专利名称：：湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法
技术领域：
：本发明涉及一种沥青路面使用寿命预估技术，尤其涉及一种湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法。
背景技术：
：由于沥青是一种感温性很强的材料，故沥青混合料也成为温度敏感性材料，在不同的温度条件下，沥青混凝土路面会表现出截然不同的力学性质，较高的温度会使沥青混合料的劲度模量和抗剪能力降低，从而在车辆荷载作用下出现高温稳定性不足的问题。另外，温度会沿着路面深度方向呈现一定的分布，这种分布与绝对温度、R照、温度的变化有关，持续卨-温对路面的破坏作用往往比绝对温度来得更大。同时，由于路面沥青混凝土的不均匀性，路面上总是会存在一些表面空隙率大的地方，所以在道路表面总是存在有雨水下渗的通路，降水到达路面后，会通过路面的空隙和裂缝进入路面结构内滞留在面层材料中。在湿热地区，由于降雨量大，沥青混凝土面层经常处于潮湿状态，水在路面结构内的滞留浸泡作用会使路面沥青混合料的劲度模量降低。沥青混合料劲度模量对疲劳性能的影响，随着不同的加载模式而表现出不同的情况。在控制应力的加载模式中，疲劳寿命随劲度的增加而增加，这是因为混合料的劲度模量越高，则在相同的常量应力条件下，每次重复荷载产生的应变就小，因此，混合料疲劳寿命越长。但是，在控制应变的加载模式中，疲劳寿命(用标准轴载作用次数来表征)则随着劲度的增加而降低，这是因为混合料的劲度模量越高，则在相同的常量应变条件下，每次重复荷载产生的应力就大，因此，混合料疲劳寿命越短。在湿热地区，沥青路面的疲劳特性与一般地区表现出较大的差异，其疲劳破坏机理、疲劳破坏过程都有所不同。为此，针对湿热地区的自然气候特征，研究并选用合适的技术参数、建立合理的疲劳预估模型对湿热地区沥青路面设计、施工与养护具有积极的作用。
发明内容本发明公开了一种湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，根据下式对沥青路面疲劳寿命进行预估式中S7l^,—沥青路面疲劳寿命，即预估疲劳荷载作用次数；沥青路面结构层的疲劳损伤度；^W,,—沥青路面设计年限内的累计标准轴载作用次数，A^为第/个温度区间在路面设计年限内的标准轴载实际作用次数，/=1，2,...，n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。沥青路面结构层的疲劳损伤度i^D可由下式求得式中尸Zi),为第/温度区间的疲劳损伤度，/=1,2,...,"，"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。第/温度区间的疲劳损伤度尸ZD,可由下式确定《卢式中r为安全系数，取值1.2—1.5;A^为沥青路面设计使用年限内第/温度区间标准轴载累计当量轴次，z'=1,2,...,w，"为预估所划分的温度区间数量，取值58;A^为沥青路面第i温度区间标准轴载预估最大荷载次数，/二1,2，...，w，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。确定沥青路面设计使用年限内第/温度区间内标准轴载累计当量轴次A^的歩骤，包括①根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，按照一定的温度间隔划分为/个温度区间并以该温度区间的中间值作为该温度区间的温度值，/=1,2,...,"，w为预估所划分的温度区间数量，取值58;②根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，确定每一温度区间的月份数量《；③根据下式确定第/温度区间的累计当量轴次A^:式中《为第/温度区间在一年中的月份数量；W为设计年限内一个车道标准轴载的累计当量轴次。沥青路面第/温度区间标准轴载预估最大荷载次数Ww可由下式求得式中A^为沥青路面第/温度区，第/计算阶段的标准轴载预估最大荷载次数，/=1,2,...，m，w为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1,2，...,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。沥青路面第/温度区，第y计算阶段的标准轴载预估最大荷载次数w,/可由湿热地区沥路面不同计算阶段、不同温度区间的疲劳寿命一应变方程求得，艮l]:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中￡',，7为沥青路面第/温度区，第/计算阶段重复荷载作用下的水平应变，/^,和",，,为第/温度区间、第y计算阶段的疲劳寿命一应变方程系数，/=1,2,…，w，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1,2,...,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。