[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于瀝青表面層當(dāng)量溫度的路面擺值指標(biāo)的溫度修正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910601506.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110186953B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳將豐;王旭東;肖倩;張蕾;張晨晨;周興業(yè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 北京兆君聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

1.一種基于瀝青表面層當(dāng)量溫度的路面擺值指標(biāo)的溫度修正方法，包含如下步驟：

1)獲取路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)

選擇一種類(lèi)型的路面結(jié)構(gòu)形式，在路面結(jié)構(gòu)瀝青表面層的頂部和底部分別埋設(shè)溫度傳感器，采集路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同位置的溫度數(shù)據(jù)，采集頻率為N分鐘一次，采集方式為24小時(shí)不間斷連續(xù)采集，采集時(shí)限長(zhǎng)為一年以上，所述路面結(jié)構(gòu)瀝青表面層為瀝青路面自路表面往下4cm組成的一個(gè)連續(xù)的路面結(jié)構(gòu)層整體；

2)采集路面擺值指標(biāo)BPN_T的檢測(cè)數(shù)據(jù)

選擇步驟1)的路面結(jié)構(gòu)，確定路面測(cè)點(diǎn)位置，測(cè)定記錄路面擺值指標(biāo)BPN_T；

3)計(jì)算步驟1)中路面結(jié)構(gòu)瀝青表面層的日當(dāng)量溫度，通過(guò)頻度加權(quán)計(jì)算獲得瀝青表面層的年當(dāng)量溫度，以此為路面擺值指標(biāo)溫度修正的標(biāo)準(zhǔn)溫度T_標(biāo)；

a)所述路面結(jié)構(gòu)瀝青表面層年當(dāng)量溫度為路面擺值指標(biāo)測(cè)試年度全年瀝青表面層代表溫度，通過(guò)步驟1)獲取瀝青表面層日溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算瀝青表面層日當(dāng)量溫度：將全年按天數(shù)分成若干個(gè)連續(xù)的時(shí)間區(qū)塊，以同一時(shí)間區(qū)塊內(nèi)每天同一時(shí)刻同一溫度傳感器測(cè)定的溫度平均值作為該時(shí)刻該時(shí)間區(qū)塊的平均溫度，按采集頻率繪24小時(shí)內(nèi)各時(shí)刻與時(shí)間區(qū)塊的平均溫度曲線(xiàn)，然后根據(jù)曲線(xiàn)與平均溫度、各時(shí)刻圍合的面積按公式(1)計(jì)算得到瀝青層不同深度的該時(shí)間區(qū)塊的當(dāng)量溫度；

式中：

S——時(shí)間溫度曲線(xiàn)的面積，

——溫度傳感器位置的日當(dāng)量溫度，℃；

b)以該時(shí)間區(qū)塊的當(dāng)量溫度與不同深度位置對(duì)應(yīng)繪制曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)與時(shí)間區(qū)塊的當(dāng)量溫度、不同深度位置圍合的面積按深度測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)分割成多個(gè)梯形，分別計(jì)算各梯形的質(zhì)點(diǎn)(x_i，y_i)，再以各梯形的面積為加權(quán)值，計(jì)算曲線(xiàn)與時(shí)間區(qū)塊的當(dāng)量溫度、不同深度位置圍合的幾何圖形的質(zhì)心坐標(biāo)(x,y)，其質(zhì)心橫坐標(biāo)即為該時(shí)間區(qū)塊的日當(dāng)量溫度，縱坐標(biāo)則代表該當(dāng)量溫度對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)層當(dāng)量平均深度，其計(jì)算公式為：

式中：

——日當(dāng)量溫度，℃；

——當(dāng)量平均深度，cm；

x_i——第i個(gè)層位的日當(dāng)量溫度，℃；

y_i——第i個(gè)層位的深度，cm；

s_i——第i個(gè)層位對(duì)應(yīng)的時(shí)間溫度曲線(xiàn)的面積；

m——傳感器布置層數(shù)；

計(jì)算瀝青表面層的當(dāng)量溫度時(shí)，傳感器布置層數(shù)m為2，即采用路表0cm和瀝青表面層4cm當(dāng)量溫度構(gòu)成的梯形面積，計(jì)算梯形的質(zhì)心坐標(biāo)，其橫坐標(biāo)即為瀝青表面層該時(shí)間區(qū)塊的日當(dāng)量溫度，縱坐標(biāo)則代表該當(dāng)量溫度對(duì)應(yīng)的瀝青表面層當(dāng)量平均深度；

c)將全年的各時(shí)間區(qū)塊的當(dāng)量溫度按照n℃的溫度間隔進(jìn)行出現(xiàn)頻率分析，按頻率百分比加權(quán)，計(jì)算得到路面結(jié)構(gòu)瀝青層路面擺值指標(biāo)溫度修正的標(biāo)準(zhǔn)溫度n為2-10之間的正整數(shù)；

