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原文传递一种现役沥青路面剩余寿命预估方法

专利名称：	一种现役沥青路面剩余寿命预估方法
摘要：	本发明实施例公开了一种现役沥青路面剩余疲劳寿命预估方法，该方法包括以下步骤：一、调研现役沥青路面各车道的历史交通量及累计轴次；二、结合道路养护维修计划在不同交通量作用工况下进行现役路面沥青层地震波模量检测；三、对不同车道现役路面沥青层混合料进行取样，通过室内试验评价现役沥青混合料的疲劳性能；四、建立考虑损伤水平的现役沥青混合料的现象学疲劳方程；五、计算现役沥青路面在标准轴载作用下的应力应变响应；六、计算具有不同损伤水平的现役沥青混合料在实际应变响应下的室内疲劳寿命；七、根据Miner法则计算现役沥青混合料的疲劳转换因子，进行剩余疲劳寿命的预估。本发明解决了现有现役沥青路面剩余疲劳寿命无法预估的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	同济大学
发明人：	孙立军;马泽欣;刘黎萍
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910257736.X
公开号：	CN109917117A
代理机构：	北京知呱呱知识产权代理有限公司
代理人：	冯建基;陈晨
分类号：	G01N33/42(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	200000 上海市虹口区四平路1239号
主权项：	1.一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述预估方法为： S1：调研分析现役沥青路面各车道的历史交通量及累计轴次，所述现役沥青路面的历史交通量为现役道路各车道轮迹带所经历的累计当量标准轴载作用次数； S2：结合道路养护维修计划在不同交通量作用工况下进行现役路面沥青层模量检测，所述现役路面沥青层模量检测采用的设备为便携式地震波地质分析仪； S3:在不同车道进行现役路面沥青层混合料取样，通过室内试验评价现役沥青混合料的疲劳性能，所述现役路面沥青层混合料取样是指在各车道轮迹带上进行现役沥青混合料取样； S4:建立考虑损伤水平的现役沥青混合料的现象学疲劳方程，所述考虑损伤水平的现役沥青混合料的现象学疲劳方程为：式中，Nf是现役沥青混合料的室内疲劳寿命，ε是应变水平，D是现役沥青混合料的损伤水平，a，b和c分别是模型参数； S5:计算现役沥青路面在标准轴载作用下的应力应变响应，所述的现役沥青路面应力应变响应计算是指在多层弹性体分析软件内建立路面的计算模型，根据各结构层的厚度和模量进行计算，将沥青层内的最大拉应变作为导致路面疲劳失效的临界拉应变； S6:计算具有不同损伤水平的现役沥青混合料在实际应变水平下的室内疲劳寿命，将S5中计算得到的现役沥青路面在标准轴载作用下的临界拉应变代入S4中建立的现役沥青混合料的现象学疲劳方程，计算得到现役沥青混合料在实际应变响应下的室内疲劳寿命； S7:根据Miner法则计算现役沥青混合料的疲劳转换因子，并进行剩余疲劳寿命的预估，根据Miner法则，所述疲劳转换因子的计算公式为：式中，SF是疲劳转换因子；Nfi和Nfj分别是经历了Ni和Nj次当量标准轴载作用后的现役沥青混合料的室内疲劳寿命，将S6中计算得到的现役沥青混合料的室内疲劳寿命乘以疲劳转换因子即可求得现役沥青混合料的剩余疲劳寿命。 2.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S1中对现役沥青路面历史交通量统计，首先对道路历年的交通量进行分车型统计，根据道路的具体情况选取合适的方向系数、车道系数、轮迹横向分布系数和各车型的平均当量轴载换算系数，计算得到各车道历年的累计当量标准轴载作用次数。 3.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S3中的现役路面沥青层混合料取样采用钻芯或切割方法在不同车道轮迹带上取得柱状或板状材料，用于制备室内疲劳试验所需试件，各交通量作用工况下的现役路面沥青混合料制备得到的试件不少于9个。 4.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S3中的现役路面沥青层混合料室内疲劳试验方法选用应变控制模式疲劳试验，各交通量作用工况下的现役路面沥青混合料选用的应变水平不少于3个，各个应变水平下的平行试件不少于3个。 5.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S4中的现役路面沥青层混合料损伤水平通过路面沥青层的模量衰变百分率计算得到。 6.如权利要求5所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述路面沥青层的模量衰变百分率计算所采用的模量根据S2中基于PSPA的检测结果得到。 7.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S5中标准轴载为单轴双圆100kN的荷载。 8.如权利要求1所述的一种现役沥青路面剩余寿命预估方法，其特征在于，所述S6中应力应变响应结果为路面沥青层内的最大拉应变，即临界拉应变。
所属类别：	发明专利