[发明专利]一种基于沥青表面层当量温度的路面纹理深度指标的温度修正方法

摘要

本发明涉及“一种基于沥青表面层当量温度的路面纹理深度指标的温度修正方法”，该方法以路面纹理深度指标为修正对象，提出沥青表面层当量温度计算方法，以测试时间段内路面结构沥青表面层平均年当量温度为标准温度，以测试时刻路面结构沥青表面层当量温度为修正参考温度，将沥青路面纹理深度指标修正到标准温度下。按照本发明的沥青路面纹理深度的温度修正方法，可减小温度修正的误差，修正后的路面纹理深度指标更加符合实际路面抗滑性能状态，真实反映四季温度变化对沥青路面纹理深度指标的影响，实现不同沥青路面结构的抗滑性能对比，指导路面结构确定最佳的养护时机，节约路面养护成本，提高路面行车的安全性。

主权项

1.一种基于沥青表面层当量温度的路面纹理深度指标的温度修正方法，包含如下步骤：(1)、获取路面结构内部温度数据选择一种类型的路面结构形式，在路面结构沥青表面层的顶部和底部分别埋设温度传感器，采集路面结构内部不同位置的温度数据，采集频率为N分钟一次，采集方式为24小时不间断连续采集，采集时限长为一年以上，所述路面结构沥青表面层为沥青路面自路表面往下组成的一个连续的路面结构层整体；(2)、采集路面纹理深度指标SMTD_T的检测数据选择步骤1的路面结构，选择固定车道行车，测定路面纹理深度指标；(3)、计算步骤(1)中路面结构沥青表面层的日当量温度，通过频度加权计算获得沥青表面层的年当量温度，以此为路面纹理深度指标温度修正的标准温度T_标a)所述路面结构沥青表面层年当量温度为路面结构纹理深度测试年度全年沥青表面层代表温度，通过步骤1获取沥青表面层日温度数据，计算沥青表面层日当量温度：将全年按天数分成若干个连续的时间区块，以同一时间区块内每天同一时刻同一温度传感器测定的温度平均值作为该时刻该时间区块的平均温度，按采集频率绘24小时内各时刻与时间区块的平均温度曲线，然后根据曲线与平均温度、各时刻围合的面积按公式(1)计算得到沥青层不同深度位置的该时间区块的当量温度；式中：S——时间温度曲线的面积，——温度传感器位置的日当量温度，℃；b)以该时间区块的当量温度与不同深度位置对应绘制曲线，该曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的面积按深度测点个数分割成多个梯形，分别计算各梯形的质点(x_i，y_i)，再以各梯形的面积为加权值，计算曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的几何图形的质心坐标(x,y)，其质心横坐标即为该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的结构层当量平均深度，其计算公式为：式中：——日当量温度，℃；——当量平均深度，cm；x_i——第i个层位的日当量温度，℃；y_i——第i个层位的深度，cm；s_i——第i个层位对应的时间温度曲线的面积；m——传感器布置层数；计算沥青表面层的当量温度时，传感器布置层数m为2，即采用路表0cm和沥青表面层4cm当量温度构成的梯形面积，计算梯形的质心坐标，其横坐标即为沥青表面层该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的沥青表面层当量平均深度；c)将全年的各时间区块的当量温度按照n℃的温度间隔进行出现频率分析，按频率百分比加权，计算得到路面结构沥青表面层路面纹理深度指标温度修正的标准温度T_标，n为2‑10之间的正整数；(4)计算步骤(2)中路面纹理深度指标检测时刻的沥青表面层日当量温度所述路面结构纹理深度检测时刻沥青表面层当量温度为纹理深度检测时刻路面沥青层的代表温度；通过步骤(1)获取纹理深度检测时刻沥青层不同深度位置温度数据，将沥青层不同深度位置温度数据与深度对应绘制曲线，按步骤b)所述相同方法进行加权平均，可得到路面纹理深度检测时刻沥青表面层日当量温度(5)建立步骤(2)中实测路面纹理深度指标SMTD_T与步骤(4)中得到的沥青表面层日当量温度的关系模型采用Boltzmann曲线模型，建立路面纹理深度指标与沥青表面层日当量温度关系模型，见公式4，式中：SMTD_T——实测温度T下的沥青混凝土路面纹理深度，mm；——沥青表面层日当量温度，℃；A₁——沥青混凝土路面纹理深度的最小渐近值，mm；A₂——沥青混凝土路面纹理深度的最大渐近值，mm；T₀——路面纹理深度为(A₁‑A₂)/2对应的日当量温度，℃；ΔT——温度步长，℃；(6)、采用步骤(3)的标准温度T_标，根据步骤(5)的关系模型，计算标准温度下的路面纹理深度SMTD_标，(7)、将步骤(2)中实测的沥青路面纹理深度SMTD_T与步骤(6)中标准温度下的沥青路面纹理深度指标SMTD_标相比，得到两者的比值该比值k即为路面纹理深度指标的温度修正系数；(8)、建立步骤(7)中路面纹理深度指标的温度修正系数k与步骤(4)中得到的沥青层日当量温度的关系模型采用Boltzmann曲线模型，建立路面纹理深度温度修正系数k与沥青表面层日当量温度的关系模型，见公式5；式中：k——路面纹理深度温度修正系数；——沥青表面层日当量温度，℃；B₁——路面纹理深度温度修正系数的最小渐近值；B₂——路面纹理深度温度修正系数的最大渐近值；T_k——路面纹理深度温度修正系数为(B₁‑B₂)/2对应的日当量温度，℃；ΔT_k——温度步长，℃；(9)、将温度T_i下测得的路面纹理深度指标SMTD_Ti修正至标准温度T_标下，获得修正后的路面纹理深度指标按照步骤(8)的模型，温度T_i下测得的路面纹理深度指标SMTD_Ti修正至标准温度T_标下，计算公式如下所示：