[發明專利]車輛正常通行下瀝青路面承載能力快速測試方法

有效

• 申請號: 202011241025.2
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112347541B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 劉小蘭
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種車輛正常通行下瀝青路面承載能力快速測試方法。其包括車輛隨機動荷載以階躍方式沿面層中心線加載到道路結構層模型上，構建車路動態響應的數值模型；基于車路動態響應模型分析了車輛荷載、行車速度、面層模量、面層厚度和基頂當量回彈模量對路表彎沉的影響規律，建立基于面層模量、面層厚度、路表彎沉的基頂當量回彈模量反演模型，提出基于模量指數的道路承載能力測試評估模型；最后將已知設計數據和車輛通行下采集方案獲取并處理的振動響應數據代入基頂當量回彈模量反演模型，實現基于車輛通行下道路承載能力快速測試評估等步驟。本發明不僅克服了現有道路承載能力測試方法的局限性，而且使得道路承載能力的測試評估更加簡捷高效、安全可靠。

技術領域

本發明屬于瀝青路面測試技術領域，特別是涉及一種車輛正常通行下瀝青路面承載能力快速測試方法。

背景技術

隨著國民經濟的蓬勃發展，交通運輸業也在突飛猛進，道路作為交通運輸中的基礎設施，已逐步形成覆蓋全國的交通網。根據國家交通部統計的交通運輸業發展數據，截止2019年底，全國道路總里程數增長到501.25萬公里，全國道路密度增長到52.21公里。同時，隨著長距離運輸和大宗貨物運輸的快速發展，我國交通運輸業出現了較為嚴重的超載現象，導致道路過早地出現了不同程度和形式的損壞，從而嚴重影響行車的安全性和舒適性，因此道路的修補維護工作急需有效的道路承載能力評估方法來指導。

盡管道路承載能力測試方法歷經貝克曼梁彎沉法、自動彎沉法、落錘式彎沉法、激光彎沉法，測試效率不斷提升、模擬荷載逐步接近車輛荷載。但貝克曼梁彎沉法和自動彎沉法測得的靜態彎沉，難以反映車輛荷載下道路結構的動態特性；落錘式彎沉法雖能夠測得動態彎沉，但停車采樣存在安全隱患；激光彎沉法雖能夠測得動態彎沉，但設備價格昂貴、測試結果可靠性受測試車輛顛簸影響且需進一步修正檢驗。因此如何實現車輛正常通行下道路承載能力的高效評估是道路工程領域亟待解決的科學難題之一。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種車輛正常通行下瀝青路面承載能力快速測試方法。

為了達到上述目的，本發明提供的車輛正常通行下瀝青路面承載能力快速測試方法包括按順序進行的下列步驟：

1)借助有限元軟件建立考慮道面平整度影響的七自由度整車模型，并通過瞬態分析法求解出車輛隨機動荷載；借助有限元軟件建立道路結構層模型，最終將上述車輛隨機動荷載以階躍的方式沿面層中心線加載到上述道路結構層模型上，構建成車路動態響應的數值模型；

2)基于上述車路動態響應的數值模型探究行車速度、車輛荷載、面層模量、面層厚度及基頂當量回彈模量對路表彎沉的影響規律，建立多維度參數綜合作用下的路表彎沉求解模型；同時建立基于設計面層模量和面層厚度的基頂當量回彈模量反演模型，最后基于路表彎沉求解模型和基頂當量回彈模量反演模型的計算結果建立以瀝青路面模量指數M表示的道路承載能力測試評估模型；

3)在《公路橋涵設計通用規范》第2.1.4條中規定的標準加載車輛的輪跡線處的瀝青路面上設置兩個加速度傳感器，使標準加載車輛沿輪跡線行駛，同時利用加速度傳感器采集標準加載車輛的加速度數據并進行二次積分而得到實測瀝青路表彎沉值；

4)選取道路平整度等級和道路等級，將面層厚度、面層模量、上述步驟3)獲得的實測瀝青路表彎沉值的平均值代入上述步驟2)獲得的基頂當量回彈模量反演模型中，得到實測瀝青路表彎沉值對應的基頂當量回彈模量E_t，同時將道路結構層的設計面層模量與面層厚度代入上述步驟2)獲得的基頂當量回彈模量求解模型中得到瀝青路面設計基頂當量回彈模量E₀，最后利用基頂當量回彈模量E_t和瀝青路面設計基頂當量回彈模量E₀計算出瀝青路面模量指數M，根據瀝青路面模量指數M并結合瀝青路面模量指數M分級標準表給出瀝青路面承載能力的評估等級。