一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法及养护方法与流程
本发明涉及沥青路面的强度测量和养护技术领域，尤其涉及一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法及养护方法。
背景技术：
路面结构承载能力评价指标参照《公路沥青路面养护技术规范(jtj073.2-2001)》和《公路工程质量检验评定标准》，从设计所依据的弯沉标准出发，对沥青路面承载能力的评价采用路面结构强度指数(pssi)评价。
我国根据pssi的数值制定了分级标准及弯沉指标，通过弯沉指标的大小表征路面承载能力的耐久性或疲劳寿命。从宏观角度看，路面结构整体承载能力的大小反映了结构安全寿命的大小，弯沉指标作为反映结构整体承载能力大小的主要指标，其衰减变化规律，反映了结构承载能力的衰减程度。但是，弯沉指标大小并不能准确反映出各个结构层承载能力衰减的大小，对于半刚性基层结构也是如此。
如图1所示，从统计规律上代表了我国现阶段高等级公路沥青路面弯沉变化规律。可以看出路面弯沉随时间变化的三个阶段：递减期:竣工后的1～2年，由于半刚性基层材料的强度增长和交通荷载的压密作用，路面弯沉在这一阶段逐渐减小，大约在竣工后第二年达到最小值。速增期：竣工后的2～4年，路面在荷载及环境因素的综合作用下，结构内部的微观缺陷发生扩展，小范围内出现局部破损现象，路面整体强度出现下降，路面弯沉迅速增长。缓增期：竣工4～7年后直至达到极限破坏状况。该阶段即疲劳破坏的稳定发展期，路面结构内部缺陷进一步扩展，结构吸收的能量扩散，路面损伤发展的速度受到抑制，整体刚度在较低水平下达到相对稳定，弯沉增长较为缓慢，并一直延续到路面结构疲劳破坏。
首先，路面结构承载能力的表征是路面设计中的一个重要指标，无论是经验法还是力学经验法。从历史上看，沥青路面力学经验法设计是从弯沉指标逐渐发展而来的。按照弹性层状体系理论，路表理论弯沉与结构层内部的应力、应变在概念上都是等效的，都是基于同一个力学模型、同一组计算参数得到的，只是从不同角度反映了路面整体结构的力学响应状态。作为一个路面结构的设计指标各有千秋，既有其合理性，也各有其不足。
其次，由于路面材料自身的非线性和各向异性，以及层间结合状态的不确定性，理论力学模型与路面结构的实际状态存在一定的差异，理论计算得到的弯沉、应力或应变当作为设计指标时都应该进行必要的标定、修正。相比之下，通过现有的检测手段可以得到比较可靠的路面结构的实际弯沉，因此，弯沉指标的修正比较容易。实际工程表明，弯沉指标的修正不仅与路基强度(以模量表征)，而且与路面结构形式有关。
因此在计算路面结构强度系数以及根据系数大小制定不同的路面养护方法时，按照现有的路面结构强度指数(pssi)来判断路面的结构强度，并不能很好的反应结构病害的形式和破损程度，对养护设计方法的制订依据不够科学。
技术实现要素：
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法及养护方法，用以解决现有评价方法无法科学地反应路面强度的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方法实现的：
一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法，该评价方法的步骤为：
s1、路面被测车道上做出标记，选定被测路面对应相同桩号的应急车道的位置，并在路面上做出标记；
s2、在某一段被测路面车道的标记处开始测量弯沉值大小；
s3、在同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的标记处开始测量弯沉值大小；
s4、根据测量得到的弯沉值分别计算同一段被测路面车道的代表弯沉值和同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的代表弯沉值，再计算出同一段路面结构相对强度系数。
步骤s2和s3中，弯沉值大小的测量方法为：
使用测试车辆驶过被测车道路面或被测应急车道，使用弯沉仪对标记处每20m至少测量一次弯沉值，测量结果的按每百米或每公里进行加权平均值，即为车道的代表弯沉值大小。
车辆的后轴轴载为10吨。
步骤s2和s3中，均使用贝克曼梁弯沉仪或自动弯沉仪。
步骤s4中，路面结构相对强度系数的计算方法如下：
式中，rssi为某段路面结构相对强度系数，lb为某段被测路面附近的应急车道的代表弯沉值的大小，ls为所某段述被测路面某车道的代表弯沉值的大小。
代表弯沉值为某路面每段一定距离内弯沉值计算出的结果，计算方法如下：
l＝lc+zα×s
式中，l为某段路面的代表弯沉值，lc为某段路面不同测量点的弯沉值的平均值，zα为路面的保证系数，s为某段路面不同测量点的弯沉值的标准差；
路面的保证系数为：高速公路、一级公路的保证系数为1.645；二级、三级、四级公路的保证系数均为1.5。
某一段被测路面车道的弯沉值和同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的弯沉值，需要同时测量，或需保持在相同的季节或周平均气温相差不超过10℃的情况下测量。
