压应力梯度有关影响扩散。
[0062] 实施例一
[0063] S1、试验前的准备：将拉伸件和基座置于烘箱内预热，所述拉伸件和基座均为长方体结构，烘箱温度设定为100℃，预热15min；将基质沥青置于135℃左右的烘箱内加热至沥青呈流动状态，其中基质沥青用CA表示；
[0064] S2、试件的初步制备：基座表面涂抹沥青形成长方形的固结层，固结层上粘结拉伸件，拉伸件和基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St；本实例的拉伸件和基座均采用40*40*10mm的
花岗岩石块，首先将基质沥青CA涂抹于基座的边长为40mm*40mm的表面上形成长方形的固结层，固结层的一条边与基座表面的一条边完全重合，且固结层的涂抹面积占基座表面面积的3/4；然后用经过预热的刀刃将固结层刮平；最后将拉伸件的边长为40mm*40mm的表面与固结层贴合，拉伸件完全将固结层
覆盖，且固结层占拉伸件表面面积的3/4，此时拉伸件与基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St＝a×b×3/4，其中a为拉伸件或基座的长度，b为拉伸件或者基座的宽度，a与b的尺寸均为为40mm，St＝a×b×3/4＝40×40×3/4＝1200mm2；
[0065] S3、不同浸水时间的试件的制备：将S2中制备的试件以及配套试件置于设定温度是10℃的小型恒温水浴箱14中，配套试件包括拉伸件、基座和固结层，且配套试件与S2中制备的试件完全相同，将试件中的基座和配套试件中基座平躺的浸入小型恒温水浴箱14的蒸馏水中，浸水高度为基座厚度的1/2，浸水时间分别为0h、4h、24h、48h、96h和144h；
[0066] S4、试件的剪切失效强度的测定：将S3中制备的具有不同浸水时间的试件样品立即放入10℃的控温试验箱10，稳定5min后即刻进行试验，其中将试件中的拉伸件夹固在上钳口4上，将试件中的基座夹固在下钳口6上，通过电脑设置电动机7的转速，确保下横梁2的移动速率为1mm/min，对S3中制备的试件样品进行试验并获取各个试件的剪切失效荷载F，根据S2得到的固结面积St计算得到各个试件的剪切失效强度Rt，计算结果如表1和图4；
[0067] S5、配套试件水油石界面含水率的模拟计算：采用ABAQUS的mass diffusion模块，并根据S3中制备的配套试件的材质设置mass diffusion模块中的水分扩散系数Drock的数值，规定浸入水中的配套试件的所有面的水分浓度为1，模拟计算配套试件浸水时间与配套试件的水油石界面含水率之间的关系，并结合S4中得到不同浸水时间的试件的剪切失效强度Rt，得到试件的水油石界面含水率与试件的剪切失效强度Rt之间的关系；本实施例中扩散系数Drock，设置为0.6mm2/h，并根据以下计算公式：
[0068]
[0069] 表示配套试件的含水率，Cm为水分浓度，即为1， 为试块水分承载的浓度极限值，本实施例测得的配套试件的含水率为配套试件的水分承载的浓度极限值，得到如图6所示的试件浸水时间和界面含水量的拟合曲线，进而根据图3中拟合得到的曲线得到如图7中10℃下基质沥青的界面水含量与总体剪切失效强度Rt的关系。
[0070] 实施例二
[0071] S1、试验前的准备：将拉伸件和基座置于烘箱内预热，所述拉伸件和基座均为长方体结构，烘箱温度设定为100℃，预热15min；将
硅烷白
炭黑改性沥青置于135℃左右的烘箱内加热至沥青呈流动状态，其中硅烷白炭黑改性沥青用SSA表示；
[0072] S2、试件的初步制备：基座表面涂抹沥青形成长方形的固结层，固结层上粘结拉伸件，拉伸件和基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St；本实例的拉伸件和基座均采用40*40*10mm的花岗岩石块，首先将硅烷白炭黑改性沥青SSA涂抹于基座的边长为40mm*40mm的表面上形成长方形的固结层，固结层的一条边与基座表面的一条边完全重合，且固结层的涂抹面积占基座表面面积的3/4；然后用经过预热的刀刃将固结层刮平；最后将拉伸件的边长为40mm*40mm的表面与固结层贴合，拉伸件完全将固结层覆盖，且固结层占拉伸件表面面积的3/4，此时拉伸件与基座通过固结层连接组成试件，测量计算固结层的固结面积St＝a×b×3/4，其中a为拉伸件或基座的长度，b为拉伸件或者基座的宽度，a与b的尺寸均为为40mm，St＝a×b×3/4＝40×40×3/4＝1200mm2；
