[发明专利]一种沥青路面预防性养护最佳时机的确定方法

摘要

本发明公开了一种沥青路面预防性养护最佳时机的确定方法，从沥青混合料的细观层面着手，针对沥青路面实际服役状况，对沥青路面的细观损伤进行评价，确定沥青混合料进入快速破坏期的判定标准，结合沥青路面结构内部微裂缝发展与沥青路面病害发展的关系，确定实施预防性养护的最佳时机。本发明从沥青混合料的破坏机理出发，建立相应的细观指标作为预防性养护实施最佳时机的判定指标，相对于生命周期评估法、效益费用评估法、决策树法、排序法、基于路况(PCI)或时间的方法、行驶质量指数和破坏指数法与基于老化的方法等方法，本发明有更强的针对性和始发性，指标量化，准确性更高，可操作性更好。

主权项

1.一种沥青路面预防性养护最佳时机的确定方法，包括下述步骤：第一步：取样在拟进行预防性养护的对象路段分别钻取试验试样和参比试样；第二步：参比试样极限劈裂强度数据采集对参比试样进行极限劈裂强度试验，获得参比试样的极限劈裂强度；第三步：试验试样原始细观结构数据采集及处理取一个试验试样，沿其轴向每隔1‑10mm，进行一次CT断层扫描，获取该试验试样原始细观结构图像；选择位于试验试样中间的5‑20个截面，用图像分析软件对这些截面位置对应的CT原始细观结构图像进行处理，得到每个原始细观结构CT图像的灰度分布直方图；根据CT图像的灰度分布直方图，按阈值分割法提取图像中的裂缝与孔隙，对图像进行二值化，绘制每个扫描截面的二值化后图像的灰度分布图；读取每个扫描截面二值化后图像的灰度分布图中1或0灰度值的频数P₀₁、P₀₂、……P_0i，其中i＝1、2、3……、j；对频数P₀₁～P_0i求平均值，得到未加载状态下的频数平均值第四步：试验试样第一次加载试验数据采集及处理将第三步的试验试样进行劈裂疲劳试验，试验试样沿加载方向每变形0.2‑2mm时或疲劳加载100‑4000次时，按第三步CT断层扫描的间隔和位置，进行一次CT断层扫描，获取第一次加载时试验试样细观结构图像；选取第三步所选截面相同位置截面的CT图像，用图像分析软件对试验试样细观结构的CT图像进行处理，得到每个细观结构CT图像的灰度分布直方图；根据CT图像的灰度分布直方图，按阈值分割法提取图像中的裂缝与孔隙，对图像进行二值化，绘制每个扫描截面的二值化后图像的灰度分布图；读取每个扫描截面二值化后图像的灰度分布图中1或0灰度值的频数P₁₁、P₁₂、……P_1i，其中：i＝1、2、3……j；对频数P₁₁‑P_1i求平均值，得到第一次加载状态下的频数平均值第五步：重复第四步，对同一试样施加相同疲劳荷载，进行劈裂疲劳试验，当试验试样沿加载方向每变形0.2‑2mm时或疲劳加载100‑4000次时，进行一次CT扫描，直至试样发生疲劳破坏，分别得到同一试验试样从第1次到第n次疲劳加载后的1或0灰度值的频数平均值及试样发生疲劳破坏时的疲劳寿命N_f1，其中：n＝1、2、3……m；第六步：以频数为纵坐标，疲劳加载次数为横坐标，绘制疲劳加载次数‑频数曲线；对曲线进行二次求导，读取曲线二次导数为0时对应的横坐标值N；第七步：对每一个试验试样按第三步至第六步进行处理，分别得到每一个试验试样的N₁、N₂……N_R和N_f1、N_f2……N_fR，其中R＝1、2、3……Q；计算劈裂疲劳试验条件下，试样疲劳加载次数N的平均值和平均疲劳寿命第八步：最佳预防性养护时间T的确定t为公路的设计年限，单位：年。