第/温度区间、第/计算阶段的系数《,,,和",,,可采用内插法对冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理求得，包括所述冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程为冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程^冻融=(1/f冻融)"'未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程W未冻融=xA:2(1/f米冻融)"2式中W冻融、W未冻融分别为冻融和未冻融沥青混合料达到破坏时重复荷载作用次数；￡冻融、S絲融分别为冻融或未冻融沥青混合料在相应试验条件重复荷载作用下的水平应变；&、A为冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；A2、为未冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；X为修」H系数，取值范围为520;所述采用内插法对冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理，包括内插法l:均匀插入y条曲线，即取疲劳寿命一应变方程的系数1^和;^2的./个等分并以此均匀插入_/条曲线，即J'个沥青路面损伤的计算阶段数；或者内插法2:均匀划分为7'个区域，即将疲劳寿命一应变方程的系数M,和均匀划分为/个区域并取每个区域中值所确定的系数，即/个沥青路面损伤的计算阶段数；其中y'=l,2,...,m，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值5~8。沥青路面第/温度区、第7'计算阶段重复荷载作用下的水平应变^/可以通过以下方法求得1)将第/温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变s冻融和sw^之间均匀插入乂点，其各点的数值即为第/温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变^7;或者2)将第/温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变S冻融和S^^之间均匀的分为y段，其各段的中值即为第Z'温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变、■;其中7'=1,2,...,m，w为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1,2,...，n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变S冻融和e永冻融可由下式求得s冻别!，2￡未冻融—2'17式中I=;rx(0.135+0.5//)/(1.794-0.0314//)，为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平变形，7为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测得到的垂直变形；为相应温度区间沥青混合料的泊松比；为试件直径，其中冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测垂直变形y的试验条件，包括①试件成型方法按规范方法T0702-2000用标准击实成型的圆柱体试件；②试件尺寸标准马歇尔试件，O101.6mmx63.5mm;③试件个数5;加载方式应力控制；⑤加载波形和频率IOHZ连续式半正矢荷载；⑥应力比0.3、0.4、0.5、0.6、0.7;⑦疲劳破坏标准以试件的完全断裂作为疲劳破坏标准；⑧数据采集记录应力作用次数、试件垂直和水平变形，加载0-1000次，每10次采一次数据；1000-10000次，每100次采一次数据；10000-500000次，每1000次采一次数据。冻融和未冻融沥青混合料劈裂疲劳实l^确定系数&、^和^、"2的方法，包括①采用上述实验方法测试冻融和未冻融沥青混合料三个或三个以上试验温度下的疲劳寿命一应变方程；②将不同温度的疲劳寿命一应变关系曲线进行统一拟合；③根据拟合后的疲劳寿命一应变关系曲线求得沥青混合料的系数&、w,和&、"2。本发明的有益技术效果是适用面广、计算简便、估计准确。图1、泊松比参照表；图2、不同温度下沥青混合料疲劳寿命一应变曲线图3、不同温度下沥青混合料疲劳寿命一应变统一拟合曲线图4、设计年限内各温度区间内标准轴载累计当量轴次；9具体实施例方式沥青混合料劈裂强度试验按T0716-1993，冻融劈裂试验按T0729-2000，试验温度分别为15。C、25°C、30°C，得到各温度下的劈裂抗拉强度(MPa)。