4)計(jì)算步驟2)中路面擺值指標(biāo)檢測(cè)時(shí)刻的瀝青表面層日當(dāng)量溫度

所述路面結(jié)構(gòu)擺值檢測(cè)時(shí)刻瀝青表面層日當(dāng)量溫度為擺值檢測(cè)時(shí)刻路面瀝青表面層的代表溫度；通過(guò)步驟1)獲取擺值檢測(cè)時(shí)刻瀝青層不同深度位置溫度數(shù)據(jù)，將瀝青表面層不同深度位置溫度數(shù)據(jù)與深度對(duì)應(yīng)繪制曲線(xiàn)，按步驟b)中公式2方法進(jìn)行加權(quán)平均，可得到路面構(gòu)造深度檢測(cè)時(shí)刻瀝青表面層日當(dāng)量溫度

5)建立步驟2)中實(shí)測(cè)路面擺值指標(biāo)BPN_T與步驟4)中得到的瀝青表面層日當(dāng)量溫度的關(guān)系模型

采用Boltzmann曲線(xiàn)模型，建立路面擺值指標(biāo)與瀝青表面層日當(dāng)量溫度關(guān)系模型，見(jiàn)公式4：

式中：

BPN_T——實(shí)測(cè)溫度T下的瀝青混凝土路面擺值指標(biāo)，mm；

——瀝青表面層日當(dāng)量溫度，℃；

A₁——瀝青混凝土路面擺值的最小漸近值，mm；

A₂——瀝青混凝土路面擺值的最大漸近值，mm；

T₀——路面擺值為(A₁-A₂)/2對(duì)應(yīng)的日當(dāng)量溫度，℃；

ΔT——溫度步長(zhǎng)，℃；

6)采用步驟3)的標(biāo)準(zhǔn)溫度T_標(biāo)，根據(jù)步驟5)的關(guān)系模型，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溫度下的路面擺值指標(biāo)BPN_標(biāo)，

7)將步驟2)中實(shí)測(cè)溫度T下的瀝青路面擺值指標(biāo)BPN_T與步驟6中標(biāo)準(zhǔn)溫度下的瀝青路面擺值指標(biāo)BPN_標(biāo)相比，得到兩者的比值該比值k即為路面擺值指標(biāo)的溫度修正系數(shù)；

8)建立步驟7)中路面擺值指標(biāo)的溫度修正系數(shù)k與步驟4)中得到的瀝青表面層日當(dāng)量溫度的關(guān)系模型

采用Boltzmann曲線(xiàn)模型，建立路面擺值指標(biāo)溫度修正系數(shù)k與瀝青表面層日當(dāng)量溫度的關(guān)系模型，見(jiàn)公式5；

式中：

k——路面擺值指標(biāo)溫度修正系數(shù)；

——瀝青表面層日當(dāng)量溫度，℃；

B₁——路面擺值指標(biāo)溫度修正系數(shù)的最小漸近值；

B₂——路面擺值指標(biāo)溫度修正系數(shù)的最大漸近值；

T_k——路面擺值指標(biāo)溫度修正系數(shù)為(B₁-B₂)/2對(duì)應(yīng)的日當(dāng)量溫度，℃；

ΔT_k——溫度步長(zhǎng)，℃；

9)將溫度T_i下測(cè)得的路面擺值指標(biāo)BPN_Ti修正至標(biāo)準(zhǔn)溫度T_標(biāo)下，獲得修正后的路面擺值指標(biāo)

按照步驟8)的模型，溫度T_i下測(cè)得的路面擺值指標(biāo)BPN_Ti修正至標(biāo)準(zhǔn)溫度T_標(biāo)下，計(jì)算公式如下所示：