CN110362930B - 一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法 - Google Patents

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CN110362930B CN201910646254.3A CN201910646254A CN110362930B CN 110362930 B CN110362930 B CN 110362930B CN 201910646254 A CN201910646254 A CN 201910646254A CN 110362930 B CN110362930 B CN 110362930B
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Abstract

本发明涉及道路工程领域,特别是涉及一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。本发明所提供的判别方法,包括:根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5;计算获得形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4,并进一步确定沥青路面基层病害的种类。本发明所提供的判别方法可以在不开挖路面的情况下,在路面表面表征基层损坏种类,是一种更为快速、有效的沥青路面基层损坏判别方法。

Description

一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法
技术领域
本发明涉及道路工程领域,特别是涉及一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
背景技术
半刚性基层指的是用无机结合料稳定材料铺筑的能结成板体并具有一定抗弯强度的基层,也就是采用无机结合料稳定碎石铺筑的基层。半刚性基层具有一定的板体性、刚度、扩散应力强,具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性。这些都符合路面基层的要求,使得路面基层受力性能良好,并且保证了基层的稳定性。半刚性基层在车辆荷载和温度应力的作用下回产生裂缝、松散和脱空等病害,由于基层处于路表下层,其病害难以及时察觉。由于半刚性基层为路面提供支撑,基层的损坏如不及时处理,会对路面以及行车安全产生不同程度的影响,造成一定的生命和经济损失。
目前针对旧路性能检测,主要有钻探取芯、FWD结构模量反算和探地雷达识别隐性病害等方法,钻探取芯是一种破坏性方法,且芯样结果不一定具有代表性;FWD结构模量反算,反演结果可重复性较差,模量反演复杂而困难;探地雷达对于实测图像的脱空病害判断目前仍无指标和标准,也缺乏对脱空尺寸和实测雷达图像特征之间关系的研究。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,包括:
根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上;
根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2  (1)
根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1  (2)
根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4  (3)
根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4  (4)
根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12  (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure BDA0002133522790000021
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率;
根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure BDA0002133522790000022
根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类。
在本发明一些实施方式中,所述沥青路面基层包括沥青面层、基层和底基层。
在本发明一些实施方式中,所述所述沥青路面基层位于路基上。
在本发明一些实施方式中,所述沥青路面基层病害的种类包括基层裂缝、基层松散和基层脱空,所述基层裂缝包括基层开裂、基层+底基层开裂、反射裂缝和贯穿裂缝,所述基层脱空包括反射裂缝脱空和非反射裂缝脱空。
在本发明一些实施方式中,自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点位于一条直线上。
在本发明一些实施方式中,所述第一位置点位于FWD弯沉盆中心,第一位置点、第二位置点之间的距离为19~21cm,第一位置点、第三位置点之间的距离为29~31cm,第一位置点、第四位置点之间的距离为59~61cm,第一位置点、第五位置点之间的距离为89~91cm。
在本发明一些实施方式中,当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.53~1.73时,沥青路面基层存在基层开裂;
当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.75~1.93时,沥青路面基层存在基层+底基层开裂;
当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.00~2.75时,沥青路面基层存在反射裂缝;
当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.75~3.50时,沥青路面基层存在贯穿裂缝;
当待判别路面位点的CI3>30且F4>0.5,沥青路面基层存在基层松散;
当待判别路面位点的Q4<0.35,沥青路面基层存在反射裂缝脱空;
