通过芯样疲劳-模量综合性能预测沥青路面剩余寿命的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路工程领域，具体涉及一种通过芯样疲劳-模量综合性能预测沥青 路面剩余寿命的方法。
【背景技术】
[0002] 沥青混凝土路面具有表面平整性好、对车辆和飞机震动影响小、行车和飞机滑行 平稳舒适等优点，而且施工快捷，维修方便可再生，因此在高速公路、桥面铺装和机场跑道 等高等级公路中具有广泛的应用。随着高等级公路的快速发展，对其各方面的服役性能要 求也越来越高。近年来，我国高等级沥青混凝土路面随着服役时间的增加而显现出了日益 严重的路面破坏现象，主要以裂缝、坑槽、车辙等病害形式表现出来，严重的影响了其行车 舒适性、行车安全等服役性能。
[0003] 我国要求沥青混凝土路面的设计使用年限为15年，但由于道路施工控制不够严 格及超载严重等原因，导致了上述各种类型的破坏，影响了正常交通，需要提前进行路面的 功能性修复甚至是结构性的维修与改造。而且经调查发现我国几乎绝大部分道路都需要提 前进行大面积路面的维修与改造。但是，在路面出现病害后，是否应该进行结构性的维修， 采取何种措施进行维修尚没有统一的标准。这就要求我们可以在一定程度上对不同病害特 征的路面进行服役寿命预测，为何时进行路面养护提供一定的理论依据支持。目前沥青路 面寿命预测方法主要有现象学法、力学近似法和能耗法。但是每个方法都有一定的局限性， 不能从整体上系统的对沥青混合料的寿命进行预测。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于更为准确、综合地描述路面在服役过程中沥青混合料破环失效的 过程及规律，确定不同病害对路面的功能性功能及结构性功能的影响程度，可以更为准确 地预估沥青路面剩余寿命，以更好的确定沥青路面的维修和改造时机。
[0005] 为达到上述目的，采用技术方案如下：
[0006] 通过芯样疲劳-模量综合性能预测沥青路面剩余寿命的方法，包括以下步骤：
[0007] 1)在沥青路面典型病害位置处钻芯取样；
[0008] 2)确定芯样动态载荷作用下的回弹模量，其回弹模量按下式计算：
【主权项】
1. 通过巧样疲劳-模量综合性能预测渐青路面剩余寿命的方法，其特征在于包括w下 步骤： 1) 在渐青路面典型病害位置处钻巧取样； 2) 确定巧样动态载荷作用下的回弹模量，其回弹模量按下式计算：
式中；E为间接拉伸模量，MPa;P为荷载，N;y为泊松比；d为试件的水平方向位移，mm;T为试件的高度，mm; 3) 确定巧样疲劳试验的变形-循环加载次数曲线，建立疲劳方程：
式中；Nf为试件疲劳破坏时的重复载荷作用次数；0。为施加的应力，MPa;Lg(K)为曲 线的截距，n为曲线中的斜率； 4) 建立模型预测渐青路面的剩余疲劳寿命：
式中为实验中得到的系数，通过非线性规划求解使的（Ni-Nf)/Nf的平方和最小得出，E为上面得到的模量； 按上述方案，还包括结合温度的因素得到路面的实际寿命为：
式中Cl、C2,m为分别为试验常数，通过非线性规划求解使的（N-Ni)/Ni的平方和最小， 从而得出W上常数值，T。为参考温度。
2. 如权利要求1所示通过巧样疲劳-模量综合性能预测渐青路面剩余寿命的方法，其 特征在于还包括结合交通量的因素得到路面的实际寿命为： Nc=N-D 式中，D表示目前的交通量。
3. 如权利要求1所示通过巧样疲劳-模量综合性能预测渐青路面剩余寿命的方法，其 特征在于所述渐青路面典型病害为横缝、纵缝、车徹或坑槽。
4. 如权利要求1所示通过巧样疲劳-模量综合性能预测渐青路面剩余寿命的方法，其 特征在于在进行回弹模量试验时，试验温度为5°C，25°C，40°C。
5. 如权利要求1所示通过巧样疲劳-模量综合性能预测渐青路面剩余寿命的方法，其 特征在于在进行疲劳性能试验时，在3种W上应力比动态荷载下进行试验，分析疲劳性能。
【专利摘要】本发明公开了一种通过芯样疲劳-模量综合性能预测沥青路面剩余寿命的方法。包括以下步骤：在沥青路面典型病害位置处钻芯取样；确定芯样动态载荷作用下的回弹模量；确定芯样疲劳试验的变形-循环加载次数曲线；建立模型预测沥青路面的剩余疲劳寿命：还包括结合温度的因素得到路面的实际寿命；还包括结合交通量的因素得到路面的实际寿命。本发明综合考虑了沥青混合料的粘弹性质，通过动态载荷作用模拟路面实际受力情况，分析比较不同位置的模量，疲劳曲线来描述路面的剩余寿命，为沥青混凝土路面的养护维护提供定量的剩余寿命预测，可以克服长期以来在路面维修时机选择时的随意性。
【IPC分类】G01N3-32, G01N1-08
【公开号】CN104849155
【申请号】CN201510273886
【发明人】吴少鹏, 仪明伟, 肖月, 王业飞, 秦哲焕, 陈宗武
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月26日