CN113529511A - 一种复合式路面结构设计方法、装置、设备和制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式路面结构设计方法，该方法包括：取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构。本发明将RAP混凝土用于HMA/PCC复合式路面结构体系，正好可以扬长避短，发挥其优良抗弯拉性能，且规避其抗冲击和磨耗性能差的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及复合式路面结构领域，特别涉及一种复合式路面结构设计方 法、装置、设备和制作方法。
背景技术
复合式路面结构刚柔结合，是耐久性路面结构类型，其中水泥混凝土层 (PCC)位于下层，主要起承载的作用，沥青混凝土层(HMA)位于上层，具 有较好的平整度和行车效果，发挥功能性作用，且缓冲行车荷载和气候因素对 水泥混凝土层的影响，能大大减少以往水泥路面板接缝处冲蚀、唧泥、脱空、 断板和错台等病害。设计要求PCC层抗疲劳开裂和耐久，HMA层具有较好的 路表使用性能和安全性。
沥青路面回收材料(RAP)可以用于生产混凝土，且研究表明掺入RAP 能够增大混凝土的韧性和塑形变形能力，提高混凝土板的抗裂性能，适合用于 公路水泥混凝土路面板。然而RAP混凝土抗压强度小于同等水泥用量的普通 水泥混凝土，磨损量相对较大，且随着RAP掺量增大，混凝土抗压强度逐渐 降低和磨损量逐渐增大，从而导致RAP混凝土抗行车荷载冲击和磨耗性能不 足，不适合用于公路水泥混凝土路面的表面层。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种复合式路面结构设计方法、 装置、设备和制作方法。
本发明实施例提供一种复合式路面结构设计方法，包括：
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作 为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路 面回收材料RAP的最大掺量；
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、 最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括： 沥青路面回收材料RAP。
在一个具体实施例中，所述沥青混凝土层HAM的厚度上限的确定，具体 包括：
当沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时，通过下式，确定沥青 混凝土层HAM的厚度上限；其中，通过试验获得沥青混凝土的永久变形量；
Ra＝-0.083d2+2.987d-7.134
Ra＜R’a
式中：Ra——永久变形量，mm；
R’a——容许永久变形量，mm；
d——沥青层厚度，mm。
在一个具体实施例中，在试验温度60℃，压强0.7MPa，加载次数2520次 时，试验获得沥青混凝土的永久变形量。
在一个具体实施例中，所述沥青混凝土层HAM的厚度下限的确定，具体 包括：
当沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 时，通过沥青层厚度与最大剪应力的直线关系，确定沥青混凝土层HAM的厚 度下限。
在一个具体实施例中，所述沥青路面回收材料RAP的最大掺量确定，具 体包括：
当沥青路面回收材料RAP的抗弯拉强度满足相应交通荷载等级的强度标 准值时，通过下式，确定沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
TIDT-2＝4.190d2-7.544d+0.293log(T-18)+4.267
式中：TIDT-2——IDT强度，MPa；
d——RAP掺量，％；
T——养生龄期，一般取28d和90d。
在一个具体实施例中，所述沥青路面回收材料RAP的抗弯拉强度与所述 交通荷载等级的强度标准值的对应关系为：
一种复合式路面结构设计装置，包括：
HAM厚度上限确定模块，用于取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久 变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
HAM厚度下限确定模块，用于根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力 小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
RAP最大掺量确定模块，用于根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定 水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
PCC厚度确定模块，用于采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC 的厚度；
路面结构设计模块，用于根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝 土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路 面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括： 沥青路面回收材料RAP。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的方法的步骤。
一种复合式路面结构制作方法，包括：
将沥青路面回收材料RAP掺入沥青混凝土层HAM和水泥混凝土层PCC；
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作 为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路 面回收材料RAP的最大掺量；
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、 最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，制作复合式路面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC。
在一个具体实施例中，一种复合式路面结构制作方法，还包括：
当沥青路面回收材料RAP的最大掺量不能有效利用RAP时，添加纤维； 且纤维掺量由试验获取。
本发明实施例提供的上述复合式路面结构设计方法、装置、设备和制 作方法，与现有技术相比，其有益效果如下：
鉴于沥青路面回收材料(RAP)的混凝土虽有优良的抗弯拉性能，但不适 用于公路路面表面层，将RAP混凝土用于HMA/PCC复合式路面结构体系， 正好可以扬长避短，发挥其优良抗弯拉性能，且规避其抗冲击和磨耗性能差的 缺点。本发明以容许永久变形量为指标设计沥青混凝土层(HMA)厚度上限， 以粘结层容许剪应力为指标设计沥青混凝土层(HMA)厚度下限，采用复合 板模型设计混凝土层(PCC)厚度，从而形成一种采用RAP混凝土的复合式 路面结构。
附图说明
图1为一个实施例中提供的复合式路面结构设计流程示意图；
图2为一个实施例中提供的沥青层最大剪应力与厚度的关系图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅 用以解释本申请，并不用于限定本申请。
