[發明專利]一種實時確定瀝青混合料動態模量的方法

在審

• 申請號: 202210072013.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114088552A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 周勇;王林;韓文揚;呂思忠;韋金城;馬士杰;紀少波
• 申請（專利權）人: 山東高速集團有限公司;山東省交通科學研究院;山東高速股份有限公司;山東大學
• 主分類號: G01N3/34
• 分類號: G01N3/34
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明提供了一種實時確定瀝青混合料動態模量的方法，屬于道路工程技術領域。本發明根據實際瀝青路面制備瀝青混合料試樣進行單軸壓縮動態模量實驗，測量不同溫度和加載頻率下瀝青混合料試樣的動態模量，獲取瀝青混合料動態模量主曲線，建立瀝青混合料動態模量計算模型，通過在監測路面上設置瀝青混合料動態模量智能監測系統，實時測量瀝青路面的內部溫度和行車車速，利用瀝青混合料動態模量智能監測系統內部的瀝青混合料動態模量計算模型，確定瀝青路面的瀝青混合料動態模量。本發明實現了瀝青混合料動態模量的實時監測，為評估瀝青路面結構服役性能提供了準確的材料參數，有利于指導瀝青路面的結構設計和養護維修，延長瀝青路面的使用壽命。

技術領域

本發明涉及道路工程技術領域，具體涉及一種實時確定瀝青混合料動態模量的方法。

背景技術

瀝青混合料動態模量作為瀝青路面服役性能分析中表征材料特性的重要參數，是瀝青路面結構設計和養護維修的重要依據，瀝青混合料動態模量的確定是路面服役性能分析的關鍵環節。由于瀝青混合料的力學性質易受加載時間和溫度的影響，導致其動態模量在特定條件下（加載時間和溫度）為特定值，目前，通常使用瀝青混合料在10Hz、20℃條件下的動態模量分析瀝青路面服役性能，評價瀝青路面的路面服役情況。但是，瀝青路面實際服役過程中會受到不同交通荷載及環境條件的影響，單純利用瀝青混合料在10Hz、20℃條件下的動態模量無法準確分析瀝青路面的路面服役性能，從而無法為瀝青路面服役情況的精確評估提供有力依據。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供了一種實時確定瀝青混合料動態模量的方法，實現了對瀝青路面中瀝青混合料動態模量的實時監測，為瀝青路面服役性能的準確評估提供了依據。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種實時確定瀝青混合料動態模量的方法，具體包括以下步驟：

步驟1，選取待監測的瀝青路面，根據待監測瀝青路面瀝青層的結構和材料制備瀝青混合料試樣；

步驟2，利用材料試驗機對瀝青混合料試樣進行單軸壓縮動態模量試驗，測量在不同試驗溫度和加載頻率條件下瀝青混合料試樣各結構層的動態模量，基于時溫等效原理建立瀝青混合料動態模量主曲線；

步驟3，根據瀝青混合料動態模量主曲線，確定瀝青混合料動態模量計算模型，如式（1）所示：

（1）

其中，

（2）

（3）

式中，為瀝青混合料的動態模量，單位為MPa；為加載頻率，單位為Hz；為瀝青混合料的溫度，單位為℃；為瀝青混合料的最大限制模量，單位為MPa；、、、均為模型系數；為瀝青混合料的礦料間隙率；為瀝青混合料的瀝青飽和度；

步驟4，在待監測瀝青路面中安裝瀝青混合料動態模量智能監測系統，獲取瀝青路面上車輛的車速和瀝青路面的內部溫度，計算瀝青路面上車輛荷載對路面的加載頻率，如式（4）所示：

（4）

式中，為加載頻率，單位為Hz；為瀝青路面中瀝青層的厚度，單位為m；為瀝青路面上車輛的車速，單位為；

根據瀝青路面上車輛荷載對路面的加載頻率和瀝青層中各結構層的內部溫度，利用瀝青混合料動態模量計算模型，確定瀝青路面瀝青層中各結構層的瀝青混合料動態模量。

優選地，所述瀝青路面的瀝青層內設置有三個結構層，由上到下依次為上面層、中面層和下面層。

優選地，所述步驟2中，選取多個試驗溫度，在各試驗溫度條件下分別測量加載頻率為0.1Hz、0.2Hz、0.5 Hz、1 Hz、2 Hz、5 Hz、10 Hz、20 Hz、25 Hz時瀝青混合料試樣的動態模量。

優選地，所述試驗溫度為20℃、35℃和50℃。