[发明专利]基于全温域温度分布的沥青路面永久变形快速预测方法

说明书

本发明公开一种基于全温域温度分布的沥青路面永久变形快速预测方法，以设定年份的年温度分布频率和温度区间内的平均永久变形量为基本参数，根据公式计算得到设计年份沥青路面沥青层的永久变形，所述温度区间内的平均永久变形量计算公式为f＝aN^b+c，考虑不同荷载在不同温度条件下沥青混合料的永久变形规律及其叠加，引入分区分级分层的思想，即温度分区、轴载分级、路面分层的思想，建立了反算累积叠加荷载作用次数永久变形计算方法，为全温域条件下沥青路面永久变形快速预估提供一种新方式，实现了温度和轴载的全覆盖、全过程评价，分析结果更加贴合实际，准确性较高，适用面更广。

技术领域

本发明涉及一种沥青路面永久变形快速预测方法，特别涉及基于全温域温度分布的沥青路面永久变形快速预测方法。

背景技术

路面结构在重复荷载作用下产生过量的永久变形，会使道路表面出现影响舒适性和行车安全性的不平整，甚至导致路面出现开裂。因此，限制路面结构的永久变形量是路面结构设计中必须考虑的一项基本要求。根据建立模型时依据的不同，国内外用来预估沥青混合料路面永久变形的基本方法可分为经验法、经验-理论法和理论分析法三大类。(1)经验法经验法是从试验路测定数据通过回归分析而得，比较符合该路的实际情况，具有针对性强，特定条件下预估精度高的特点；但没有考虑路面结构的整体效应，且预估变形的公式外延性差，通用性较差，仅适用于特定区域、特定条件下对沥青混合料路面永久变形的预估。故用于推广评价沥青混合料路面的永久变形受到一定的限制。(2)半经验-半理论法，与经验法相比，半经验-半理论法在一定程度上减小了使用范围上的局限性，在通用性方面有了改善。一般先采用弹性层状体系理论或粘弹性层状体系理论求解路面的应力与位移，再结合室内外的有关试验，统计出沥青层的永久变形与路表弯沉、材料性能参数及荷载之间的经验关系式。(3)理论分析法理论分析法是以层状弹性体系理论或粘弹性体系理论为基础，计算路面体系内的应力，并利用路面沥青混合料永久应变和应力关系来计算路面永久应变。现有的分析预测方法都很难实现温度和轴载的全覆盖、全过程评价，使得理论计算值与实际值存在较大的差异。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于全温域温度分布的沥青路面永久变形快速预测方法，考虑不同荷载在不同温度条件下沥青混合料的永久变形规律及其叠加，即进行了温度分区和轴载分级，实现了温度和轴载的全覆盖、全过程评价，分析结果更加贴合实际，准确性较高，适用面更广。

本发明的一种基于全温域温度分布的沥青路面永久变形快速预测方法，以设定年份的年温度分布频率和温度区间内的平均永久变形量为基本参数，根据公式计算得到设计年份沥青路面沥青层的永久变形，式中，Δh为沥青层永久变形；m为路面结构周围环境温度分区数；f_i为第i温度区间内的平均永久变形量；P_i为第i温度区间的温度分布频率；i为1、2、3······n；δ为温度修正系数；所述温度区间内的平均永久变形量为设定年份内不同温度区间行车道轮迹宽度永久变形量的理论值与年温度分布频率的比值，计算公式为f＝aN^b+c，式中，f为温度区间内的平均永久变形量，N为温度区间行车道轮迹宽度荷载作用次数，a、b、c为拟合参数；

进一步，包括以下步骤：

S1、以距离路面1cm处的温度作为路表代表温度，按照一定的温度间隔T将其划分为m个温度区间，并以该区间的中间值作为该温度区间的代表温度值，求得各温度区间的全年路面温度分布频率；其中，所述全年路面温度分布频率是指各温度区间全年所占小时数占全年总小时数的百分比；T通常取值为5℃；m为大于1的自然数，通常取值5～10；

S2、采用实测方法或理论模型获得各温度区间不同沥青混合料路面深度的温度值；所述不同沥青混合料路面深度的温度值是指各温度区间在沥青混合料路面不同深度的实测或预测温度值；