CN111426584B - 一种半刚性路面结构可靠性评价方法 - Google Patents

一种半刚性路面结构可靠性评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半刚性路面结构可靠性评价方法，通过该评价方法可以得知路面结构强度是否满足要求，用于道路补强设计。包括以下步骤：先通过激光动态弯沉连续检测车获取不同轴载下的路面弯沉数据；然后拟合轴载‑弯沉值即Pi‑Li的关系曲线，再根据Pi‑Li关系曲线推算路面反应模数Ri与轴向载荷值Pi的关系图，并求得路面反应模量极值对应的轴向载荷值Pe；最后计算路面结构可靠性指标Wrp。本发明能够实现半刚性路面可靠性的快速评价，为道路管养措施的选择提供依据。

Description

一种半刚性路面结构可靠性评价方法
技术领域
本发明属于半刚性路面结构强度可靠性评价技术领域，具体涉及一种半刚性路面结构可靠性评价方法。
背景技术
路面结构强度评价是进行路面养护决策的重要依据，是路面管理系统的重要组成部分，沥青路面在使用过程中，其结构强度随累计轴载作用次数的增加而逐渐衰减，当路面的结构强度降低到一定程度时，就需要进行大中修进行补强，以恢复和提高路面结构的使用性能。因此，准确地评价沥青路面结构使用性能，可以使我们掌握对路面结构进行大中修的最佳时机，为制定中长期养护规划打下基础。
在传统的道路承载性能评价中，半刚性基层的可靠性水平与作用力之间并不能建立明显的关系。这是由于即在100kN标准载荷下，线性弹性阶段会发生变形，而半刚性基层在与路基的联合承载中几乎不会受到荷载的影响。因此，为了评估刚性基层在道路重建和维修过程中进一步使用的适用性，应当在超过100kN标准载荷的1.5～2倍的条件下进行测试。同时，采用路面反应模量极值对应的轴向载荷值可用于评估整个半刚性路面结构的能力可靠性。此外，弯沉值能够从整体上反映路面结构各层次的整体强度，是道路承载性能评价的主要指标。采用不同载荷水平测试路面结构的动态弯沉可以建立变形曲线的非线性特征，通过计算半刚性路面结构可靠性水平Wrp评价路面的结构使用性能。这种评估半刚性路面性能的方法既简单又有效，评估结果可直接用于道路的维修养护决策中。
发明内容
为克服现有路面结构可靠性评估方法存在的评估结果的可靠性较差、模型参数的确定较困难等问题，本发明提出了一种简单有效的半刚性路面结构可靠性评价方法。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案，一种半刚性路面结构可靠性评价方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在20±5℃的环境条件下，利用激光动态弯沉连续检测车在三种不同轴载P1、P2、P3作用下，测得相应路面的弯沉值L1、L2、L3；
(2)建立轴载-弯沉值即Pi-Li的关系曲线，并推算路面反应模数Ri与轴向载荷值Pi的关系图，求得路面反应模量极值对应的轴向载荷值Pe；
(3)利用轴向载荷值Pe和路面设计轴载Ps来计算路面结构可靠性指标Wrp。
上述步骤(1)中不同轴载满足以下条件：130kN≤P1≤210kN、130kN≤P2≤210kN、130kN≤P3≤210kN，且P1≤0.85P2和P2≤0.85P3。
上述步骤(1)中激光动态弯沉连续检测车特征如下：采用多普勒激光探头检测路面变形速度，从而能够在高速行驶过程中测量路面的动态弯沉，其后轮轴载在10～20t范围内变化。
上述步骤(2)中轴向载荷值Pi和弯沉值Li之间的关系如下：
Figure BDA0002413255820000021
式中：a和b为经验系数。
上述步骤(2)中路面反应模数Ri与轴向载荷值Pi的关系如下：
Figure BDA0002413255820000022
式中：Ri为路面反应模数(N/m)。
将公式(1)代入公式(2)得：
Figure BDA0002413255820000023
通过公式(3)可以求得路面反应模量极值对应的轴向载荷值Pe。
上述步骤(3)中路面结构可靠性指标Wrp计算方法如下：
Figure BDA0002413255820000024
式中：Ps为路面设计轴向载荷，N；
Pe为对应于路面反应模量极值的轴向载荷值，N。
可靠性指标Wrp不小于0.35时，表明所检测路段的路面结构强度满足使用要求。
本发明具有以下有益效果：采用激光动态弯沉连续检测车可以快速连续测得弯沉数据，该弯沉数据可以反映出真实的车辆荷载检测结果，能够显著提高路面结构可靠性评价的准确性与高效性。并进一步通过路面结构可靠性指标Wrp简单有效的评价路面结构强度是否满足承载能力要求，为道路养护、维修和大修的措施选择提供依据。
附图说明
图1是路面反应模数(Ri)与轴向载荷值(Pi)的关系图。
具体实施方式
以下结合某高速一段实测数据进一步阐述本发明。
首先采用激光动态弯沉连续检测车对该高速路段弯沉数据进行实测，调整后轮轴载为13t、17t、21t分别检测道路弯沉值，检测范围为3个车道，2个方向，长度为5公里。检测结果如表1。
表1检测结果
Figure BDA0002413255820000031
Figure BDA0002413255820000041
Figure BDA0002413255820000051
