一种旧沥青路面加铺层设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设计方法，具体涉及一种旧沥青路面加铺层设计方法，属于路桥建设领域。
【背景技术】
[0002]现行《公路沥青路面设计规范》加铺层设计参照新建路面的设计方法，以路表回弹弯沉和层底拉应力作为设计和验算指标。加铺层厚度的选择多以地区工程经验为主，缺乏严格的理论支撑。从而造成一方面无法充分准确地利用旧沥青路面的剩余价值，另一方面又存在设计结果往往达不到实际使用要求的现象。
【发明内容】
[0003]本发明为解决现有旧沥青路面加铺层设计方法设计依据不明确、设计流程简单、设计效果较差的问题，进而提出一种旧沥青路面加铺层设计方法。
[0004]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明的具体步骤如下:
[0005]步骤一、确定沥青路面加铺层设计参数:引入路面使用性能衰减参数，它包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI ;引入沥青路面结构修正结构数，它是路面各结构层厚度与系数的乘积之和，引入一个时域参数SNp，将其定义为路面现有结构数，
[0006]SNp= SN0XSSI (1)，
[0007]公式(I)中SNp表示路面现有结构数，SN (!表示路面初始结构数，SSI表示路面现有结构强度系数；
[0008]SN0= a ^1+a 2D2+a 3D3 (2)，
[0009]公式(2)中SNtl表示沥青路面初始结构数，D 1表示面层厚度，D 2表示基层厚度，D 3表示底基层厚度，a i表示面层结构系数，α 2表示基层结构系数，α 3表示底基层结构系数；
[0010]步骤二、确定沥青路面使用性能模型:沥青路面使用性能模型包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI，建立路面使用性能衰减曲线簇；
[0011]步骤三、确定沥青路面改造结构:划分交通等级，获取随路面结构数增大而衰减度逐渐减小的路面使用性能衰减曲线簇，确定沥青路面结构改造方法，所述沥青路面结构改造方法是通过如下步骤实现的:
[0012]步骤三(一)、确定一条旧路的路面结构，以及该条道路的交通状况、目前的PC1、PSS1、路段代表弯沉、当前结构数；
[0013]步骤三(二)、根据加铺设计年限确定目标PCI和PSSI值:根据路面使用性能的衰减程度确定养护的强度，包括功能性恢复、结构补强和路面结构重建，功能性恢复根据病害的破坏层位选择是否铣刨以及铣刨厚度，再直接选择调整加铺层结构，直到满足路面使用性能目标要求；结构补强在确定铣刨深度后再根据需要选择是否再生；若是再生，还得确定再生层的模量、劈裂强度，下承层的模量；根据加铺前剩余路面结构的现有结构数与目标年限下满足使用性能要求的最小结构数的差值，可以确定加铺层的结构数；再选择合适的加铺层结构进行加铺；路面结构重建按照规范方法进行设计。三种改造方式在确定加铺层结构以后，进行材料组成设计；
[0014]步骤三(三)、在路面使用性能衰减曲线簇上，选择最小结构数对应的性能曲线，计算目标年限下的路面使用性能值，如果各个性能计算值均大于或等于相应目标值则此结构数即为目标结构数，否则选择次小结构数对应下的性能衰减曲线进行计算，直到各个性能计算值均大于或等于相应目标值即可；
[0015]步骤四、对旧沥青路面进行重新铺设。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]一、本设计方法以路面实际使用性能作为设计指标，从路面及其使用者的实际要求出发进行设计，使得设计结果与使用目的相互对应；
[0018]二、本设计方法以路面历年使用性能实际衰减规律曲线簇作为设计依据，针对路面实际使用过程中出现的主要病害进行控制设计，做到了设计过程于实际使用状况的紧密结合；
[0019]三、本设计方法引入了结构数的概念，在路面使用性能与路面结构之间建立起准确的数量联系，进而可以在一定条件下简化大量繁琐的统计归纳工作，转化为数学推演工作；
[0020]四、本设计方法跳出传统的力学方法，而选择统计学方法，将抽象的思维解放到形象的设计，易于绝大多数人接受。
【附图说明】
[0021]图1是在一定载荷条件下路面使用性能衰减曲线簇，图2是沥青路面加铺层结构确定方法流程框图。
【具体实施方式】
[0022]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种旧沥青路面加铺层设计方法的具体步骤如下:
[0023]步骤一、确定沥青路面加铺层设计参数:引入路面使用性能衰减参数，它包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI ;引入沥青路面结构修正结构数，它是路面各结构层厚度与系数的乘积之和，引入一个时域参数SNp，将其定义为路面现有结构数，
[0024]SNp= SN0XSSI (1)，
[0025]公式(I)中SNp表示路面现有结构数，SN (!表示路面初始结构数，SSI表示路面现有结构强度系数；
[0026]SN0= a ^1+ a 2D2+ a 3D3 (2)，