一种根据该评价方法测量的路面结构相对强度系数的半刚性基层沥青路面养护方法，其特征在于，根据得到的路面结构相对强度系数对被测路面的沥青路面结构强度进行评价，并调整对被测路面的养护方法，具体方法为
当路面结构相对强度系数大于等于0.8时，继续进行正常路面维护；
当路面结构相对强度系数小于0.8且大于等于0.7时，需要加强对路面进行针对性或预防性的养护；
当路面结构相对强度系数小于0.7时，需要对路面进行结构补强处理维修。
正常路面维护包括：每天的路面清扫、冬季的降雪处理、路面污染清理；
加强对路面的维护包括：裂缝的处治、坑槽的处治、稀浆封层或微表处或薄层罩面等预防性养护措施；
对路面进行维修包括：沉陷的修复、基层处治、挖补罩面。
本发明有益效果如下：
1.通过使用弯沉仪，可以准确的测得半刚性基层路面待测位置的弯沉大小。
2.通过使用路面结构相对强度系数描述半刚性基层沥青路面的结构强度，避免了理论值的使用，使测量结果更加接近实际情况。
3.通过利用冲抵方法，将传统测量中难以量化的因素(例如：土基模量、累计当量轴次造成的疲劳损伤、温度变化、结构组合与厚度变化、材料的真实参数等)予以剔除，只保留半刚性基层沥青路面的质量变化与结构破坏的关系，使评价结论更加准确可靠。
4.通过半刚性基层沥青路面的路面结构相对强度系数判断路面的养护需求，使得路面养护的设计方法更加科学，节约了路面维护的成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为我国高等级公路沥青路面结构强度变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法，该评价方法的步骤为：
s1、路面被测车道上做出标记，选定被测路面对应相同桩号的应急车道的位置，并在路面上做出标记，且应急车道的路面强度需为优秀；
s2、在某一段被测路面车道的标记处开始测量弯沉值大小；
s3、在同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的标记处开始测量弯沉值大小；
s4、根据测量得到的弯沉值分别计算同一段被测路面车道的代表弯沉值和同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的代表弯沉值，再计算出同一段路面结构相对强度系数。
步骤s2和s3中，弯沉值大小的测量方法为：
使用测试车辆驶过被测车道路面或被测应急车道，使用弯沉仪对标记处每20m至少测量一次弯沉值，测量结果的按每百米或每公里进行加权平均值，即为车道的代表弯沉值大小。
车辆的后轴轴载为10吨。
步骤s2和s3中，均使用贝克曼梁弯沉仪或自动弯沉仪。
步骤s4中，路面结构相对强度系数的计算方法如下：
式中，rssi为路面结构相对强度系数，lb为被测路面附近的应急车道的代表弯沉值的大小，ls为被测路面某车道的代表弯沉值的大小。
代表弯沉值为某路面每段一定距离内弯沉值计算出的结果，计算方法如下：
l＝lc+zα×s
式中，l为某路面的代表弯沉值，lc为某路面各段的弯沉值的平均值，zα为路面的保证系数，s为某路面各段的弯沉值的标准差，此处标准差可以直接通过统计学方法求得；
路面的保证系数为：高速公路、一级公路的保证系数为1.645；二级、三级、四级公路的保证系数均为1.5。
某一段被测路面车道的弯沉值和同一段被测路面对应相同桩号的应急车道的弯沉值，需要同时测量，或需保持在相同的季节或周平均气温相差不超过10℃的情况下测量。
一种根据该评价方法测量的路面结构相对强度系数的半刚性基层沥青路面养护方法，其特征在于，根据得到的路面结构相对强度系数对被测路面的沥青路面结构强度进行评价，并调整对被测路面的养护方法，具体方法为
当路面结构相对强度系数大于等于0.8时，代表路面状况良好，继续进行正常路面维护；
当路面结构相对强度系数小于0.8且大于等于0.7时，需要加强对路面进行针对性或预防性的养护；
当路面结构相对强度系数小于0.7时，需要对路面进行结构补强处理维修。
正常路面维护包括：每天的路面清扫、冬季的降雪处理、路面污染清理；
加强对路面的维护包括：裂缝的处治、坑槽的处治、稀浆封层或微表处或薄层罩面等预防性养护措施；
对路面进行维修包括：沉陷的修复、基层处治、挖补罩面。
利用本发明对某段高速公路进行了评价和养护，使用弯沉仪测量每段路面每20m至少测量一次弯沉值，及对应桩号的应急车道的弯沉值，根据公式l＝lc+zα×s，求得每百米长的路面的车道及对应桩号的应急车道的代表弯沉值，再通过公式
表1一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法及养护方法的使用结果
综上所述，本发明实施例提供了一种半刚性基层沥青路面相对强度评价方法及养护方法，本发明通过使用路面结构相对强度系数描述半刚性基层沥青路面的结构强度，避免了理论值的使用，使测量结果更加接近实际情况；利用冲抵方法，将传统测量中难以量化的因素(例如：土基模量、累计当量轴次造成的疲劳损伤、温度变化、结构组合与厚度变化、材料的真实参数等)予以剔除，只保留半刚性基层沥青路面的质量变化与结构破坏的关系，使测量结果更加准确可靠节约了路面维护的成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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