选取沥青混合料未冻融和冻融试件进行劈裂疲劳试验，冻融循环次数为一次，试验设备为气动伺服沥青混合料试验机，具体试验参数如下①试件成型方法按规范方法T0702-2000用标准击实成型的圆柱体试件②试件尺寸标准马歇尔试件，①101.6mmx63.5mm③试件个数5加载方式应力控制⑤加载波形和频率IOHZ连续式半正矢荷载⑥应力比0.3、0.4、0.5、0.6、0.7⑦疲劳破坏标准以试件的完全断裂作为疲劳破坏标准的⑧数据采集记录应力作用次数、试件垂直和水平变形，加载0-1000次，每10次采一次数据；1000-10000次，每100次采一次数据；10000-500000次，每1000次采一次数据。需要说明的是，温度对沥青路面疲劳寿命的影响也十分明显，在实际使用过程中沥青路面要经受春、夏、秋、冬四季的变化，温度也会产生周期性地变化。因此，需要对将湿热地区月平均气温温度进行划分，将其划分为若千个温度区间，并以此进行沥青路面疲劳寿命的预估。在应力控制模式的劈裂疲劳试验中，利用位移传感器测得沥青混合料在各个应力水平下的垂直变形y，按照图1表中给定的泊松比//，可按以下公式求得冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变S冻融和^末汰融式中X=Fx(0.135+0.5//)/(1.794-0.0314//)，为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平变形，7为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测得到的垂直变形；//为相应温度区间沥青混合料的泊松比；"为试件直径。根据冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变^i^和^M』结合相应试验条件下冻融或未冻融沥青混合料得疲劳寿命，可得到沥青混合料在未冻融和冻融时，试验温度分别为15°C、25'C和3(TC的情况下沥青混合料的劈裂疲劳方程W=A(l/s)"。前述不同温度沥青混合料的疲劳寿命一应变关系曲线如图1所示，将其进行统-拟合，拟合结果如图2所示。统一拟合的相关系数均达到0.9以上，表明在应力控制模式下，疲劳寿命一应变关系曲线受温度因素的影响较小。由此，可以得到不同状态下沥青混合料的应变一疲劳方程。根据统一拟合结果即可得到沥青混合料在冻融和未冻融两种状态的疲劳寿命一应变方程。冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程^冻融^X&(l/f冻融)"1未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程W未冻础^X^(l/f未冻础)"2式中/Vai54、A^a^分别为冻融和未冻融沥青混合料达到破坏时重复荷载作用次数；f冻融、S末冻,她分别力冻融或未冻融，青'混合料在相应试-验条件軍二复荷载作用下fi勺水平应-变；A:,、"，为冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；A2、w2为未冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；x为修正系数，取值范围为520，目的在于将室内试验所得到的沥青混合料疲劳寿命进行修IH。沥青路面在无水的影响下疲劳寿命最长，而在水损害严重的情况下疲劳寿命最短。本发明采用未冻融状态下沥青混合料的应变疲劳方程表征无水状态情况下沥青混合料的疲劳寿命，而采用冻融状态下沥青混合料的应变疲劳方程表征水损害严重状态下沥青混合料疲劳寿命。这两种情况下的应变疲劳方程属于道路实际使用过程中的极端情况。为较为真实的表征沥青路面的实际状况，通常在这两种极端状态之间选择若干个中间状态作为湿热地区沥青路面的疲劳寿命预估的计算阶段，以便于疲劳寿命的预估更接近实际情况。本发明釆用内插法对水损害严重条件下和无水条件下的应变疲劳方程，即冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理，求得./个计算阶段的应变疲劳方程。两种内插方法分别为采用内插法l:均匀插入/条曲线，即取疲劳寿命一应变方程的系数X^和X^的y'个等分并以此均匀插入./条曲线，即/个沥青路面损伤的计算阶段数；或者采用内插法2:均匀划分为7'个区域，即将疲劳寿命一应变方程的系数"'和均匀划分为y个区域并取每个区域中值所确定的系数，即/个沥青路面损伤的计算阶段数其中7'=1,2,...,m，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58。按内插法1或2即可得到湿热地区沥青路面不同计算阶段、不同温度区间的疲劳寿命一应变方程，式中、,为沥青路面第z'温度区，第./计算阶段重复荷载作用下的水平应变，《^和,为第Z'温度区间、第/计算阶段的疲劳寿命_应变方程系数，7'=l,2，...,m，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1，2,...,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。相应的，沥青路面第/温度区，第乂计算阶段重复荷载作用下的水平应变f"参照上述方法求解-1)将第/温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变。