[0027]公式(2)中SNtl表示沥青路面初始结构数，D 1表示面层厚度，D 2表示基层厚度，D 3表示底基层厚度，a i表示面层结构系数，α 2表示基层结构系数，α 3表示底基层结构系数；
[0028]步骤二、确定沥青路面使用性能模型:沥青路面使用性能模型包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI，建立路面使用性能衰减曲线簇；
[0029]步骤三、确定沥青路面改造结构:划分交通等级，获取随路面结构数增大而衰减度逐渐减小的路面使用性能衰减曲线簇，确定沥青路面结构改造方法，所述沥青路面结构改造方法是通过如下步骤实现的:
[0030]步骤三(一)、确定一条旧路的路面结构，以及该条道路的交通状况、目前的PC1、PSS1、路段代表弯沉、当前结构数；
[0031]步骤三(二)、根据加铺设计年限确定目标PCI和PSSI值:根据路面使用性能的衰减程度确定养护的强度，包括功能性恢复、结构补强和路面结构重建，功能性恢复根据病害的破坏层位选择是否铣刨以及铣刨厚度，再直接选择调整加铺层结构，直到满足路面使用性能目标要求；结构补强在确定铣刨深度后再根据需要选择是否再生；若是再生，还得确定再生层的模量、劈裂强度，下承层的模量；根据加铺前剩余路面结构的现有结构数与目标年限下满足使用性能要求的最小结构数的差值，可以确定加铺层的结构数；再选择合适的加铺层结构进行加铺；路面结构重建按照规范方法进行设计；三种改造方式在确定加铺层结构以后，进行材料组成设计；
[0032]步骤三(三)、在路面使用性能衰减曲线簇上，选择最小结构数对应的性能曲线，计算目标年限下的路面使用性能值，如果各个性能计算值均大于或等于相应目标值则此结构数即为目标结构数，否则选择次小结构数对应下的性能衰减曲线进行计算，直到各个性能计算值均大于或等于相应目标值即可；
[0033]步骤四、对旧沥青路面进行重新铺设。
[0034]本实施方式中新建路面和改造结构在建造完成时进行路面结构强度系数SSI检测，如果实测得到的路面结构强度系数SSI > I，则修正结构数为SN.1，如果SSI ( 1，则修正结构数按SN.SSI计算。
【主权项】
1.一种旧沥青路面加铺层设计方法，其特征在于:所述一种旧沥青路面加铺层设计方法的具体步骤如下: 步骤一、确定沥青路面加铺层设计参数:引入路面使用性能衰减参数，它包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI ;引入沥青路面结构修正结构数，它是路面各结构层厚度与系数的乘积之和，引入一个时域参数SNp，将其定义为路面现有结构数，SNp= SN0XSSI(I), 公式(I)中3%表示路面现有结构数，SN ^表示路面初始结构数，SSI表示路面现有结构强度系数；SN0= a ^1+a 2D2+a 3D3(2)， 公式(2)中SNci表示沥青路面初始结构数，D工表示面层厚度，D 2表示基层厚度，D 3表示底基层厚度，a i表示面层结构系数，α 2表示基层结构系数，α 3表示底基层结构系数；步骤二、确定沥青路面使用性能模型:沥青路面使用性能模型包括路面损坏状况指数PC1、路面结构强度系数SS1、国际平整度指数IRI，建立路面使用性能衰减曲线簇； 步骤三、确定沥青路面改造结构:划分交通等级，获取随路面结构数增大而衰减度逐渐减小的路面使用性能衰减曲线簇，确定沥青路面结构改造方法，所述沥青路面结构改造方法是通过如下步骤实现的: 步骤三(一)、确定一条旧路的路面结构，以及该条道路的交通状况、目前的PC1、PSS1、路段代表弯沉、当前结构数； 步骤三(二)、根据加铺设计年限确定目标PCI和PSSI值:根据路面使用性能的衰减程度确定养护的强度，包括功能性恢复、结构补强和路面结构重建，功能性恢复根据病害的破坏层位选择是否铣刨以及铣刨厚度，再直接选择调整加铺层结构，直到满足路面使用性能目标要求；结构补强在确定铣刨深度后再根据需要选择是否再生；若是再生，还得确定再生层的模量、劈裂强度，下承层的模量；根据加铺前剩余路面结构的现有结构数与目标年限下满足使用性能要求的最小结构数的差值，可以确定加铺层的结构数；再选择合适的加铺层结构进行加铺；路面结构重建按照规范方法进行设计；三种改造方式在确定加铺层结构以后，进行材料组成设计； 步骤三(三)、在路面使用性能衰减曲线簇上，选择最小结构数对应的性能曲线，计算目标年限下的路面使用性能值，如果各个性能计算值均大于或等于相应目标值则此结构数即为目标结构数，否则选择次小结构数对应下的性能衰减曲线进行计算，直到各个性能计算值均大于或等于相应目标值即可。； 步骤四、对旧沥青路面进行重新铺设。
【专利摘要】一种旧沥青路面加铺层设计方法，它涉及一种设计方法，具体涉及一种旧沥青路面加铺层设计方法。本发明为了解决现有旧沥青路面加铺层设计方法设计依据不明确、设计流程简单、设计效果较差的问题。本发明的步骤为：步骤一、确定沥青路面加铺层设计参数；步骤二、确定沥青路面使用性能模型；步骤三、确定沥青路面改造结构；步骤四、对旧沥青路面进行重新铺设。本发明用于路桥建设领域。
【IPC分类】E01C7-18
【公开号】CN104695297
【申请号】CN201510054230
【发明人】侯相琛, 张怀志, 赵群, 杨松, 吴倩, 崔鹏
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月30日