[发明专利]车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法

权利要求书

1.一种车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法，其特征在于：所述的车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)借助有限元软件建立考虑道面平整度影响的七自由度整车模型，并通过瞬态分析法求解出车辆随机动荷载；借助有限元软件建立道路结构层模型，最终将上述车辆随机动荷载以阶跃的方式沿面层中心线加载到上述道路结构层模型上，构建成车路动态响应的数值模型的方法是：假设车辆系统的七个自由度分别为车身的垂直位移、俯仰转角和侧倾转角以及四个非悬挂质量的垂直位移，车辆悬架系统和轮胎的刚度和阻尼均为常数，路面平整度作为车辆随机荷载的唯一激励源、且轮胎始终与地面接触，忽略路面横向平整度、且车辆在行驶的过程中左右车轮所受的激励完全相同；基于上述假设，借助有限元软件建立考虑道面平整度影响的七自由度整车模型，并通过瞬态分析法求解出车辆随机动荷载；同时假设道路结构层间是连续的，各层材料都是均匀且各向同性的，材料本身的变形以及位移都是微小的，除土基外各层都是有限的厚度、水平方向为无限，土基的水平方向和厚度都是无限的，各层材料的重量均忽略不计，路面结构每层产生的应力、位移都是连续的，各层水平方向无限远处应力和位移为零，土基厚度无限远处应力和位移也为零；借助有限元软件建立长23m，宽16m，深(9+A)m的道路结构层模型，其中A为道路面层厚度，取值范围为0.10m-0.26m，对道路结构层模型的底面施加固定约束、前后两端约束x方向位移、左右两端约束z方向位移；最终将上述车辆随机动荷载以阶跃的方式沿面层中心线加载到上述道路结构层模型上，构建成车路动态响应的数值模型；

2)基于上述车路动态响应的数值模型探究行车速度、车辆荷载、面层模量、面层厚度及基顶当量回弹模量对路表弯沉的影响规律，建立多维度参数综合作用下的路表弯沉求解模型；同时建立基于设计面层模量和面层厚度的基顶当量回弹模量反演模型，最后基于路表弯沉求解模型和基顶当量回弹模量反演模型的计算结果建立以沥青路面模量指数M表示的道路承载能力测试评估模型；

3)在标准加载车辆的轮迹线的沥青路面上设置两个加速度传感器，使标准加载车辆沿轮迹线行驶，同时利用加速度传感器采集标准加载车辆的加速度数据并进行二次积分而得到实测沥青路表弯沉值；

4)选取道路平整度等级和道路等级，将面层厚度、面层模量、上述步骤3)获得的实测沥青路表弯沉值的平均值代入上述步骤2)获得的基顶当量回弹模量反演模型中，得到实测沥青路表弯沉值对应的基顶当量回弹模量E_t，同时将道路结构层的设计面层模量与面层厚度代入上述步骤2)获得的基顶当量回弹模量求解模型中得到沥青路面设计基顶当量回弹模量E₀，最后利用基顶当量回弹模量E_t和沥青路面设计基顶当量回弹模量E₀计算出沥青路面模量指数M，根据沥青路面模量指数M并结合沥青路面模量指数M分级标准表给出沥青路面承载能力的评估等级。

2.根据权利要求1所述的车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的沥青路面模量指数M表达式为：

式中：M为沥青路面模量指数，当M大于等于0.8且小于1.0时评价为优，当M大于等于0.6且小于0.8时评价为良，当M小于0.6时评价为差；E_t为实测沥青路表弯沉值对应的基顶当量回弹模量，单位MPa；E₀为沥青路面设计基顶当量回弹模量，单位MPa。

3.根据权利要求1所述的车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的两个加速度传感器间隔30m。