根据国内外HMA/PCC复合式路面应用状况，车辙变形、层间滑移和反射 裂缝是HMA层的主要病害，由于HMA层的保护作用，PCC层的病害较少。 以《公路水泥混凝土路面设计规范》和《公路沥青路面设计规范》为基础，并 满足其相关要求，本发明基于防治车辙、层间滑移破坏和反射裂缝等病害的设 计理念，采用复合板力学模型进行路面结构分析，提出HMA/PCC复合式路面 结构设计方法，包括三个部分的内容：一是HMA层的材料和厚度设计，满足路面抗车辙变形、抗层间剪切破坏和抗裂功能；二是PCC层的材料、厚度和 尺寸设计，防治混凝土板在交通荷载和温度梯度综合作用下的疲劳和极限开 裂；另外还有层间处治措施设计，抑制PCC层的接缝向上层HMA反射。主要 的设计流程如图1所示。
(1)HMA层设计
主要包括材料和结构层厚度设计。HMA是功能层，要求具有较好的平整 度、较高的横向力摩擦系数、耐磨损和防止雨水渗入路面结构层内部。这就要 求沥青混凝土具有满足上述路用性能的品质。在试验温度60℃，压强0.7MPa， 加载次数2520次时，试验取得沥青混凝土永久变形量。HAM层永久变形量， 由回归公式(1)计算，取接近容许永久变形量的厚度值为沥青层厚度设计上 限。由沥青层层底最大剪应力应小于层间结合材料的容许剪应力，采用图2中 相应关系，设计沥青层厚度下限。
Ra＝-0083d2+2.987d-7.134 R2＝0.999
Ra＜R’a
式中：Ra——永久变形量，mm；
R’a——容许永久变形量，mm；
d——沥青层厚度，mm。 (1)
(2)PCC层设计
PCC层的设计也主要是材料和厚度设计。由于HMA层的保护作用，PCC 层的混凝土要求可以有所降低，这就为抗冲击性能和耐磨性稍差的RAP混凝 土应用提供了有利条件，但是RAP混凝土抗弯拉强度需满足相应交通荷载等 级的强度标准值要求。根据不同交通荷载等级的强度标准值，RAP的最大掺量 可以由回归公式(2)反算得到，当计算得出的RAP掺量较小，不能有效利用 RAP时，可以采用添加纤维等措施，提高RAP混凝土弯拉强度，纤维掺量由 试验获取，并进行高温条件下的间接拉伸试验，IDT强度标准参考表1取值。 采用复合板力学模型设计HMA/PCC复合式路面的水泥混凝土板厚度。
TIDT-2＝4.190d2-7.544d+0.293log(T-18)+4.267
式中：TIDT-2——IDT强度，MPa；
d——RAP掺量，％；
T——养生龄期，一般取28d和90d。(2)
表1 IDT强度标准取值表
(3)层间处治措施设计
可以从解决水泥混凝土板开裂、增大沥青面层的防裂功能和采取层间隔离 防裂措施，技术经济比较后综合选取层间处治措施。对混凝土面板接缝上方的 沥青混凝土锯缝和密封，是应用较为成功的措施，而且造价低，经济效益好。
在一个具体实施例中，本发明的HMA/PCC复合式路面设计流程如下：
1、按照规范要求，调查获取交通参数，确定交通荷载等级。
2、路基土质及顶面当量回弹模量，湿度和温度条件等其他影响因素调查。
3、沥青混凝土材料满足设计功能性要求，采用永久变形量计算公式，采 用容许永久变形量反算对应的HMA层厚度，作为厚度设计上限；由沥青层层 底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力的原则，设计沥青层厚度下限。
4、由回归公式试算RAP混凝土中回收材料的掺量，当掺量不符合设计掺 量要求时，采用纤维提高RAP混凝土弯拉强度，并开展间接拉伸试验，确定 满足弯拉强度标准条件下的纤维掺量和高温抗弯拉性能。
5、选择适用的反射裂缝处治措施。
6、初拟HMA/PCC路面结构。
7、采用复合板等效厚度和截面弯曲刚度，验算复合板在设计基准期内 在荷载和温度梯度综合作用下，PCC板不产生疲劳断裂，在最重轴载和最大 温度梯度综合作用下，PCC板不产生极限开裂。
8、采用车辙预估模型，验算HMA层永久变形量是否满足规范要求。
9、验算层间剪应力小于层间粘结材料的容许剪应力。
10、上述7、8和9任何一项不能满足规范要求，流程步骤回到6重新设 定材料参数，结构层厚度或改变层间处治措施。
11、验算内容满足要求，对符合要求的路面结构设计方案进行技术经济比 较，确定HMA/PCC复合式路面结构。
一个实施例中，提供的一种复合式路面结构设计装置，该装置包括：
HAM厚度上限确定模块，用于取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久 变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限。
HAM厚度下限确定模块，用于根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力 小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限。
RAP最大掺量确定模块，用于根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定 水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量。
PCC厚度确定模块，用于采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC 的厚度。
路面结构设计模块，用于根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝 土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路 面结构。
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括： 沥青路面回收材料RAP。
关于复合式路面结构设计装置的具体限定可以参见上文中对于复合式路 面结构设计方法的限定，在此不再赘述。上述复合式路面结构设计装置中的各 个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形 式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机 设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
一个实施例中，提供的一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中 存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作 为沥青混凝土层HAM的厚度上限。
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限。
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路 面回收材料RAP的最大掺量。
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度。
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、 最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构。
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括： 沥青路面回收材料RAP。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于 一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述 各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、 存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的 至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、 磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory， SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM) 等。
