专利名称：一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法
技术领域：
本发明涉及一种公路路面材料实验测试，属于筑路行业，特别是一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法。
背景技术：
现行公路路面，在负温条件下路面会出现裂缝，是引发水损坏的主要原因之一。负温下路面产生的裂缝又以路面基层开裂反射裂缝居多，解决路面反射裂缝的一个有效途径，是在路面面层之下设置应力吸收层，吸收掉负温下来自基层的反射裂缝，从而减少水损坏。而应力吸收层需要设计多厚，是由负温条件和应力吸收层的材料决定的，不同的路面材料和负温条件需要的应力吸收层厚度也不通。若应力吸收层太厚，解决路基反射裂缝的效果固然好，但是成本太高，若应力吸收层铺设的太薄，又达不到吸收应力的效果，因此，在不同路面环境下合理控制应力吸收层的用料量，使应力吸收层的设计达到最经济最安全的程 度成为眼下筑路行业急需解决的技术问题。
发明内容
本发明为解决现有技术中应力吸收层的设计不合理造成的损坏率高或成本浪费的技术问题，设计了一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，通过该方法可以实现在不同路面环境下合理控制应力吸收层的用料量，使应力吸收层的设计达到最经济最安全的程度。本发明为实现上述发明目的采用的技术方案是，一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其关键在于所述的方法是在建立区域性路面应力吸收层的应力吸收能力P与应力吸收层厚度D对照公式的基础上实现的，所述方法的具体步骤包括
Al、制作带有中心通孔的环形浙青应力吸收块；
A2、确定预铺设应力吸收层的区域内全年最低气温，按照设计要求调整冰柜冷冻温度至该最低温度，并将步骤Al中的环形浙青应力吸收块置入冰柜中进行冷冻，直至环形浙青应力吸收块由里至表完全冻结；
A3、在已完全冻结的环形浙青应力吸收块的中心通孔中置入与中心通孔孔径配套的撑胀仪，按设计要求向径向撑胀仪施压，径向撑胀仪将环形浙青应力吸收块撑裂，形成沿环形浙青应力吸收块的内径向外径延伸的裂缝；
A4、分别测量及记录该环形浙青应力吸收块的内径上裂缝的宽度D及裂缝由内径向外径延伸的高度H，并建立应力吸收层的应力吸收能力P与D及H的公式，即P= D/ H，得到该环形浙青应力吸收块在改区域内的应力吸收能力P ;
B、采集目标区域内在最低温度下应力吸收层裂缝的最大宽度L，根据步骤A4中的浙青混合料应力吸收能力P的计算公式P= D/ H计算得出在该区域应力吸收层的最佳设计厚度为H=L/P，完成该区域内浙青混合料应力吸收层最佳厚度的设计。本发明的关键是，在应力吸收层施工之前，通过大量的试验先确定该施工区域内应力吸收层的最佳设计厚度。合理控制区域内应力吸收层厚度的方法是，制作换性应力吸收块，将环形应力吸收块置入冰柜进行冷冻，冷冻的温度是该区域内全年最低气温，当应力吸收块完全冰冻时，采用配套设备将应力吸收块撑裂，测量其内径裂缝宽度D及裂缝沿内径向外径延伸的高度H，根据公式P=D/H，确定在该区域内、该温度下应力吸收层的应力吸收能力P。采集目标区域内应力吸收层的裂缝宽度，通过配套公式P=D/H，得出目标区域内应力吸收层的最佳施工厚度。本发明的有益效果是解决了公路路面应力吸收层设计厚度长期没有准确依据的问题。本发明能准确的测量不同浙青混合料配比，和任意负温下应力吸收层层底开裂宽度，和向上延伸高度的比值。能科学设计应力吸收层厚度，从而即能保证工程安全，又防止材料浪费，节省投资。下面结合附图对本发明进行详细说明。
图I是本发明中径向撑胀仪的结构示意图。
