[發明專利]一種瀝青路面失穩型車轍發生時間的預測方法

有效

• 申請號: 201711096673.1
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107966548B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 顧興宇;呂俊秀;張小元;鄒曉勇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N33/42
• 分類號: G01N33/42;G06F119/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

1.一種瀝青路面失穩型車轍發生時間的預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

A、在不同溫度下進行抗剪強度試驗獲得瀝青路面各面層瀝青混合料的抗剪強度參數值進而確定瀝青混合料破壞面上剪應力值與溫度及受力狀態相關的預測模型；

B、結合瀝青混合料破壞面上剪應力值與溫度及受力狀態相關的預測模型，在不同溫度、圍壓以及循環荷載作用下進行三軸動態蠕變試驗獲得瀝青混合料失穩壽命與溫度及受力狀態相關的預測模型，所述瀝青混合料失穩壽命與溫度及受力狀態相關的預測模型即為瀝青混合料失穩點對應的流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型；

C、結合瀝青混合料失穩點對應的流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型，通過有限元分析法獲得實際路面模型在標準軸載作用下的受力狀態并結合實際環境溫度及交通量情況獲得實際路面的失穩壽命：

將實際路面模型各層面劃分為均勻的亞層結構，提取各亞層結構在標準軸載作用下壓應力荷載值及圍壓值，

將車轍出現的溫度范圍劃分為有限個等級，記錄各亞層結構在各溫度等級下的平均溫度，

將各亞層結構在標準軸載作用下所受壓應力荷載及圍壓值、在各溫度等級下的平均溫度代入瀝青混合料失穩點對應的流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型得到各亞層結構失穩點對應的流變次數，在超過60％的亞層結構發生失穩時判定實際路面失穩，并選取各溫度等級下失穩亞層結構失穩點對應的流變次數中的最大值為對應溫度等級下實際路面的失穩壽命，

分析實際路面交通量與軸載譜并統計一年內達到各溫度等級的天數進而確定一年內各溫度等級下車轍高頻發生時段內標準軸載作用總次數，將一年內各溫度等級下車轍高頻發生時段內標準軸載作用總次數與各個溫度等級下實際路面的失穩壽命相比得到各溫度等級下實際路面失穩壽命消耗百分比，累加一年內各溫度等級下實際路面失穩壽命消耗百分比得到一年內實際路面失穩壽命的總消耗百分比，100％與一年內實際路面失穩壽命總消耗百分比的商即為失穩型車轍發生年限。

2.根據權利要求1所述一種瀝青路面失穩型車轍發生時間的預測方法，其特征在于，步驟A的具體方法為：在瀝青混合料出現車轍的溫度代表值下對瀝青混合料進行無側限抗壓強度試驗和三軸壓縮試驗獲得不同溫度下瀝青混合料的抗剪強度參數值，擬合不同溫度下瀝青混合料的抗剪強度參數值得到瀝青混合料破壞面上剪應力值與溫度及受力狀態相關的預測模型：σ₃為圍壓，τ₀(σ₃,T)為瀝青混合料在圍壓σ₃及溫度T下破壞面上的最大剪應力值，為溫度T下的內摩擦角，c(T)為溫度T下的粘聚力。

3.據權利要求2所述一種瀝青路面失穩型車轍發生時間的預測方法，其特征在于，步驟B的具體方法為：

在選定的溫度及圍壓下，對瀝青混合料施加不同循環載荷進行三軸動態蠕變試驗得到瀝青混合料在圍壓σ₃和第n個壓應力荷載值σ_n以及溫度T下破壞面上剪應力的簡化值τ_n(σ₃,σ_n,T)以及第n個壓應力荷載值下瀝青混合料失穩點對應的流變次數F_N，再由：確定不同循環荷載下瀝青混合料失穩點對應流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型，a、b為常數，

在溫度不變的前提下，在不同圍壓下對瀝青混合料施加不同循環載荷進行三軸動態蠕變試驗，修正瀝青混合料失穩點對應的流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型為：

在不同溫度下對瀝青混合料施加不同循環載荷進行三軸動態蠕變試驗，進一步修正瀝青混合料失穩點對應的流變次數與溫度及受力狀態相關的預測模型為：

4.根據權利要求3所述一種瀝青路面失穩型車轍發生時間的預測方法，其特征在于，所述第n個壓應力荷載值為圍壓σ₃下瀝青混合料抗壓強度值與大于0且小于1的系數的乘積。