專(zhuān)利名稱(chēng)：瀝青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)規(guī)范要求在浙青混合料材料組成設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)檢驗(yàn)浙青混合料的抗車(chē)轍性能，但這僅能反映浙青混合料的抗車(chē)轍性能，而由檢驗(yàn)合格的浙青混合料組成的浙青面層結(jié)構(gòu)， 其整體抗車(chē)轍性能如何是無(wú)從得知的。工程實(shí)踐也表明，經(jīng)檢驗(yàn)合格的浙青混合料實(shí)際應(yīng)用到工程以后卻屢屢發(fā)現(xiàn)車(chē)轍病害。也就是說(shuō)，現(xiàn)行規(guī)范的抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法難以保證路面結(jié)構(gòu)的抗車(chē)轍性能，需要從結(jié)構(gòu)的角度來(lái)評(píng)價(jià)浙青路面車(chē)轍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，該浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法能準(zhǔn)確反映浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能，可作為浙青路面設(shè)計(jì)的有益指導(dǎo)。發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，首先設(shè)定車(chē)轍試驗(yàn)條件，對(duì)浙青面層組合結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行全厚式車(chē)轍試驗(yàn)，根據(jù)下式計(jì)算得到浙青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度DST，DSt = 630 X C1 XCr2 ；
U4 -a3式中d3、d4-分別為輪碾第1890次與第2520次對(duì)應(yīng)的位移變形，即輪壓處相對(duì)于試件表面凹陷的位移，單位為mm;C1-試驗(yàn)機(jī)類(lèi)型修正系數(shù)，對(duì)于曲柄連桿驅(qū)動(dòng)試件的變速行走方式為1.0，鏈條驅(qū)動(dòng)方式的為1. 5 ；C2-試件系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)試件為1.0;最后，按照設(shè)定的浙青面層結(jié)構(gòu)動(dòng)穩(wěn)定度控制標(biāo)準(zhǔn)0^1檢驗(yàn)各浙青面層組合結(jié)構(gòu)的抗車(chē)轍性能，若> [DS]T，則該浙青面層結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足抗車(chē)轍性能要求。所述的車(chē)轍試驗(yàn)采用全厚式浙青面層試件，在全厚式車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。[DS] τ的取值為3200次/謹(jǐn)。目前只有針對(duì)浙青混合料的抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，其要求實(shí)測(cè)動(dòng)穩(wěn)定度 [DS]。，其中[DS]。代表浙青混合料動(dòng)穩(wěn)定度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明仍然沿用這種思路，即要求實(shí)測(cè)浙青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度[DS]T，其中[DS]T代表浙青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有關(guān)于浙青面層結(jié)構(gòu)整體抗車(chē)轍性能的試驗(yàn)方法。本發(fā)明的浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，包括以下內(nèi)容(1)新型車(chē)轍試驗(yàn)方法
“新型車(chē)轍試驗(yàn)方法”由新型車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)+車(chē)轍試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)和動(dòng)穩(wěn)定度計(jì)算公式的修正方法組成，具體如下①「新型車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)(我國(guó)規(guī)范推薦的車(chē)轍試驗(yàn)設(shè)備)相比，“新型車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)”的加載大小可變、加載速度可變、車(chē)轍試件厚度可變、能在車(chē)轍試件內(nèi)部形成溫度梯度，目的是盡可能地模擬路面實(shí)際狀況。(專(zhuān)利號(hào)ZL2009100^874. 2 ；ZL200920063519. 9變速變載變厚度車(chē)轍試驗(yàn)機(jī))②車(chē)轍試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)修正方法標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試驗(yàn)方法中設(shè)定的試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)恒定為1小時(shí)，對(duì)應(yīng)的加載速度是42次/分鐘。