*^和之间均匀插入/点，其各点的数值即为第/温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变f,j;或者2)将第Z温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变S&^和^,之间均匀的分为y'段，其各段的中值即为第/温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变；其中7—=1,2,...,m，w为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1,2,...,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。把求得的沥青路面第'温度区，第/'计算阶段重复荷载作用下的水平应变^7代入湿热地区沥青路面不同计算阶段、不同温度区间的疲劳寿命一应变方程A^.=、,(1/^)"''，即可求得沥青路面第/温度区，第y计算阶段的标准轴载预估最大荷载次数A、7。对第/温度区，各个计算阶段的iv,，,进行求和，即w,，》.=1;^,,,，求得沥青路面第/温度区间标准轴载预估最大荷载次数A^将A^.代入下式，即可求得第z-温度区间的疲劳损伤度P丄Z),，式中K为安全系数，取值1.2—1.5;i^为沥青路面设计使用年限内第/温度区间标准轴载累计当量轴次，/=1,2,...，"，"为预估所划分的温度区间数量，取值58;A^为沥青路面第/温度区间标准轴载预估最大荷载次数，z'=l,2,&"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。对各个温度区间的疲劳损伤度户丄D,进行求和，即户丄D=，即可求得沥青路面结』1构层的疲劳损伤度P丄i)，式中/=1,2，...，《，"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。参见图4，'确定沥青路面设计使用年限内第/温度区间内标准轴载累计当量轴次^,的歩骤，包括①根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，按照一定的温度间隔划分为/个温度区间并以该温度区间的中间值作为该温度区间的温度值，/=1,2，...，m"为预估所划分的温度区间数量，取值58;②根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，确定每一温度区间的月份数量《；③根据下式确定第/温度区间的累计当量轴次W,.v:式中《为第/温度区间在一年中的月份数量；W为设计年限内一个车道标准轴载的累计当量轴次。对各个温度区间累计当量轴次^,进行求和，得到沥青路面设计年限内的累计标准轴载作用次数|^^,,。将求得的|;^,和沥青路面结构层的疲劳损伤度/^/)代入下式，即可对沥青路面的疲劳寿命进行预估^士》式中S7l^,—沥青路面疲劳寿命，即预估疲劳荷载作用次数。实施例沥青混合料劈裂强度试验按T0716-1993，冻融劈裂试验按T0729-2000，试验温度分别为15。C、25°C、30°C，得到各温度下的劈裂抗拉强度(MPa)。选取沥青混合料未冻融和冻融试件进行劈裂疲劳试验，冻融循环次数为一次，试验设备为气动伺服沥青混合料试验机，具体试验参数如下①试件成型方法按规范方法T0702-2000用标准击实成型的圆柱体试件②试件尺寸标准马歇尔试件，(M01.6mmx63.5mm③试件个数5加载方式应力控制⑤加载波形和频率IOHZ连续式半正矢荷载(D应力比0.3、0.4、0.5、0.6、0.7⑦疲劳破坏标准以试件的完全断裂作为疲劳破坏标准的⑧数据采集记录应力作用次数、试件垂直和水平变形，加载0-1000次，每10次采一次数据；1000-10000次，每100次采一次数据；10000-500000次，每1000次采一次数据。本实施例中，将湿热地区月平均气温温度划分为0°C8°C、8°C13°C、13°C18°C、18。C23。C、23。C以上五个区间，处于各温度区间的时间在一年中所占比例分别为1/12、1/6、1/6、1/4、1/3。在路面结构计算中分别按5'C、10°C、15°C、20°C、25"C进行参数选取。在应力控制模式的劈裂疲劳试验中，利用位移传感器测得沥青混合料在各个应力水平下的垂直变形7，按照图l给定的泊松比//，可按以下公式求得冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变S冻融和&冻融式中X=;rx(0.135+0.5/i)/(1.794-0.0314//)，为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平变形，7为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测得到的垂直变形；//为相应温度区间沥青混合料的泊松比；J为试件直径。