一种沥青路面模量反算方法技术

本发明专利技术公开一种沥青路面模量反算方法，包括：对沥青路面的路面结构层进行简化，将相邻且材料类型相同的路面结构层视为简化层，并且每一简化层所包含的结构层之间的模量差值不大于N MPa，将土基单独视为土基层；在土基层及各简化层中布置垂直应变传感器，且保证布置完成的所有垂直应变传感器位于同一垂直方向；在沥青路面表层施加荷载，且该荷载位于各垂直应变传感的正上方，并通过垂直应变传感器采集土基层及简化层的垂直应变数据；将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算；N的取值为250～350。通过该方法将原结构组合简化从而优化了模量反算计算过程，解决了反算模量与实际状态不符的技术难题。

A back calculation method of asphalt pavement modulus

The invention discloses a back calculation method of asphalt pavement modulus including: pavement structure of asphalt pavement is simplified, and the adjacent material of pavement structure in the same layer as the simplified layer, and each layer modulus difference between the simplified structure contains not more than N MPa, will be regarded as separate subgrade soil base; arrangement of vertical strain sensor in soil base and the simplified layer, and ensure that all the vertical strain sensor layout completed in the same vertical direction; load exerted on the asphalt pavement surface, and the load is located just above the vertical strain sensor, and the vertical strain data base and simplified collecting soil vertical strain sensor layer the will; vertical strain data collected as inverse parameters backcalculation; the value of N is 250 to 350. This method simplifies the original structure combination and optimizes the calculation process of modulus back calculation, and solves the technical problem that the calculated modulus is not consistent with the actual state.

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面模量反算方法所属领域本专利技术涉及一种沥青路面模量反算方法，属于道路工程