當(dāng)車(chē)轍試驗(yàn)加載速度調(diào)整以后，如果此時(shí)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)仍然沿用1小時(shí)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致車(chē)轍試件受到的碾壓次數(shù)變化了，將會(huì)直接影響到車(chē)轍變形的累積。為此，本發(fā)明提出如下車(chē)轍試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)的修正方法當(dāng)加載速度變化時(shí)，應(yīng)以保證每次試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)輪對(duì)試件總的輪碾次數(shù)不變?yōu)樵瓌t，如當(dāng)輪碾速度為標(biāo)準(zhǔn)輪碾速度的1/n時(shí)，那么試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)間的η倍。③動(dòng)穩(wěn)定度(簡(jiǎn)稱(chēng)DS)計(jì)算公式的修正方法現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于DS的計(jì)算公式如下瓜=42々2、)々。(1)
d2 -dx式中、、t2分別為第45分鐘和第60分鐘；d” d2分別為第45分鐘和第60分鐘對(duì)應(yīng)的輪壓處相對(duì)于試件表面凹陷的位移 (mm)；C1-試驗(yàn)機(jī)類(lèi)型修正系數(shù)，對(duì)于曲柄連桿驅(qū)動(dòng)試件(參見(jiàn)現(xiàn)行的規(guī)范)的變速行走方式為1.0，鏈條驅(qū)動(dòng)方式的為1.5 ；C2-試件系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)試件為1.0。標(biāo)準(zhǔn)試件的定義參見(jiàn)現(xiàn)行的規(guī)范。式⑴中的計(jì)算點(diǎn)取在第45分鐘和第60分鐘，而42 X (Vt1)代表的是這兩個(gè)計(jì)算時(shí)刻之間增加的輪碾次數(shù)。在輪碾速度發(fā)生變化后，繼續(xù)采用第45分鐘和第60分鐘作為計(jì)算點(diǎn)就不太合適了。參照試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)的修正原則，本發(fā)明提出如下的輪碾速度發(fā)生變化后DS計(jì)算公式的修正方法將計(jì)算點(diǎn)固定為輪碾第1890次和輪碾第2520次(分別對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試驗(yàn)方法中第45分鐘和第60分鐘時(shí)的輪碾次數(shù))，如試驗(yàn)輪碾壓速度為1/2標(biāo)準(zhǔn)輪碾速度時(shí)， 計(jì)算點(diǎn)第1890次和第2520次分別對(duì)應(yīng)第90分鐘和第120分鐘。。按照這種方法，式(1)中 42X (Vt1)將變?yōu)?30(因?yàn)?520-1890 = 630)。此時(shí)，修正的動(dòng)穩(wěn)定度計(jì)算公式如下DS = -^-XClXC2(2)
U4 -a3式中d3、d4_分別為輪碾第1890次與第2520次對(duì)應(yīng)的輪壓處相對(duì)于試件表面凹陷的位移(mm)；(2)浙青面層結(jié)構(gòu)整體抗車(chē)轍性能測(cè)試
①確定代表性車(chē)轍試驗(yàn)條件根據(jù)道路實(shí)際的線形條件(縱坡坡度、坡長(zhǎng))、路面溫度場(chǎng)狀況、交通狀況(交通量、軸載大小及組成)，確定“代表性”車(chē)轍試驗(yàn)條件，包括加載速度、溫度梯度、試驗(yàn)荷載。②開(kāi)展“代表性”試驗(yàn)條件下全厚式浙青面層車(chē)轍試驗(yàn)由材料抗車(chē)轍性能檢驗(yàn)合格的浙青混合料組合成不同的浙青面層結(jié)構(gòu)，利用“新型車(chē)轍試驗(yàn)方法”，在“代表性”試驗(yàn)條件下開(kāi)展各浙青面層組合結(jié)構(gòu)的全厚式車(chē)轍試驗(yàn)， 得到浙青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度；(3)評(píng)價(jià)浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能按照設(shè)定的浙青面層結(jié)構(gòu)動(dòng)穩(wěn)定度控制標(biāo)準(zhǔn)[DS]T檢驗(yàn)各浙青面層組合結(jié)構(gòu)的抗車(chē)轍性能，若> [DS]T，則該浙青面層結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足抗車(chē)轍性能要求；從滿(mǎn)足上述要求的多個(gè)備選方案中，經(jīng)技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫婢C合比較，優(yōu)選出抗車(chē)轍性能最佳的浙青面層結(jié)構(gòu)即一方面從技術(shù)上選擇實(shí)測(cè)整體動(dòng)穩(wěn)定度DSt超過(guò)[DS] 工并最接近[DS]T的浙青面層結(jié)構(gòu)，另一方面從經(jīng)濟(jì)性的角度選擇所需投資最小的浙青面層結(jié)構(gòu)。