根据冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变S^^和f^^结合相应试验条件下冻融或未冻融沥青混合料得疲劳寿命，可得到沥皆混合料在未冻融和冻融时，试验温度分别为15°C、25'C和30'C的情况下沥青混合料的劈裂疲劳方程TV=A(1/s)"。前述不同温度沥青混合料的疲劳寿命一应变关系曲线如图2所示，将其进行统-拟合，拟合结果如图3所示。统一拟合的相关系数均达到0.9以上，表明在应力控制模式下，疲劳寿命一应变关系曲线受温度因素的影响较小。由此，可以得到不同状态下沥青混合料的应变一疲劳方程。根据统一拟合结果即可得到沥青混合料在冻融和未冻融两种状态的疲劳寿命一应变方程。冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程A^冻融=乂^(1/^冻融)"'未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程W未冻融=:^2(1/^未汰融)"2式中A^;s、A^冻融分别为冻融和未冻融沥青混合料达到破坏时重复荷载作用次数；S冻融、Sw綠分别力冻融或未冻融沥青、混合料在相应试验条件重复荷载作用下的水平应变；々,、"，为冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；A:2、W2为未冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；x为修正系数，取值范围为520，目的在于将室内试验所得到的沥青混合料疲劳寿命进行修正。本实施例采用内插法对水损害严重条件下和无水条件下的应变疲劳方程，即冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理，并设定为五个计算阶段。两种内插方法分别为采用内插法1:在冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程曲线之间均匀插入5条曲线，即将系数x^和x&均匀的五等分，也即插入五条曲线，以这5条曲线的方程作为5阶段的应变疲劳应变方程；或者采用内插法2:在冻融和未冻融沥青混合料的疲劳应变方程曲线之间均匀划分为5个区域，即将系数"，和均匀划分为5个区域并取每个区域中值作为所确定的系数，得到5阶段的应变疲劳应变方程。两种内插方法得到的5阶段的应变疲劳应变方程列于表1。表l:5阶段的应变疲劳应变方程<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表中W—沥青混合料达到破坏时重复荷载作用次数，即疲劳寿命；S—沥青混凝土面层底部最大水平拉应变；fl,、6,—按照内插法1，将冻融和未冻融沥青混合料的疲劳应变方程曲线之间均匀插入五条曲线所确定的系数；4、S,—按照内插法2，将冻融和未冻融沥青混合料的疲劳应变方程曲线之间均匀划分为五个区域，取每个区域中值所确定的系数。同样，可以类似的方法求得不同温度区间、不同计算阶段沥青面层底部最大拉应变，列于表2。表2:不同温度区间、不同计算阶段沥青面层底部最大拉应变不同状态/内插方法阶段5°C]0°C15°C20°C25°C无水状态极端情况、20水损最严重状态、5&,15^,20、25内插法1:均匀插1入五条曲线2^2,5^2.25内插法2:均匀划S"3,5分为五个区域，取4C"4,20每个区域中值5fa5,10Sa5,15注表中各字母代表不同温度区间、不同计算阶段沥青面层底部最大拉应变。将表2中不同温度区间、不同计算阶段沥青面层底部最大拉应变带入表1所列的相应的应变疲劳应变方程，可求得不同温度区间的标准轴载预估最大荷载次数，列于表3。表3不同计算阶段疲劳荷载作用次数与疲劳损伤度阶段应变疲劳方程代表温度('C)5101520251拉应变e,,实际荷载次数A^.1/127V1/6tV1/6TV1/4W1/3W预估最大荷载次数W,,TV120预估最大荷载次数w,,20/《疲劳损伤度i^LD,A.,。"1,20A:2拉应变s,,^2,25实际荷载次数A^.1/12tV1Z67V1/6W1/4W1/3W预估最大荷载次数A^,W2.5do预估最大荷载次数7V2,10/《疲劳损伤度/^/)2D2.203W=a3(l/￡)*'拉应变。，实际荷载次数A^1/127V1/6TV1/6W1/4iV1/3TV预估最大荷载次数iV,,"3、10预估最大荷载次数"《AW《疲劳损伤度i^i^"3.10"3.20"3.254拉应变e,,^4.5Sa4,2516<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>注本表按内插法1求得的不同阶段疲劳方程计算，安全系数《取值1.3。