当待判别路面位点的Q4<0.45、k1>3.5、且面层肉眼可见裂缝,沥青路面基层存在非反射裂缝脱空。
本发明第二方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
本发明第三方面提供一种设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述设备执行所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
本发明第四方面提供一种装置,所述装置可以包括:
数据获取模块,用于根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上;
形状参数F2计算模块,用于根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2  (1)
面积因子AREA计算模块,用于根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1  (2)
曲率指标CI3计算模块,用于根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4  (3)
形状指标F4计算模块,用于根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4   (4)
根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12  (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure BDA0002133522790000041
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率;
弯沉比指标Q4计算模块,用于根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure BDA0002133522790000042
判断模块,用于根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类。
附图说明
图1显示为本发明实施例1基层裂缝损坏模式示意图。
图2显示为本发明实施例1基层局部松散损坏模型示意图。
图3显示为本发明实施例1基层底部脱空损坏模型示意图。
图4显示为本发明实施例1所模拟的沥青路面结构开裂方式示意图。
图5显示为本发明FWD检测和弯沉盆曲线示意图。
具体实施方式
本发明发明人经过大量探索实验,发现沥青路面基层病害的类型与形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4之间存在特定的关联,从而提供了一种先进高效的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,在此基础上完成了本发明。
本发明第一方面提供一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,包括:
根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上;
根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2  (1)
根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1  (2)
根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4   (3)
根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4  (4)
根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12    (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure BDA0002133522790000051
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率,完好路面结构d10、d20两点的斜率可以根据平行实验进行确定,通常来说,可以根据待测路面的具体参数,构建完好路面结构(即没有明显路面病害),随后进行FWD检测,从而获取对应位置的d10、d20,并可以以完好路面结构原路面为基准,获得k10,例如,k10=(d10-d20)/Ld12
根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure BDA0002133522790000052
根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类。
本发明所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法中,所述沥青路面基层通常位于路基上,所述沥青路面基层通常包括沥青面层、基层和底基层。用于形成所述沥青面层的材料通常可以是SMA沥青玛蹄脂碎石、AC沥青混凝土等,其厚度通常可以为5~30cm。所述基层通常用于面层结构的应力分散层,形成基层的材料通常可以是无机结合料稳定类材料或无结合料材料等,其厚度通常可以为15~30cm。所述底基层通常用于基层的下卧受力层,形成底基层的材料通常可以是无机结合料稳定类材料或无结合料材料等,其厚度通常可以为15~30cm。所述沥青路面基层通常位于路基上,整体上构成沥青路面结构,其竖直方向上自下而上通常可以依次包括面层、基层、底基层和路基。所述路基通常用于支撑表面的沥青路面基层,形成路基的材料通常可以是压实土、改良土、换填土等,其厚度通常可以为80~120cm。
本发明所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法中,所述沥青路面基层病害的通常可以由于半刚性基层收缩开裂、疲劳开裂、材料松散或基层脱空等引起,所述沥青路面基层病害的种类可以包括基层裂缝、基层松散和基层脱空,所述基层裂缝可以包括基层开裂、基层+底基层开裂、反射裂缝和贯穿裂缝,所述基层脱空可以包括反射裂缝脱空和非反射裂缝脱空。