有益效果本發(fā)明浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)①能夠?qū)⒄闱嗝鎸咏Y(jié)構(gòu)當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)評(píng)價(jià)其抗車(chē)轍性能，更直觀地指導(dǎo)浙青路面結(jié)構(gòu)組合；②能夠根據(jù)道路的實(shí)際條件(如長(zhǎng)大上坡汽車(chē)低速行駛路段、重載交通等)，有針對(duì)性地開(kāi)展抗車(chē)轍性能設(shè)計(jì)和優(yōu)化；③利用本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)浙青面層抗車(chē)轍性能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從不同路面結(jié)構(gòu)組合中優(yōu)選出滿(mǎn)足抗車(chē)轍性能要求的最經(jīng)濟(jì)的路面結(jié)構(gòu)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義進(jìn)而社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明申請(qǐng)人:實(shí)施例1 某高速公路上坡路段初始面層結(jié)構(gòu)為4. 5cmSMA-16+5. 5cmAC-20+6cmAC-25。原路面重載車(chē)比例比較大，通車(chē)半年后，在上坡路段產(chǎn)生了嚴(yán)重車(chē)轍；后來(lái)對(duì)原路面采取了銑刨后重鋪面層的處治方案，處治后的路面結(jié)構(gòu)為4. 5cmFAC-13+5. 5cm FAC-20+6cmFAC_25，三層均采用改性浙青作結(jié)合料。維修后， 路面車(chē)轍病害很少。若采用標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試驗(yàn)方法對(duì)上述六種浙青混合料分別開(kāi)展車(chē)轍試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件荷載0. 7Mpa,加載速度42次/分鐘，均勻溫度場(chǎng)60°C。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1面層各層浙青混合料標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，首先設(shè)定車(chē)轍試驗(yàn)條件，對(duì)浙青面層組合結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行全厚式車(chē)轍試驗(yàn)，根據(jù)下式計(jì)算得到浙青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度 DST,DSt =幻。χ C1 χ C2 ；d4 -d3式中d3、d4-分別為輪碾第1890次與第2520次對(duì)應(yīng)的位移變形，即輪壓處相對(duì)于試件表面凹陷的位移，單位為mm;C1-試驗(yàn)機(jī)類(lèi)型修正系數(shù)，對(duì)于曲柄連桿驅(qū)動(dòng)試件的變速行走方式為1. 0，鏈條驅(qū)動(dòng)方式的為1.5 ；C2-試件系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)試件為1.0;最后，按照設(shè)定的浙青面層結(jié)構(gòu)動(dòng)穩(wěn)定度控制標(biāo)準(zhǔn)[DS]T檢驗(yàn)各浙青面層組合結(jié)構(gòu)的抗車(chē)轍性能，若> [DS]T，則該浙青面層結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足抗車(chē)轍性能要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述的車(chē)轍試驗(yàn)采用全厚式浙青面層試件，在全厚式車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浙青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，[DS]T 的取值為3200次/mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種瀝青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，首先設(shè)定車(chē)轍試驗(yàn)條件，對(duì)瀝青面層組合結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行全厚式車(chē)轍試驗(yàn)，根據(jù)下式計(jì)算得到瀝青面層結(jié)構(gòu)整體動(dòng)穩(wěn)定度DST，式中d3、d4-分別為輪碾第1890次與第2520次對(duì)應(yīng)的位移變形；最后，按照設(shè)定的瀝青面層結(jié)構(gòu)動(dòng)穩(wěn)定度控制標(biāo)準(zhǔn)[DS]T檢驗(yàn)各瀝青面層組合結(jié)構(gòu)的抗車(chē)轍性能，若DST＞[DS]T，則該瀝青面層結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足抗車(chē)轍性能要求。該瀝青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)方法能準(zhǔn)確反映瀝青面層結(jié)構(gòu)抗車(chē)轍性能，可作為瀝青路面設(shè)計(jì)的有益指導(dǎo)。
文檔編號(hào)G01N3/32GK102494961SQ20111035970
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者關(guān)宏信, 羅增杰, 鄭健龍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)