[發明專利]用于瀝青路面模量反演的剛性層設置深度的方法

有效

• 申請號: 201810540542.6
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108589491B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 孫立軍;臧國帥;劉黎萍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01;G06F30/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

本發明提供了一種用于瀝青路面模量反演的剛性層設置深度的方法，其包括如下步驟：確定路面計算深度的設定值；確定路面結構層中剛性層設置深度的試算范圍和初始試算值；根據路表彎沉盆信息，以彎沉盆匹配誤差最小為原則，反演路面各結構層模量；根據各結構層反演模量和厚度，確定路面計算深度的計算值，將路面計算深度的設定值與路面計算深度的計算值進行比較至最終輸出剛性層設置深度；本發明的剛性層設置深度應隨著路面結構的變化而變化，以保證路面計算深度為固定值；對于逐層檢測彎沉盆，分別用于反演土基模量時，將路面計算深度設置為固定值，可使得剛性層設置深度進行動態調整，從而使得反演的土基模量的不確定性大幅降低及一致性大幅提高。

技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，具體涉及一種用于瀝青路面模量反演的剛性層設置深度的方法。

背景技術

落錘式彎沉儀(Falling Weight Deflectometer，FWD)是常用的瀝青路面路表彎沉盆檢測儀器，FWD的檢測原理是對路面施加的荷載為脈沖式沖擊荷載，造成路表產生脈沖式變形。這種加載方式對路面的有效穿透深度是有限的，因此，在進行模量反演時，應當將路面計算深度設置為固定值，即在土基一定深度處人工添加剛性層。然而，國內外已提出的多種方法均未將路面計算深度設置為固定值，使得土基模量反演結果不合理，影響模量反演方法的實際應用。

經過現有技術的文獻檢索發現，有關剛性層深度設置方法主要有以下幾種：

(1)Y.Mehta等在《Evaluation of FWD data for determination of layermoduli of pavements》(JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING Vol.15Issue 1)中，將剛性層深度設置為固定值5.4m；

(2)Y.Chou在《Development of an expert system for nondestructivepavement structural evaluation》(美國德州農工大學學位論文)中，將剛性層深度視為需要進行反演的一個未知變量，采用理論彎沉盆和實測彎沉盆達到最佳匹配時所對應的剛性層深度進行剛性層深度設置；

(3)T.Rohde等在《Determining Depth to Apparent Stiff Layer from FWDData》(美國聯邦公路局報告，編號FHWA/TX‐91‐1159‐1)中，通過彎沉衰減為0時的徑向距離(r₀)預估剛性層設置深度；

(4)余歡等在《瀝青路面模量反演分析中剛性下臥層設置方法》(交通科學與工程2014,30)中，通過路面厚度預估剛性層設置深度。

方法1在模量反演中將剛性層深度統一設定為固定值，不能考慮不同地區不同路面結構型式的差異。方法2將剛性層深度視為待反演的未知量，增加了反演維數，提高了反演難度，且匹配誤差并不總是在實際剛性層深度時達到最小。方法3模型參數r₀很難進行確定，因為路面材料尤其是土基具有非線性性質，使得彎沉與其徑向距離的倒數并不呈現良好的線性關系。方法4建立模型所用彎沉盆的樣本較少，且研究過程中結構層各層模量主要依據經驗進行取值。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，目的是提供一種用于瀝青路面模量反演的剛性層設置深度的方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：