Figure BDA0002413255820000061
Figure BDA0002413255820000071
Figure BDA0002413255820000081
计算各路段在不同荷载条件下的平均弯沉值，并拟合求解相关参数a和b，计算结果如表2所示。
表2回弹弯沉平均值及相关参数拟合结果
Figure BDA0002413255820000082
根据公式(3)计算各路段的路面反应模数(Ri)与轴向载荷值(Pi)的关系，如图1所示。
根据图1和公式(4)求得相应的轴向载荷值Pe和可靠性指标Wrp，计算结果如表3所示。
表3计算轴向载荷值Pe和半刚性路面可靠性指标Wrp的结果
Figure BDA0002413255820000083
具体依据所需的强度储备、道路等级和气候条件，当可靠性指标Wrp不小于0.3，则将确保路面的可靠运行，满足承载能力要求。
计算出来的可靠性指标Wrp都不小于0.35，表明所选的6条检测路段的路面结构强度都满足要求。这种评价半刚性路面结构强度的方法简单有效，为道路管养措施的决策提供依据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种半刚性路面结构可靠性评价方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在20±5℃的环境条件下，利用激光动态弯沉连续检测车在三种不同轴向载荷值P1、P2、P3作用下，测得相应路面的弯沉值L1、L2、L3；
(2)建立轴向载荷值-弯沉值即Pi-Li的关系曲线，并推算路面反应模量Ri与轴向载荷值Pi的关系图，进一步求得路面反应模量极值对应的轴向载荷值Pe；
(3)利用轴向载荷值Pe和路面设计轴向载荷值Ps来计算路面结构可靠性指标Wrp；
其具体过程为：
轴向载荷值Pi和弯沉值Li之间的关系如下：
Figure FDA0003819714130000011
式中：a和b为经验系数；
推算路面反应模量Ri与轴向载荷值Pi的关系如下：
Figure FDA0003819714130000012
式中：Ri为路面反应模量，N/m；
将公式(1)代入公式(2)得：
Figure FDA0003819714130000013
通过公式(3)求得路面反应模量极值对应的轴向载荷值Pe；
路面结构可靠性指标Wrp计算方法如下：
Figure FDA0003819714130000014
式中：Ps为路面设计轴向载荷，N；Pe为对应于路面反应模量极值的轴向载荷值，N；
可靠性指标Wrp不小于0.35时，表明所检测路段的路面结构强度满足使用要求。
2.根据权利要求1所述的半刚性路面结构可靠性评价方法，其特征在步骤(1)中不同轴向载荷值满足以下条件：130kN≤P1≤210kN、130kN≤P2≤210kN、130kN≤P3≤210kN，且P1≤0.85P2和P2≤0.85P3。
3.根据权利要求1所述的半刚性路面结构可靠性评价方法，其特征在于步骤(1)中激光动态弯沉连续检测车特征如下：采用多普勒激光动态弯沉连续检测车检测路面变形，从而能够在快速行驶过程中测量路面的动态弯沉，多普勒激光动态弯沉连续检测车的后轮轴向载荷值在10～25t范围内变化。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102162217A (zh) * 2010-11-18 2011-08-24 武汉武大卓越科技有限责任公司 激光动态弯沉测量车
CN110243682A (zh) * 2019-06-24 2019-09-17 河南省高远公路养护技术有限公司 一种基于路面动态弯沉的道路承载性能评价方法
CN110334473A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 长沙理工大学 一种基于模量衰变的沥青路面结构相对弯沉的计算方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102162217A (zh) * 2010-11-18 2011-08-24 武汉武大卓越科技有限责任公司 激光动态弯沉测量车
CN110243682A (zh) * 2019-06-24 2019-09-17 河南省高远公路养护技术有限公司 一种基于路面动态弯沉的道路承载性能评价方法
CN110334473A (zh) * 2019-07-16 2019-10-15 长沙理工大学 一种基于模量衰变的沥青路面结构相对弯沉的计算方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
半刚性基层沥青路面按弯沉等效的轴载换算公式的研究;王辉等;《公路》;20020430(第04期);全文 *
基于实测弯沉等效的重载交通沥青路面轴载换算;肖田等;《河北工业大学学报》;20111215(第06期);全文 *
基于弯沉等效的柔性基层沥青路面轴载换算原则;蒋建明等;《山西建筑》;20130101(第01期);全文 *
重载沥青路面轴载换算方法;郭炜;《内蒙古公路与运输》;20090830(第04期);全文 *

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