根据下式计算各温度区间的疲劳损伤度户丄D,，计算时安全系数《取值1.3:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>将各温度区间的疲劳损伤度累加得到路面结构层的疲劳损伤度尸丄D;户LD-玄尸风根据下式对沥青路面疲劳寿命进行预估工':t;中沥青路面疲劳寿命，即预估疲劳荷载作用次数;P丄D—沥青路面结构层的疲劳损伤度(1权利要求1、湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于根据下式对沥青路面疲劳寿命进行预估<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>SM</mi><mi>pl</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>PLD</mi></mfrac><mo>×</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>N</mi><mi>iS</mi></msub></mrow>]]></math></maths>式中SMpl-沥青路面疲劳寿命，即预估疲劳荷载作用次数；PLD-沥青路面结构层的疲劳损伤度；id="icf0002"file="A2008100699280002C2.tif"wi="10"he="9"top="83"left="40"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>-沥青路面设计年限内的累计标准轴载作用次数，NiS为第i个温度区间在路面设计年限内的标准轴载实际作用次数，i＝1，2，...，n，n为预估所划分的温度区间数量，取值5～8。2、根据权利要求1所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于沥青路面结构层的疲劳损伤度可由下式求得,=1式中i^A为第Z'温度区间的疲劳损伤度，/=1,2,...，"，n为预估所划分的温度区间数量，取值58。3、根据权利要求2所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于第/温度区间的疲劳损伤度P丄Z),可由下式确定M，A式中X"为安全系数，取值1.2—1.5;A^为沥青路面设计使用年限内第/温度区间标准轴载累计当量轴次，/=1,2,...,"，"为预估所划分的温度区间数量，取值58;W,^为沥青路面第/温度区间标准轴载预估最大荷载次数，/=1,2,"，n为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。4、根据权利要求3所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于确定沥青路面设计使用年限内第/温度区间内标准轴载累计当量轴次A^的歩骤，包括①根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，按照一定的温度间隔划分为/个温度区间并以该温度区间的中间值作为该温度区间的温度值，/=1,2,w，w为预估所划分的温度区间数量，取值58;②根据沥青路面所处湿热地区的年实际温度情况，确定每一温度区间的月份数量^;③根据下式确定第/温度区间的累计当量轴次W,,.:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中《为第/温度区间在一年中的月份数量；W为设计年限内一个车道标准轴载的累计当量轴次。5、根据权利要求3所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于沥青路面第/温度区间标准轴载预估最大荷载次数W,'/可由下式求得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中^,,,为沥青路面第/温度区，第J'计算阶段的标准轴载预估最大荷载次数，y=l,2,...,m，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1，2,...,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。6、根据权利要求5所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于沥青路面第/温度区，第7'计算阶段的标准轴载预估最大荷载次数A^可由湿热地区沥青路面不同计算阶段、不同温度区间的疲劳寿命一应变方程求得，艮P:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中为沥青路面第/温度区，第_/计算阶段重复荷载作用下的水平应变，Kw和W,',为第/温度区间、第/计算阶段的疲劳寿命一应变方程系数，7'=l,2，...，w，《为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;z'=l,2,…,n，"为预估所划分的温度区间数量，取值5~8。