[0073] S3、不同浸水时间的试件的制备：将S2中制备的试件以及配套试件置于已经设定温度是10℃的小型恒温水浴箱14的蒸馏水中，配套试件包括拉伸件、基座和固结层，且配套试件与S2中制备的试件完全相同，将试件中的基座和配套试件中基座平躺的浸入小型恒温水浴箱14的蒸馏水中，浸水高度为基座厚度的1/2，浸水时间分别为0h、4h、24h、48h、96h和144h；
[0074] S4、试件的剪切失效强度的测定：将S3中制备的具有不同浸水时间的试件样品立即放入10℃的控温试验箱10，稳定5min后即刻进行试验，其中将试件中的拉伸件夹固在上钳口4上，将试件中的基座夹固在下钳口6上，通过电脑设置电动机7的转速，确保下横梁2的移动速率为1mm/min，对S3中制备的试件样品进行试验并获取各个试件的剪切失效荷载F，根据S2得到的固结面积St计算得到各个试件的剪切失效强度Rt，计算结果如表1和图4；
[0075] S5、界面含水量与浸水时间与实施例一的相同；这是因为实施例二与实施例一中的采用的拉伸件和基座是相同的，均为40*40*10mm的花岗岩石块，养生过程中水从基座向油石界面扩散，在扩散的过程中，水经过的材质都是基座，所以实施例二中的界面含水量与浸水时间的关系与实施例一中的一样，即浸水时间与界面含水量的关系只与基座有关，与基座与拉伸件之间所填的材质无关；
[0076] 表1基质沥青和改性沥青不同浸水时间下的总体剪切强度统计表
[0077]
[0078] 注意：浸水温度和控温试验箱10的试验温度均为10℃
[0079] 如图4和表1所示，可知无论是基质沥青沥青还是硅烷白炭黑改性沥青短时间的浸水就能使固结界面剪切强度出现大幅降低，而且均在48小时以后界面含水率趋于饱和，界面强度进入平稳下降阶段。
[0080] 通过对上述得到的浸水时间与总剪切强度关系的拟合，得到基质沥青的总剪切强度和浸水时间的拟合曲线方程为y＝2×10-5x2-0.004x+0.445，R2＝0.916；硅烷白炭黑改性沥青的总剪切强度和浸水时间的拟合曲线方程为y＝3×10-5x2-0.007x+0.638，R2＝0.895。
[0081] 通过计算，模拟得到了试件油石界面固结处平均含水率与浸水时间的关系如图6，且拟合曲线为Φ＝1-e0.0093-0.0188t，其中t为浸水时间，残差平方和SSe＝0.0045，R2＝0.9943。
[0082] 结合上述的试验结果和数值计算结果得到总体剪切强度和界面含水率Φ的关系，其中为了方便公式内表达将总体剪切强度简写为ToSS，即The overall shear strength。
[0083] 10℃下基质沥青总体剪切强度与界面含水量拟合曲线如图7，回归公式如下：
[0084]
[0085] 残差平方和SSe为0.0001，决定系数R2为0.99。明显拟合结果更好，说明变化规律更加稳定。
[0086] 10℃条件下硅烷白炭黑沥青总体剪切强度与界面含水率的回归公式如下：
[0087]
[0088] 残差平方和SSe为0.0001，决定系数R2为0.99。同样明显拟合结果更好，说明变化规律更加稳定。进一步地可以说明硅烷白炭黑改性沥青材料的抗水损害性能要比基质沥青的要好。
[0089] 综上所述，通过自行设计的数值模拟与室内试验相结合的研究方法，可以确定油石界面含水率与接触面总体剪切强度的关系。将试件浸入到一定温度的水中，以使油石界面达到一定的含水率，当达到规定的浸入时间后立即进行剪切强度的测试，来定量研究界面水对油石界面剪切强度的影响。水从从基座的底部渗透到油石界面能够保证固结失效的产生，而且通过ABAQUS的mass diffusion模块设置岩石材料中的水分扩散系数Drock模拟计算，能够很好地得到界面含水率的变化规律，有效改进了过去的经验法，确保试验数据更加精准科学。
[0090] 以上公开的仅为本发明的较佳实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
