[发明专利]一种保证重载交通沥青路面使用寿命的路面设计方法

权利要求书

1.一种保证重载交通沥青路面使用寿命的路面设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在不同载荷条件下对沥青路面进行性能分析和试验，获取沥青路面材料的应力与变形特性、疲劳特性；

(2)根据所述沥青路面材料的应力与变形特性、疲劳特性和设计路面的轴载情况，选定沥青路面材料的设计参数；

(3)根据沥青路面材料的设计参数分析沥青路面结构的受力特性；

(4)构建重载交通条件下沥青路面使用寿命计算模型；

(5)分析路面结构层厚度、刚度、土基模量、轴载对沥青路面使用寿命影响的敏感性，确定沥青路面使用寿命计算模型的计算参数；

其中，所述沥青路面的使用寿命计算模型的计算参数包括：

面层厚度对使用寿命影响系数计算模型：

C₁＝0.9953e^0.0757(H-18)

式中：C₁——面层厚度对沥青路面使用寿命的影响系数；

H——面层厚度(cm)；

面层模量对使用寿命影响系数计算模型：

C₂＝1.03×10^-3(E-1200)+1.0016

式中：C₂——面层模量对沥青路面使用寿命的影响系数；

E——面层抗压回弹模量(MPa)；

底基层厚度对使用寿命影响系数计算模型：

C₃＝0.9937e^{0.0656(H′-20)}

式中：C₃——底基层厚度对沥青路面使用寿命的影响系数；

H′——底基层厚度(cm)；

底基层模量对使用寿命影响系数计算模型：

C₄＝1.002×10^-3(E₁-750)+1.0026

式中：C₄——底基层模量对沥青路面使用寿命的影响系数；

E₁——底基层抗压回弹模量(MPa)；

基层厚度对使用寿命影响系数计算模型：

C₅＝0.9824e^0.0828(h-40)

式中：C₅——基层厚度对沥青路面使用寿命的影响系数；

h——基层厚度(cm)；

基层模量对使用寿命影响系数计算模型：

C₆＝8.581×10^-4(E₂-1500)+1.0024

式中：C₆——基层模量对沥青路面使用寿命的影响系数；

E₂——基层抗压回弹模量(MPa)；

土基模量对使用寿命影响系数计算模型：

C₇＝0.0607(E₀-40)+0.9439

式中：C₇——土基模量对沥青路面使用寿命的影响系数；

E₀——土基回弹模量(MPa)；

轴载对使用寿命影响计算模型：

f(P)＝7.7776×10¹⁹×P^-6.0559

式中：f(P)——轴载对沥青路面使用寿命的影响系数；

P——轴载(KN)；

建立重载交通条件下沥青路面使用寿命计算模型：

N_e＝C₁×C₂×C₃×C₄×C₅×C₆×C₇×f(P)

N_e＝0.9953e^0.0757(H-18)×[0.00103(E-1200)+1.0016]×0.9937e^{0.0656(H′-20)}×[1.002×10^-3(E₁-750)+1.0026]×0.9824e^0.0828(h-40)×[8.581×10^-4(E₂-1500)+1.0024]×[0.0607(E₀-40)+0.9439]×7.7776×10¹⁹P^-6.0559＝7.5569×10¹⁹P^-0.60569×(0.00103E-0.2344)·(1.002×10^-3E₁+0.2511)·(8.581×10^-4E₂-0.2848)·(0.0607E₀-1.4787)×e^{0.0757H+0.0656H′+0.0828h-5.9866}

(6)对所述重载交通条件下沥青路面使用寿命计算模型进行检验，若检验通过，则应用该模型，执行步骤(7)；若检验没通过，则重新执行步骤(4)；

(7)初拟沥青路面结构；

(8)根据重载交通条件下沥青路面使用寿命计算模型评估初拟沥青路面结构的使用寿命；

(9)根据沥青路面结构的使用寿命计算结果，修改或优化初定方案，确定沥青路面结构设计参数。

2.根据权利要求1所述的一种保证重载交通沥青路面使用寿命的路面设计方法，其特征在于，步骤(9)中所述根据沥青路面结构的使用寿命计算结果，修改或优化初定方案，确定沥青路面结构设计参数的步骤具体为：

如果所述沥青路面结构的使用寿命计算结果与选定的设计年限一致，则直接根据所述初定方案确定所述路面结构设计参数；

如果所述沥青路面结构的使用寿命计算结果小于选定的设计年限，则重新执行步骤(7)，增大结构层厚度或改用其它结构层材料；

如果所述沥青路面结构的使用寿命计算结果远大于选定的设计年限，则重新执行步骤(7)，减小结构层厚度。