所述基层开裂通常指基层存在裂缝、而底基层和面层未出现裂缝的病害种类,这种病害种类通常从路面表面通过肉眼无法观测到。
所述基层+底基层开裂通常指基层、底基层同时存在裂缝、而面层未出现裂缝的病害种类,这种病害种类通常从路面表面通过肉眼无法观测到。
所述反射裂缝通常指面层、基层同时存在裂缝、而底基层未出现裂缝的病害种类,这种病害种类通常从路面表面可以通过肉眼观测到。
所述贯穿裂缝通常指面层、基层、底基层同时存在裂缝的病害种类,这种病害种类通常从路面表面可以通过肉眼观测到。
所述基层松散通常指基层的材料存在明显松动、但是未出现缺失,而底基层和面层未出现明显病害的病害种类,这种病害种类通常从路面表面通过肉眼无法观测到。
所述基层脱空通常指基层的材料存在明显缺失的病害种类。所述反射裂缝脱空通常指基层的材料存在明显缺失,且底基层未出现明显病害、而面层出现裂缝的病害种类,这种病害种类通常从路面表面可以通过肉眼观测到。所述非反射裂缝脱空通常指基层脱空中除了反射裂缝脱空以外的各种基层脱空的病害种类。
本发明所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法中,FWD检测通常可以通过落锤式弯沉仪实现。具体来说,FWD检测时通常可以在路面待判别点施加一定的竖直荷载,导致路面出现瞬间变形出现FWD弯沉盆,并得到路面瞬时变形情况的检测方法。
本发明所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法中,自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点通常位于一条直线上,所述第一位置点通常可以位于FWD弯沉盆中心,所述第一位置点位于FWD弯沉盆中心,第一位置点、第二位置点之间的距离为19~21cm,第一位置点、第三位置点之间的距离为29~31cm,第一位置点、第四位置点之间的距离为59~61cm,第一位置点、第五位置点之间的距离为89~91cm。所述各位置点的弯沉距离通常指相对于路面的原基础面来说,FWD弯沉盆发生瞬时,该位置点下沉的垂直变形距离。
本发明所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法中,可以根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类。通常来说,对于不同的层间状态,形状参数F2和面积因子AREA的比例在坐标轴上通常是线性的,且成反比,例如,在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中,随着形状参数F2逐渐增大,面积因子AREA逐渐减小,且成线性关系。
在本发明一优选实施方式中,对于未出现裂缝(完好路面)的弯沉盆的不同的层间状态所形成的AREA-F2曲线而言,在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中,当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧,即靠近原点的一侧,且v=1.53~1.73时,认为沥青路面基层存在基层开裂。在本发明另一优选实施方式中,在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中,当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧,即靠近原点的一侧,且v=1.75~1.93时,认为沥青路面基层存在基层+底基层开裂。在本发明另一优选实施方式中,在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中,当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧,即远离原点的一侧,且v=2.00~2.75时,认为沥青路面基层存在反射裂缝。在本发明另一优选实施方式中,在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中,当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧,即远离原点的一侧,且v=2.75~3.50时,认为沥青路面基层存在贯穿裂缝。在本发明一优选实施方式中,当待判别路面位点的CI3>30且F4>0.5,认为沥青路面基层存在基层松散。利用曲率指标CI3和形状指标F4可以判断基层松散状况。在本发明一优选实施方式中,当待判别路面位点的Q4<0.35,认为沥青路面基层存在反射裂缝脱空。在本发明一优选实施方式中,当待判别路面位点的Q4<0.45、k1>3.5、且面层肉眼可见裂缝,即k1相对于类似裂缝路面(例如,疲劳裂缝、收缩裂缝路面)高出20%,认为沥青路面基层存在非反射裂缝脱空。所述疲劳裂缝是指荷载反复作用下路面发生疲劳损伤,损伤累积最终表现为疲劳裂缝,所述收缩裂缝是指路面受低温收缩影响后,材料抗拉能力不足以抵抗收缩应力而产生的收缩开裂。通过弯沉比指标Q4可以对基层脱空类损坏进行判断,并且采用斜率指标可作为判断基层脱空的辅助指标。
本发明第二方面提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
本发明第三方面提供一种设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述设备执行本发明第一方面所提供的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
本发明第四方面提供一种装置,所述装置可以包括:
数据获取模块,用于根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上;
形状参数F2计算模块,用于根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2  (1)
面积因子AREA计算模块,用于根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1  (2)
曲率指标CI3计算模块,用于根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4   (3)
