[发明专利]基于方差σ2的沥青路面预防性养护最佳时机确定方法

摘要

本发明公开了基于方差σ2的沥青路面预防性养护最佳时机确定方法，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.基于方差σ²的沥青路面预防性养护最佳时机确定方法，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劈裂极限强度试验，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；用origin等数据分析软件读取试验试件第1个到第i个截面的原始细观结构CT图像灰度分布直方图中距原点最近的波峰区域曲线的正态分布方差σ²，得到σ²₀₁、σ²₀₂、σ²₀₃……、σ²_0i(i＝1、2、3……j)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10‑4000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，获得CT图像的灰度分布直方图；读取同一试件第1个到第i个截面一次加载后获取的细观结构CT图像灰度分布直方图中距原点最近的波峰区域的正态分布曲线方差σ²，得到σ²¹₁₁、σ²₁₂……σ²_1i(i＝1、2、3……j)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。分别得到不同截面从第1次到第n次加载CT图像灰度分布直方图的正态分布方差σ²，得到σ²_1i、σ²_2i……σ²_mi(n＝1、2、3……m)及试样发生疲劳破坏时的疲劳寿命N_f1；第六步：以方差σ²为纵坐标，疲劳加载次数为横坐标，分别绘制每个截面疲劳加载次数‑方差曲线σ²₁‑N、σ²₂‑N、σ²₃‑N……σ²_i‑N(i＝1、2、3……j)；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，得到每一个截面的N值N₁、N₂……N_i；第七步：对每一个试验试样按第三步至第六步进行处理，分别计算第1个到第R个试件各截面N值的平均值求R个试件荷载次数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(年)。