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图2是图I中径向撑胀头的结构示意图。图中，I代表弧形钢板，2代表液压缸，3代表液压杆，4代表平顶螺丝，5代表液压泵，6代表连接管。
具体实施例方式参看图1，一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其关键在于所述的方法是在建立区域性路面应力吸收层的应力吸收能力P与应力吸收层厚度D对照公式的基础上实现的，所述方法的具体步骤包括
Al、制作带有中心通孔的环形浙青应力吸收块；
A2、确定预铺设应力吸收层的区域内全年最低气温，按照设计要求调整冰柜冷冻温度至该最低温度，并将步骤Al中的环形浙青应力吸收块置入冰柜中进行冷冻，直至环形浙青应力吸收块由里至表完全冻结；
A3、在已完全冻结的环形浙青应力吸收块的中心通孔中置入与中心通孔孔径配套的撑胀仪，按设计要求向径向撑胀仪施压，径向撑胀仪将环形浙青应力吸收块撑裂，形成沿环形浙青应力吸收块的内径向外径延伸的裂缝;
A4、分别测量及记录该环形浙青应力吸收块的内径上裂缝的宽度D及裂缝由内径向外径延伸的高度H，并建立应力吸收层的应力吸收能力P与D及H的公式，即P= D/ H，得到该环形浙青应力吸收块在改区域内的应力吸收能力P ;
B、采集目标区域内在最低温度下应力吸收层裂缝的最大宽度L，根据步骤A4中的浙青混合料应力吸收能力P的计算公式P= D/ H计算得出在该区域应力吸收层的最佳设计厚度为H=L/P，完成该区域内浙青混合料应力吸收层最佳厚度的设计。上述的步骤A3中的径向撑胀仪的结构中包括由至少两片弧形钢板I组成的柱形空心管、设置在空心管内的径向撑胀机构，弧形钢板I分别与径向撑胀机构的动力输出端定位连接形成径向撑胀头。上述的径向撑胀机构的结构中包括液压泵5、设置在由弧形钢板I组成的柱形空心管内的液压缸2以及沿柱形空心管径向均匀分布并设置在液压缸2内的一组液压杆3，液压杆3的动力输出端分别借助配套连接组件与弧形钢板I定位连接，液压泵5的输出端借助连接管6与液压缸2连接。上述的弧形钢板I上开设有沉槽，所述的连接组件是平顶螺钉4或沉头螺钉。上述的空心管由2飞片弧形钢板I组成。本发明的关键是，在应力吸收层施工之前，通过大量的试验先确定该施工区域内应力吸收层的最佳设计厚度。合理控制区域内应力吸收层厚度的方法是，制作换性应力吸收块，将环形应力吸收块置入冰柜进行冷冻，冷冻的温度是该区域内全年最低气温，当应力 吸收块完全冰冻时，采用配套设备将应力吸收块撑裂，测量其内径裂缝宽度D及裂缝沿内径向外径延伸的高度H，根据公式P=D/H，确定在该区域内、该温度下应力吸收层的应力吸收能力P。采集目标区域内应力吸收层的裂缝宽度，通过配套公式P=D/H，得出目标区域内应力吸收层的最佳施工厚度。本发明中的径向撑胀机构在具体使用时，采购手动液压泵或电动液压泵5，连接管4为软管,液压缸2带有双向液压杆或四个方向相对的液压杆。利用壁厚5_—8mm圆管切成2瓣或4瓣，刨光滑或洗光滑制成弧形钢板1，在弧形钢板I上钻螺孔，用螺钉将弧形钢板I分别紧固在液压缸上的液压杆3上，即成为能胀能缩的撑胀头。将制作完成的环形浙青混合料应力吸收试验块放入试验冻柜，在冰柜壁开孔，将液压软管穿入冰柜，液压泵在冰柜外，撑胀头在柜内，将撑胀头放入环形试件的内孔中，内孔的内径与撑胀头中柱形空心管的最小外径相等，调整冻柜温度至项目所在地最低温度，当确定冰柜内环形浙青混合料应力吸收试验块已经冻透时，可向撑胀头施压，撑胀头撑开环形浙青混合料应力吸收试验块，环形浙青混合料应力吸收试验块的内径被撑开、裂缝，并向外径方向延伸出裂缝。取出试验块，用游标卡尺测量环形浙青混合料应力吸收试验块内孔裂缝宽度d及裂缝由内径向外径延伸的长度h，则即可确定该浙青混合料在规定的负温条件下的应力吸收能力P=内孔裂缝宽度d/裂缝由内径向外径延伸的长度h。当经调查得知，某种材料的下承层，在最低温度下的最大裂缝宽度为L时，知道了所用浙青混合料的应力吸收能力，则设计的应力吸收层厚度为H=L/P，即H为在某种材料的下承层上需设计铺设的该种材料级配的浙青混合料的应力吸收层厚度。