形状指标F4计算模块,用于根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4   (4)
斜率k1计算模块,用于根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12   (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
斜率比v计算模块,用于根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure BDA0002133522790000081
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率;
弯沉比指标Q4计算模块,用于根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure BDA0002133522790000082
判断模块,用于根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类。
本发明中,上述装置中各模块的运行原理可以参照如上所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,在此不做赘述。
本发明提供了一种新的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,该方法适用于半刚性基层沥青混凝土路面,采用斜率比v、曲率指标CI3、面积指标AREA、形状参数F2、形状指标F4、弯沉比指标Q4等参数表征基层损坏种类,可以在不开挖路面的情况下,在路面表面表征基层损坏种类,是一种更为快速、有效的沥青路面基层损坏判别方法,实现了对基层损坏类型的快速判别,进而为基层维修提供有益参考和依据。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了考虑裂缝、局部松散、层底脱空和层间滑移等多种半刚性基层损坏模式的沥青路面三维动力学有限元分析模型。
建模过程如下:
采用FWD测试设备的实际参数建立荷载模型。计算中用半正弦曲线描述FWD设备形成的脉冲荷载,荷载模型的表达式为式a。
P(t)=Pmaxsin(πt/T)   (a)
其中,T为荷载作用时间,取为0.03s,Pmax荷载作用的峰值,取为0.707MPa。
道路结构开裂方式如图4所示,裂缝损坏类型包括基层开裂、基层+底基层开裂、基层反射裂缝和路面贯穿裂缝四种,各结构层开裂均简化为单条贯穿横向裂缝,裂缝宽度由2mm~14mm不等,如图1所示。
采用松散区宽度和结构层模量衰减系数来表征不同严重程度的局部松散。基层局部松散简化为面层完好+基层松散、面层完好+基层、底基层松散、面层开裂+基层松散和面层开裂+基层、底基层松散四种基本类型,松散区宽度分为2m、4m、6m、8m和10m五种情况,结构层模量衰减系数取0.1、0.25、0.5和0.75四种情况,如图2。
采用构建脱空区域的方法来模拟实际工程中层间分离的脱空情况,脱空区域假定为长方形,长边贯穿道路横断面,短边长为0.4m、0.6m、0.8m、1m和1.2m不等,脱空高度分别假定了1cm、3cm、5cm三种情况,如图3所示。
设置了三种沥青面层和基层之间的接触条件:①层与层之间用TIE连接,表示层间连续;②层与层之间摩擦接触,摩擦系数μ为0.2,表示层间处于连续和滑动之间;③层间滑动接触,此时摩擦系数为零,代表层间粘结脱落。基层与底基层、底基层与土基之间则设置连续接触。
利用模型获取落锤式弯沉仪作用下的弯沉数据,FWD检测和弯沉盆曲线示意图如图5所示,然后并计算各项弯沉盆参数,随后分析一项或者多项弯沉盆参数指标,提出如下判别指标,具体如表1所示。
表1基于FWD弯沉盆指标的基层损坏判别方法
Figure BDA0002133522790000091
Figure BDA0002133522790000101
实施例2
为了验证上述沥青路面基层损坏判别方法,在G1501南环3标K112+690-K114+600上选取了10个测点,开展FWD弯沉检测和沥青层铣刨损坏调查,道路结构形式如下表2所示,FWD实测弯沉值如表3。
表2道路结构形式
Figure BDA0002133522790000102
对现场10处点位进行FWD弯沉检测并判断其开裂程度。
根据上述沥青路面基层损坏判断标准,对弯沉结果进行分析,病害识别结果如表4所示,表4中,沥青面层的裂缝均通过肉眼观测其层体表面进行判断。结果显示基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法的识别率高,可有效识别基层损坏类型。
表3 G1501南环3标K112+690-K114-600路段实测FWD弯沉值
Figure BDA0002133522790000103
表4 G1501南环3标K112+690-K114+600路段各测点损坏调查结果
Figure BDA0002133522790000111
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,包括:
根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上,且所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点位于一条直线上;
根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2    (1)
根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1    (2)
根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4    (3)
根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4    (4)
根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12    (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure FDA0003974832810000011
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率;
