[發(fā)明專(zhuān)利]一種瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的建立方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910258413.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109918849A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫立軍;程懷磊;劉黎萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京知呱呱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 馮建基;陳晨

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的建立方法，所述建立方法為：在瀝青路面瀝青層底部埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器，檢測(cè)瀝青路面瀝青層底部在不同加載工況下的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變，根據(jù)測(cè)得的橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變計(jì)算得到不同加載速度對(duì)應(yīng)的路面的等效加載頻率，利用abaqus有限元軟件反算得到各瀝青層不同加載工況下的現(xiàn)場(chǎng)模量，根據(jù)反算結(jié)果建立現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)，并利用驗(yàn)證數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，偏差小于20％，證明建立的現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)為有效數(shù)據(jù)。本發(fā)明解決現(xiàn)有瀝青路面瀝青層受力關(guān)系不清晰導(dǎo)致瀝青路面設(shè)計(jì)沒(méi)有指導(dǎo)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的建立方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段，我國(guó)高等級(jí)公路路面材料主要為瀝青混合料，部分混凝土橋梁與鋼橋的鋪面材料也為瀝青混合料。瀝青混合料是一種典型的粘彈性材料，其力學(xué)特性受加載溫度、加載速度的影響，因此，需要充分考慮不同加載狀況對(duì)瀝青路面的受力狀態(tài)的影響。在道路工程領(lǐng)域，通常利用模量主曲線(xiàn)的方式來(lái)表征瀝青混合料的粘彈性力學(xué)性質(zhì)。但現(xiàn)階段研究?jī)H僅利用室內(nèi)小尺寸試驗(yàn)來(lái)建立瀝青混合料的室內(nèi)模量主曲線(xiàn)，而尚未有確定瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的研究與方法。室內(nèi)小尺寸試驗(yàn)中瀝青混合料的受力狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料相比有明顯不同，這種受力狀態(tài)的不同會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)模量主曲線(xiàn)不能準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場(chǎng)瀝青路面瀝青層的實(shí)際狀態(tài)。因此，迫切需要一種方法來(lái)建立瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)，以便準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場(chǎng)瀝青路面瀝青層的實(shí)際受力狀態(tài)，為瀝青路面的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的建立方法，以解決現(xiàn)有瀝青路面瀝青層受力關(guān)系不清晰導(dǎo)致瀝青路面鋪設(shè)沒(méi)有指導(dǎo)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種瀝青路面瀝青層現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)的建立方法，所述建立方法為：在瀝青路面瀝青層底部埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器，檢測(cè)瀝青路面瀝青層底部在不同加載工況下的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變，根據(jù)測(cè)得的橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變波形計(jì)算得到不同加載速度對(duì)應(yīng)的路面的等效加載頻率，利用abaqus有限元軟件反算得到各瀝青路面瀝青層不同加載工況下的現(xiàn)場(chǎng)模量，根據(jù)反算結(jié)果建立現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)，并利用驗(yàn)證數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，偏差小于20％，證明建立的現(xiàn)場(chǎng)模量主曲線(xiàn)為有效數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，在瀝青路面瀝青層底部埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器，一層瀝青層，在該瀝青層底部及瀝青層中間埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器；兩層瀝青層，則在兩層瀝青層底部埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器；三層及以上瀝青層，則在第一層瀝青層底部及最后一層瀝青層底部埋設(shè)橫向應(yīng)變傳感器與縱向應(yīng)變傳感器，共檢測(cè)得到兩個(gè)瀝青層深度處橫向與縱向共四種應(yīng)變。對(duì)于以上埋設(shè)位置，每層應(yīng)至少包括兩個(gè)平行的橫向位移傳感器與兩個(gè)平行的縱向位移傳感器。

進(jìn)一步地，在不同的瀝青層溫度下，利用標(biāo)準(zhǔn)彎沉加載車(chē)在不同的行車(chē)速度下對(duì)路面瀝青層進(jìn)行加載，并利用應(yīng)變采集儀實(shí)時(shí)采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，得到不同加載工況下的瀝青層底應(yīng)變，至少需要包括三種不同的瀝青層溫度與三種不同的加載車(chē)速度，且加載過(guò)程中保證加載車(chē)的后輪行駛過(guò)傳感器正上方，應(yīng)變采集儀的采樣頻率不小于100Hz。

進(jìn)一步地，根據(jù)不同加載工況下的應(yīng)變實(shí)測(cè)結(jié)果計(jì)算不同加載速度對(duì)應(yīng)的路面等效加載頻率。首先根據(jù)不同加載工況下應(yīng)變波形計(jì)算其對(duì)應(yīng)的響應(yīng)總時(shí)間，使用±5微應(yīng)變的閾值線(xiàn)確定應(yīng)變響應(yīng)時(shí)間的起點(diǎn)，并取應(yīng)變曲線(xiàn)的前半段時(shí)間的二倍作為響應(yīng)總時(shí)間，將響應(yīng)總時(shí)間取其倒數(shù)作為對(duì)應(yīng)的瀝青層等效加載頻率。按照該方法計(jì)算得到不同溫度、不同加載車(chē)速度下橫向與縱向應(yīng)變對(duì)應(yīng)的等效加載頻率，利用公式(1)擬合等效加載頻率數(shù)據(jù)，得到加載車(chē)速度與等效加載頻率之前的關(guān)系。擬合得到公式(1)，可將不同加載車(chē)行駛速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為等效加載頻率數(shù)據(jù)。

f＝a*v (1)

式中，f為等效加載頻率，v為加載車(chē)行駛速度。