权利要求
1.一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其特征在于所述的方法是在建立区域性路面应力吸收层的应力吸收能力P与应力吸收层厚度D对照公式的基础上实现的，所述方法的具体步骤包括 Al、制作带有中心通孔的环形浙青应力吸收块； A2、确定预铺设应力吸收层的区域内全年最低气温，按照设计要求调整冰柜冷冻温度至该最低温度，并将步骤Al中的环形浙青应力吸收块置入冰柜中进行冷冻，直至环形浙青应力吸收块由里至表完全冻结； A3、在已完全冻结的环形浙青应力吸收块的中心通孔中置入与中心通孔孔径配套的撑胀仪，按设计要求向径向撑胀仪施压，径向撑胀仪将环形浙青应力吸收块撑裂，形成沿环形浙青应力吸收块的内径向外径延伸的裂缝； A4、分别测量及记录该环形浙青应力吸收块的内径上裂缝的宽度D及裂缝由内径向外径延伸的高度H，并建立应力吸收层的应力吸收能力P与D及H的公式，即P= D/ H，得到该环形浙青应力吸收块在改区域内的应力吸收能力P ; B、采集目标区域内在最低温度下应力吸收层裂缝的最大宽度L，根据步骤A4中的浙青混合料应力吸收能力P的计算公式P= D/ H计算得出在该区域应力吸收层的最佳设计厚度为H=L/P，完成该区域内浙青混合料应力吸收层最佳厚度的设计。
2.根据权利要求I所述的一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其特征在于所述的步骤A3中的径向撑胀仪的结构中包括由至少两片弧形钢板(I)组成的柱形空心管、设置在空心管内的径向撑胀机构，弧形钢板(I)分别与径向撑胀机构的动力输出端定位连接形成径向撑胀头。
3.根据权利要求2所述的一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其特征在于所述的径向撑胀机构的结构中包括液压泵(5)、设置在由弧形钢板(I)组成的柱形空心管内的液压缸(2)以及沿柱形空心管径向均匀分布并设置在液压缸(2)内的一组液压杆(3)，液压杆(3)的动力输出端分别借助配套连接组件与弧形钢板(I)定位连接，液压泵(5)的输出端借助连接管(6)与液压缸(2)连接。
4.根据权利要求3所述的一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其特征在于所述的弧形钢板(I)上开设有沉槽，所述的连接组件是平顶螺钉(4)或沉头螺钉。
5.根据权利要求I所述的一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，其特征在于所述的空心管由2飞片弧形钢板(I)组成。
全文摘要
一种合理控制区域内路面应力吸收层设计厚度的方法，解决了现有技术中应力吸收层的设计不合理造成的损坏率高或成本浪费的技术问题，采用的技术方案是，关键在于上述的方法是在建立区域性路面应力吸收层的应力吸收能力P与应力吸收层厚度D对照公式的基础上实现的，本发明的有益效果是解决了公路路面应力吸收层设计厚度长期没有准确依据的问题。本发明能准确的测量不同沥青混合料配比，和任意负温下应力吸收层层底开裂宽度，和向上延伸高度的比值。能科学设计应力吸收层厚度，从而即能保证工程安全，又防止材料浪费，节省投资。
文档编号E01C11/00GK102677568SQ20121013050
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者李来宾 申请人:邢台路桥建设总公司