技术介绍
沥青路面模量反算是路面结构性能评价的重要手段，为新旧路面提供建设、养护参数。目前已有的模量反算方法均以FWD弯沉盆为反算参数，并辅以某种数学寻优手段，在国内外广泛应用，但存在很多不足：以路表弯沉盆进行反算导致反算模量与实际模量不符；尤其是对位移不敏感的结构层反算结果与实际差距甚大。这些不足严重影响了路面结构的养护评价。
技术实现思路
针对现有技术中模量反算方法的不足，本专利技术提供一种沥青路面模量反算方法，以土基层和沥青路面结构层的垂直应变数据为参数，对沥青路面各结构层模量进行反算。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术所公开的一种沥青路面模量反算方法，包括以下几个部分：对沥青路面的路面结构层进行简化，将相邻且材料类型相同的路面结构层视为一层，即简化层，并且每一简化层所包含的结构层之间的模量差值不大于NMPa，将土基单独视为一层，即土基层；在土基层及各简化层中布置垂直应变传感器，且保证布置完成的所有垂直应变传感器位于同一垂直方向；在沥青路面表层施加荷载，且该荷载位于各垂直应变传感的正上方，并通过垂直应变传感器采集土基层及简化层的垂直应变数据；将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算；N的取值为250～350。进一步，对沥青路面的路面结构层进行简化，将与相邻路面结构层的材料类型不同或与相邻路面结构层的材料类型相同但模量差值大于NMPa的路面结构层单独视为一层。进一步，N的取值为300。进一步，材料类型是指按材料的化学成分进行的分类，所述沥青路面的材料类型包括沥青混合料、无机结合料稳定类混合料和粒料类。进一步，沥青混合料包括沥青混凝土混合料(AC)、沥青稳定碎石(ATB)、多碎石沥青混凝土(SAC)、沥青碎石混合料(AM)、排水式沥青磨耗层(OGFC)、排水式沥青稳定碎石(ATPB)、沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)；所述无机结合料稳定类混合料包括水泥稳定类、石灰稳定类和石灰工业废渣稳定类，其中，水泥稳定类包括水泥稳定级配碎石(CBG)、水泥稳定土(CS)；所述粒料类包括级配碎石(GB)、填隙碎石。进一步，在沥青路面表层施加的荷载为单圆荷载。进一步，在土基层及各简化层中布置垂直应变传感器是指在土基层的层顶布置垂直应变传感器，在简化层的层底布置垂直应变传感器。进一步，采集到的垂直应变数据包括土基层层顶的垂直应变数据及各简化层层底的垂直应变数据。进一步，模量反算采用人工神经网络算法或遗传算法进行迭代反算。本专利技术相比现有技术具有以下有益效果：与已有模量反算方法相比，本专利技术基于所公开的结构层简化原则，将原有的路面结构层进行组合简化，将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算，以路面力学计算程序为基础并辅以数学优化算法模量反算方法，从而优化了模量反算计算过程解决了反算模量与实际状态不符的技术难题。本专利技术研究了以土基顶面垂直应变和路面各层层底垂直应变为参数的反算方法，克服了现有反算参数单一化的缺点。该方法可应用于对大型工程试验段、足尺试验路的结构性能检测，也可应用于预埋传感器的既有路面的性能评价，具有良好工程价值。附图说明图1为实施例所示沥青路面模量反算方法流程图；图2为沥青路面结构一的传感器布置及荷载施加位置示意图；图3为沥青路面结构二的传感器布置及荷载施加位置示意图；图4为实施例中的模量反算程序流程图；图中：P0、L0分别为路面结构一和路面结构二的土基层层顶垂直应变传感器埋设位置，P1、P2、P3为路面结构一的各简化层层底垂直应变传感器埋设位置，L1、L2、L3为路面结构二的各简化层层底垂直应变传感器埋设位置，P、L分别为路面结构一和路面结构二的单圆荷载施加位置。具体实施方式本专利技术公开一种沥青路面模量反算方法，包括以下几个部分：第一部分：对沥青路面的路面结构层进行简化。结构层简化的原则为：将材料类型相同且相邻的路面结构层视为一简化层，并且每一简化层所包含的结构层之间的模量差值不大于300MPa；将土基单独视为一层，即土基层。进一步，将与相邻路面结构层的材料类型不同或与相邻路面结构层的材料类型相同但模量差值大于NMPa的路面结构层单独视为一层；一般情况下，将相邻的沥青层视为一层，将相邻的半刚性层视为一层，将相邻的刚性层视为一层；将无法与相邻的沥青层、半刚性层或刚性层合并的结构层单独视为一层。需要特别说明的是：通常情况下，结构层的模量大小取决于材料类型。材料类型是指按材料的化学成分进行的分类，包括有机结合料、无机结合料和复合结合料，其中，有机结合料主要指沥青类结合料，无机结合料主要指无机结合料稳定混合料和粒料类材料。本专利技术主要针对沥青路面，所涉及到的结构层材料类型主要包括沥青混合料类型、无机结合料稳定类混合料和粒料类，其中，沥青混合料类型包括沥青混凝土混合料(AC)、沥青稳定碎石(ATB)、多碎石沥青混凝土(SAC)、沥青碎石混合料(AM)、排水式沥青磨耗层(OGFC)、排水式沥青稳定碎石(ATPB)、沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)等；无机结合料稳定类混合料包括水泥稳定类、石灰稳定类和石灰工业废渣稳定类，其中，水泥稳定类包括水泥稳定级配碎石(CBG)、水泥稳定土(CS)；粒料类包括级配碎石(GB)、填隙碎石。因此，可将SAC层、AC层、SMA层视为材料类型相同的沥青层，CBG层、CS层视为材料类型相同的一层，GB层视为一层。各结构层对所应的材料名称代码后的数字代表粒径大小，如AC10表示的是细粒式沥青混凝土，AC20表示的是中粒式沥青混凝土，AC25表示的是粗粒式沥青混凝土，SAC13表示的是细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料等。第二部分：在土基层及各简化层布置垂直应变传感器。在土基层及各简化层布置垂直应变传感器，且保证布置完成的所有垂直应变传感器位于同一垂直方向。具体操作时，在铺筑路面结构时预埋垂直应变传感器，首先在土基顶面选择适当位置布置垂直应变感器，以测试土基顶面的应变数据；然后，根据土基垂直应变传感器的位置进行其余各层层底传感器的布置，且确保除每一层的传感器在其下层传感器的正上方。在此过程中，保证传感器在同一垂直方向上，以保证在路面表层作用单圆荷载时测得的传感器数据是在同一荷载作用下的。第三部分：在沥青路面表层施加单圆荷载，且该荷载位于各垂直应变传感的正上方，并采集土基层及各简化层的垂直应变数据。路面实际工作时承受的是车轮荷载，标准轴载为BZZ-100，将标准轴载简化为力的作用面积为圆形且各点压强相同的当量圆荷载,即双圆荷载或单圆荷载，因此，用于路面力学计算,若每一侧的车轮荷载用两个圆来表示则称为双圆荷载,若用一个圆表示则称为单圆荷载。路面测试或检测时通常采用由落锤式弯沉仪施加的单圆荷载。因此，本专利技术在对沥青路面表层施加的荷载优选为单圆荷载，并使单圆荷载的几何中心位于各传感器的正上方。第四部分：将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算。将简化后的路面结构视为新的路面结构，类似于对原路面结构进行了重新分层，将采集到的土基层层顶的垂直应变数据及各简化层层底的垂直应变数据作为反算参数，对新的路面结构中各层材料进行模量反算。现有的模量反算方法均以落锤式弯沉仪测得的弯沉盆数据为反算参数，弯沉盆数据为路面表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青路面模量反算方法，其特征在于，包括以下几部分：对沥青路面的路面结构层进行简化，将相邻且材料类型相同的路面结构层视为一层，即简化层，并且每一简化层所包含的结构层之间的模量差值不大于N MPa，将土基单独视为一层，即土基层；在土基层及各简化层中布置垂直应变传感器，且保证布置完成的所有垂直应变传感器位于同一垂直方向；在沥青路面表层施加荷载，且该荷载位于各垂直应变传感的正上方，并通过垂直应变传感器采集土基层及简化层的垂直应变数据；将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算；N的取值为250～350。

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面模量反算方法，其特征在于，包括以下几部分：对沥青路面的路面结构层进行简化，将相邻且材料类型相同的路面结构层视为一层，即简化层，并且每一简化层所包含的结构层之间的模量差值不大于NMPa，将土基单独视为一层，即土基层；在土基层及各简化层中布置垂直应变传感器，且保证布置完成的所有垂直应变传感器位于同一垂直方向；在沥青路面表层施加荷载，且该荷载位于各垂直应变传感的正上方，并通过垂直应变传感器采集土基层及简化层的垂直应变数据；将采集到的垂直应变数据作为反算参数进行模量反算；N的取值为250～350。2.根据权利要求1所述的沥青路面模量反算方法，其特征在于，所述对沥青路面的路面结构层进行简化，将与相邻路面结构层的材料类型不同或与相邻路面结构层的材料类型相同但模量差值大于NMPa的路面结构层单独视为一层。3.根据权利要求1所述的沥青路面模量反算方法，其特征在于，所述材料类型是指按材料的化学成分进行的分类，所述沥青路面的材料类型包括沥青混合料、无机结合料稳定类混合料和粒料类。4.根据权利要求3所述的沥青路面模量反算方法，其特征在于，所述沥青混合料包括沥青混凝土混合料(AC)、沥青稳定碎石(ATB)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓明，巩金芝，黄若昀，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32