一个实施例中，提供的复合式路面结构制作方法，包括：
将沥青路面回收材料RAP掺入沥青混凝土层HAM和水泥混凝土层PCC。
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作 为沥青混凝土层HAM的厚度上限。
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力 原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限。
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路 面回收材料RAP的最大掺量。
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度。
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、 最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，制作复合式路面结构。
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水 泥混凝土层PCC。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述 实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特 征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。还有，以上所述实 施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此 而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种复合式路面结构设计方法，其特征在于，
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括：沥青路面回收材料RAP。
2.如权利要求1所述的复合式路面结构设计方法，其特征在于，所述沥青混凝土层HAM的厚度上限的确定，具体包括：
当沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时，通过下式，确定沥青混凝土层HAM的厚度上限；其中，通过试验获得沥青混凝土的永久变形量；
Ra＝-0.083d2+2.987d-7.134
Ra＜R'a
式中：Ra——永久变形量，mm；
R’a——容许永久变形量，mm；
d——沥青层厚度，mm。
3.如权利要求2所述的复合式路面结构设计方法，其特征在于，
在试验温度60℃，压强0.7MPa，加载次数2520次时，试验获得沥青混凝土的永久变形量。
4.如权利要求1所述的复合式路面结构设计方法，其特征在于，所述沥青混凝土层HAM的厚度下限的确定，具体包括：
当沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力时，通过沥青层厚度与最大剪应力的直线关系，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限。
5.如权利要求1所述的复合式路面结构设计方法，其特征在于，所述沥青路面回收材料RAP的最大掺量确定，具体包括：
当沥青路面回收材料RAP的抗弯拉强度满足相应交通荷载等级的强度标准值时，通过下式，确定沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
TIDT-2＝4.190d2-7.544d+0.293log(T-18)+4.267
式中：TIDT-2——IDT强度，MPa；
d——RAP掺量，％；
T——养生龄期，一般取28d和90d。
6.如权利要求5所述的复合式路面结构设计方法，其特征在于，所述沥青路面回收材料RAP的抗弯拉强度与所述交通荷载等级的强度标准值的对应关系为：
7.一种复合式路面结构设计装置，其特征在于，包括：
HAM厚度上限确定模块，用于取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
HAM厚度下限确定模块，用于根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
RAP最大掺量确定模块，用于根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
PCC厚度确定模块，用于采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；
路面结构设计模块，用于根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，设计复合式路面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水泥混凝土层PCC；所述沥青混凝土层HAM和所述水泥混凝土层PCC均包括：沥青路面回收材料RAP。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种复合式路面结构制作方法，其特征在于，包括：
将沥青路面回收材料RAP掺入沥青混凝土层HAM和水泥混凝土层PCC；
取沥青混凝土的永久变形量接近容许永久变形量时对应的沥青层厚度，作为沥青混凝土层HAM的厚度上限；
根据沥青混凝土层HAM层底最大剪应力小于层间结合材料的容许剪应力原则，确定沥青混凝土层HAM的厚度下限；
根据不同交通荷载等级的强度标准值，确定水泥混凝土层PCC中沥青路面回收材料RAP的最大掺量；
采用复合板力学模型，确定水泥混凝土层PCC的厚度；
根据沥青混凝土层HAM的厚度上限、沥青混凝土层HAM的厚度下限、最大掺量和水泥混凝土层PCC的厚度，制作复合式路面结构；
其中，所述复合式路面结构包括：上层的沥青混凝土层HAM和下层的水泥混凝土层PCC。
10.如权利要求9所述的复合式路面结构制作方法，其特征在于，还包括：
当沥青路面回收材料RAP的最大掺量不能有效利用RAP时，添加纤维；且纤维掺量由试验获取。
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|---|---|---|---|---|
| AT504483A4 (de) * | 2006-12-22 | 2008-06-15 | Univ Wien Tech | Gleitlagerung für betonplatten, verfahren zur herstellung einer betonplatte und bauwerk mit einer gleitlagerung |
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| CN108170880A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-15 | 东南大学 | 一种考虑面层剪切疲劳的沥青路面结构设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 时宁: "RAP混凝土路用性能及其在HMA/PCC路面应用研究", 《中国优秀博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
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