d10、d20的获取方法为:构建完好路面结构后进行FWD检测,获取对应位置的d10、d20
根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure FDA0003974832810000012
根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类;
1)在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中:
1-1)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.53~1.73时,沥青路面基层存在基层开裂;
1-2)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.75~1.93时,沥青路面基层存在基层+底基层开裂;
1-3)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.00~2.75时,沥青路面基层存在反射裂缝;
1-4)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.75~3.50时,沥青路面基层存在贯穿裂缝;
2)当待判别路面位点的CI3>30且F4>0.5,沥青路面基层存在基层松散;
3)当待判别路面位点的Q4<0.35,沥青路面基层存在反射裂缝脱空;
4)当待判别路面位点的Q4<0.45、k1>3.5、且面层肉眼可见裂缝,沥青路面基层存在非反射裂缝脱空。
2.如权利要求1所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,其特征在于,所述沥青路面基层包括沥青面层、基层和底基层。
3.如权利要求1所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,其特征在于,所述沥青路面基层位于路基上。
4.如权利要求1所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,其特征在于,所述沥青路面基层病害的种类包括基层裂缝、基层松散和基层脱空,所述基层裂缝包括基层开裂、基层+底基层开裂、反射裂缝和贯穿裂缝,所述基层脱空包括反射裂缝脱空和非反射裂缝脱空。
5.如权利要求4所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法,其特征在于,所述第一位置点位于FWD弯沉盆中心,第一位置点、第二位置点之间的距离为19~21cm,第一位置点、第三位置点之间的距离为29~31cm,第一位置点、第四位置点之间的距离为59~61cm,第一位置点、第五位置点之间的距离为89~91cm。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一权利要求所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
7.一种设备,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述设备执行如权利要求1-5任一权利要求所述的基于弯沉盆参数的沥青路面基层损坏判别方法。
8.一种装置,所述装置可以包括:
数据获取模块,用于根据在待判别路面位点进行的FWD检测,分别获取路面第一位置点弯沉距离d1、第二位置点弯沉距离d2、第三位置点弯沉距离d3、第四位置点弯沉距离d4和第五位置点弯沉距离d5,所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点依次位于自FWD弯沉盆中心向其边缘的延伸方向上,且所述第一位置点、第二位置点、第三位置点、第四位置点和第五位置点位于一条直线上;
形状参数F2计算模块,用于根据式(1)计算获得形状参数F2
F2=(d1-d3)/d2    (1)
面积因子AREA计算模块,用于根据式(2)计算获得面积因子AREA:
AREA=15(d1+2d3+2d4+d5)/d1    (2)
曲率指标CI3计算模块,用于根据式(3)计算获得曲率指标CI3
CI3=d3-d4    (3)
形状指标F4计算模块,用于根据式(4)计算获得形状指标F4
F4=(d3-d5)/d4    (4)
根据式(5)计算获得斜率k1
k1=(d1-d2)/Ld12    (5)
其中,Ld12为第一位置点、第二位置点之间的距离;
根据式(6)计算获得斜率比v:
Figure FDA0003974832810000031
其中,k10为完好路面结构d10、d20两点的斜率;
d10、d20的获取方法为:根据待测路面的具体参数,构建完好路面结构后进行FWD检测,从而获取对应位置的d10、d20
弯沉比指标Q4计算模块,用于根据式(7)计算获得弯沉比指标Q4
Figure FDA0003974832810000032
判断模块,用于根据形状参数F2、面积因子AREA、曲率指标CI3、形状指标F4、斜率k1、斜率比v、弯沉比指标Q4确定沥青路面基层病害的种类;
1)在以F为x轴,AREA为y轴的坐标系中:
1-1)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.53~1.73时,沥青路面基层存在基层开裂;
1-2)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线左侧、且v=1.75~1.93时,沥青路面基层存在基层+底基层开裂;
1-3)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.00~2.75时,沥青路面基层存在反射裂缝;
1-4)当待判别路面位点的AREA-F2所在的坐标点位于完好路面的AREA-F2曲线右侧、且v=2.75~3.50时,沥青路面基层存在贯穿裂缝;
2)当待判别路面位点的CI3>30且F4>0.5,沥青路面基层存在基层松散;
3)当待判别路面位点的Q4<0.35,沥青路面基层存在反射裂缝脱空;
4)当待判别路面位点的Q4<0.45、k1>3.5、且面层肉眼可见裂缝,沥青路面基层存在非反射裂缝脱空。
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