7、根据权利要求6所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于第/温度区间、第计算阶段的系数《,,和《,,可采用内插法对冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理求得，包括所述冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程为冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程7V冻融二X/^(1/S冻融)"'未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程W未冻融=^:2(1/5未冻融)"2式中#《、A^^;ffl!分别为冻融和未冻融沥青混合料达到破坏时重复荷载作用次数；e冻融、e絲識^另U力卩东Si^^^东B^沥青、混t茅斗^ffl^i式-验^^ii存了m作:fflT"lW水平应变；^、A为冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；A2、n2为未冻融沥青混合料劈裂疲劳实验所确定的系数；X为修正系数，取值范围为520;所述采用内插法对冻融和未冻融沥青混合料的疲劳寿命一应变方程进行处理，包括内插法l:均匀插入/条曲线，即取疲劳寿命一应变方程的系数xyt,和x^的)个等分并以此均匀插入/条曲线，即y'个沥青路面损伤的计算阶段数；或者内插法2:均匀划分为/个区域，即将疲劳寿命一应变方程的系数W,和W,均匀划分为/个区域并取每个区域中值所确定的系数，即y个沥青路面损伤的计算阶段数；其中7'=1,2,...,w，m为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58。8、根据权利要求6所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于沥青路面第/温度区、第/计算阶段重复荷载作用下的水平应变^7可以通过以下方法求得1)将第/温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变。M4和^。^之间均匀插入y点，其各点的数值即为第Z温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变S,」或者2)将第/温度区冻融和未冻融沥青混合料在重复荷载作用下的水平应变S冻融和e未冻融之间均匀的分为/段，其各段的中值即为第/温度区各计算阶段重复荷载作用下的水平应变、；其中J'=l,2,...,W，W为预估所划分沥青路面损伤计算阶段数，取值58;/=1,2,…，n，"为预估所划分的温度区间数量，取值58。9、根据权利要求7所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平应变&+，和可由下式求得-￡冻融S^s木冻融—2'17式中Z=yx(0.135+0.5//)/(1.794-0.0314/i)，为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下的水平变形，r为冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测得到的垂直变形；为相应温度区间沥青混合料的泊松比；J为试件直径，其中冻融或未冻融沥青混合料在相应温度区间重复荷载作用下检测垂直变形F的试验条件，包括①试件成型方法按规范方法T0702-2000用标准击实成型的圆柱体试件；②试件尺寸标准马歇尔试件，O101.6mmx63.5mm;③试件个数5;加载方式应力控制；⑤加载波形和频率IOHZ连续式半正矢荷载；⑥应力比0.3、0.4、0.5、0.6、0.7;⑦疲劳破坏标准以试件的完全断裂作为疲劳破坏标准；⑧数据采集记录应力作用次数、试件垂直和水平变形，加载0-1000次，每10次采-次数据；1000-10000次，每100次采一次数据；10000-500000次，每1000次采一次数据。10、根据权利要求6所述的湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，其特征在于冻融和未冻融沥青混合料劈裂疲劳实验确定系数&、",和^、"2的方法，包括①采用权利要求9所述实验方法测试冻融和未冻融沥青混合料三个或三个以上试验温度下的疲劳寿命一应变方程；②将不同温度的疲劳寿命一应变关系曲线进行统一拟合；③根据拟合后的疲劳寿命一应变关系曲线求得沥青混合料的系数^、M,和^、"2。全文摘要本发明公开了一种湿热地区沥青路面疲劳寿命预估方法，根据公式SM<sub>pl</sub>＝(1/PLD)×∑<sup>n</sup><sub>i-1</sub>N<sub>iS</sub>对沥青路面疲劳寿命进行预估，式中，SM<sub>pl</sub>为沥青路面疲劳寿命，PLD为沥青路面结构层的疲劳损伤度，N<sub>iS</sub>为第i个温度区间在路面设计年限内的标准轴载实际作用次数，i＝1，2，...，n，n为预估所划分的温度区间数量，取值5～8；本发明的有益技术效果是适用面广、计算简便、估计准确。文档编号G01N33/42GK101592652SQ200810069928公开日2009年12月2日申请日期2008年7月4日优先权日2008年7月4日发明者周建昆,锐房,曹源文,李志勇,梁乃兴,梅迎军,乐王,邵彩明申请人:重庆交通大学