[发明专利]一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法

说明书

本申请公开了一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法，通过获取路面结构参数，利用力学计算软件计算层底距离荷载位置不同横向偏移量处的理论应变，并将理论应变与横向偏移量进行拟合构建横向应变分布预测模型，然后通过实时采集车轮荷载位置，为横向应变的计算提供实时荷载位置数据，提高了横向应变分布计算的准确性。本申请提供的预测方法可以为路面疲劳损伤的计算提供精准科学数据，对路面结构的养护维修具有重要指导作用。

技术领域

本申请属于道路工程技术领域，具体涉及一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法。

背景技术

目前路面疲劳损伤的监测中一般采用荷载直接作用位置作为最不利位置进行路面损伤计算。但在实际路面服役过程中，由于人为驾驶的随意性导致车辆并非总是在同一荷载位置反复通过，而是存在一定程度的车辆偏移，这导致目前的疲劳损伤计算方式一定程度上高估了路面的损伤程度，而精准疲劳损伤的计算依赖于路面结构力学响应在整个车辆荷载影响区域内的横向分布情况。因此，实有必要提供一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法以解决上述问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法，预测路面横向应变分布，为路面疲劳损伤的计算提供精准科学数据，对路面结构的养护维修具有重要指导作用。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

一种沥青路面结构层底横向应变分布预测方法，包括如下步骤：

S1: 选取待预测的沥青路面结构，根据沥青路面结构参数制备试样，测得试样各结构层的动态模量；

S2：将试样各结构层的动态模量输入力学计算软件Bisar3.0中，将车道线设置为初始荷载位置，计算车道上任意位置相对于车道线的横向偏移量，基于弹性层状理论体系计算得到位置处的层底横向应变；将多组拟合得到层底横向应变分布预测模型：

式中，表示拟合系数；

S3：采集待预测的沥青路面结构上车轮载荷的实际位置，将该实际位置作为新的载荷初始位置，基于所述层底横向应变分布预测模型计算得到车道上任意位置处所产生的层底横向应变：

式中，表示车道上的任意位置相对于车轮载荷实际位置的横向偏移量。

优选的，沥青路面结构包括由上到下依次设置的沥青上面层、沥青中面层及沥青下面层，沥青路面结构参数包括各结构层的厚度、泊松比及层间粘结状况。

优选的，试样各结构层的动态模块测量过程为：

利用材料试验机对试样各结构层进行单轴压缩动态模量试验，测量在20℃、10Hz条件下，试样各结构层的动态模量。

优选的，所述步骤S3中“采集待预测的沥青路面结构上车轮载荷的实际位置”的具体操作为：

在沥青路面结构顶部埋设测量装置，车轮压迫所述测量装置产生位置感应信号，对所述位置感应信号处理后得到车轮载荷的实际位置。

优选的，所述测量装置包括第一传感器、第二传感器及第三传感器，第一传感器和第二传感器的布设方向与车辆行驶方向垂直且覆盖所述沥青路面的整个横向宽度，所述第一传感器和第二传感器相对间隔，所述第三传感器斜向设置于第一传感器和第二传感器之间。

优选的，横向偏移量包括位于车轮载荷实际位置左侧的左侧横向偏移量和位于车轮载荷实际位置右侧的右侧横向偏移量，，对于左侧车轮，的取值不大于车轮载荷实际位置与车轮左侧车道线的横向间距，的取值不大于车轮载荷实际位置与车轮右侧车道中线的横向间距；对于右侧车轮，的取值不大于车轮载荷实际位置与车轮左侧车道中线的横向间距，的取值不大于车轮载荷实际位置与车轮右侧车道线的横向间距。

优选的，所述步骤S3之后还包括如下步骤：

S4：以10mm为一个单位长度，调整所述横向偏移量的取值，计算车轮所在的半车道内整个横向范围所有位置的层底横向理论应变；