一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法技术

本发明专利技术涉及“一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法”，该方法以路面摆值指标为修正对象，提出沥青表面层当量温度计算方法，以测试时间段内路面结构沥青表面层平均年当量温度为标准温度，以测试时刻路面结构沥青表面层当量温度为修正参考温度，将路面摆值指标修正到标准温度下。按照本发明专利技术的沥青路面摆值指标的温度修正方法，可减小温度修正的误差，修正后的路面摆值指标更加符合实际路面抗滑性能状态，真实反映四季温度变化对沥青路面构造深度指标的影响，实现不同沥青路面结构的抗滑性能对比，指导路面结构确定最佳的养护时机，节约路面养护成本，提高路面行车的安全性。

A Temperature Correction Method for Pavement Pendulum Index Based on Equivalent Temperature of Asphalt Surface Layer

【技术实现步骤摘要】
一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法
本专利技术主要涉及路面检测
，特别涉及一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法。
技术介绍
路面的抗滑能力不足是引发交通事故的重要诱因，是影响行车安全性和舒适性的重要因素之一，准确反映路面的抗滑性能是保障行车安全性的前提和基础，能够有效控制交通事故的发生，保障公众的生命财产安全。路面摆值指标是反映路面抗滑性能的重要指标值之一，由于路面长期暴露于自然环境中，环境温度的变化，会对路面抗滑性能造成非常不利的影响，实际测量的摆值指标包含了温度的内在影响因素，需要进行路面摆值的温度修正，从而真实反映路面抗滑性能的衰变规律。路面摆值指标受温度影响较大，现行的《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008(T0964-2008)是采用路面温度进行温度修正，将实测摆值修正为20℃标准温度下的摆值。然而，通过实际工程的检验得知，沥青路面摆值指标经温度修正后，相同测点的检测结果仍具有较大差异，现有规范所采用的摆值修正系数难以准确的对不同季节(温度)检测获得的结果进行有效修正，无法体现不同地域的温度差异，有待进一步的改进和完善。在实际工程中，同一时段的沥青路表温度、沥青表面层温度和大气温度等指标，存在明显差异，合理选用温度指标进行摆值的温度修正，对于准确反映路面摆值指标的变化规律具有至关重要的意义。由于沥青为感温材料，相对水稳层及其他层位的材料组成，沥青表面层更容易受到温度变化的影响，其温度变化将直接影响路面摆值指标的测量结果。同时，温度对沥青路面抗滑性能影响是有限的，具备一定的温度影响范围，而不会无限制的产生影响，因此在研究温度对路面抗滑性能的影响时，主要考虑沥青表面层的温度影响。由于温度的传导，路面结构内部的温度随着深度的增加，温度呈现梯度的变化，结构内部温度变化自表面往下存在着一定的滞后性，随着传感器埋设深度的增加，温度的变化幅度逐渐减弱。摆值指标受温度的影响较大，采用摆式摩擦仪进行检测的时间较长，检测过程中经历温度的周期变化，因此，无法简单以某一时刻的温度来统一表征检测温度。因此，为了真实反映路面抗滑性能的变化，指导路面结构确定最佳的养护时机，节约路面养护成本，提高路面行车的安全性，提出采用新的基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法。
技术实现思路
根据目前我国沥青路面抗滑性能检测中，针对沥青摆值指标温度修正方法存在的不足，本文专利技术一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法。该方法以路面摆值指标为修正对象，提出沥青表面层当量温度计算方法，以测试时间段内路面结构沥青表面层年当量温度为路面摆值指标温度修正的标准温度，以测试时刻路面结构沥青表面层日当量温度为修正参考温度，将路面摆值指标修正到标准温度下。一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法，包含如下步骤：1、获取路面结构内部温度数据选择一种类型的路面结构形式，在路面结构沥青表面层的顶部和底部分别埋设温度传感器，采集路面结构内部不同位置的温度数据，采集频率为N分钟一次，采集方式为24小时不间断连续采集，采集时限长为一年以上，所述路面结构沥青表面层为沥青路面自路表面往下组成的一个连续的路面结构层整体；2、采集路面摆值BPNT的检测数据选择步骤1的路面结构，确定路面测点位置，测定记录路面摆值指标BPNT；3、计算步骤1中路面结构沥青表面层的日当量温度，通过频度加权计算获得沥青表面层的年当量温度，以此为路面摆值指标温度修正的标准温度T标；a)所述路面结构沥青表面层年当量温度为路面摆值测试年度全年沥青表面层代表温度，通过步骤1获取沥青表面层日温度数据，计算沥青表面层日当量温度：将全年按天数分成若干个连续的时间区块，以同一时间区块内每天同一时刻同一温度传感器测定的温度平均值作为该时刻该时间区块的平均温度，按采集频率绘24小时内各时刻与时间区块的平均温度曲线，然后根据曲线与平均温度、各时刻围合的面积按公式(1)计算得到沥青层不同深度的该时间区块的当量温度；式中：S——时间温度曲线的面积。——温度传感器位置的日当量温度，℃；b)以该时间区块的当量温度与不同深度位置对应绘制曲线，该曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的面积按深度测点个数分割成多个梯形，分别计算各梯形的质点(xi，yi)，再以各梯形的面积为加权值，计算曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的几何图形的质心坐标(x,y)，其质心横坐标即为该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的结构层当量平均深度，其计算公式为：式中：——日当量温度，℃；——当量平均深度，cm；xi——第i个层位的日当量温度，℃；yi——第i个层位的深度，cm；si——第i个层位对应的时间温度曲线的面积；m——传感器布置层数。计算沥青表面层的当量温度时，传感器布置层数m为2，即采用路表0cm和沥青表面层4cm当量温度构成的梯形面积，计算梯形的质心坐标，其横坐标即为沥青表面层该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的沥青表面层当量平均深度；c)将全年的各时间区块的当量温度按照n℃的温度间隔进行出现频率分析，按频率百分比加权，计算得到路面结构表面层路面摆值指标温度修正的标准温度n为2-10之间的正整数；4、计算步骤2中路面摆值指标检测时刻的沥青表面层日当量温度所述路面结构摆值检测时刻沥青表面层日当量温度为摆值检测时刻路面沥青层的代表温度；通过步骤1获取摆值检测时刻沥青层不同深度位置温度数据，将沥青层不同深度位置温度数据与深度对应绘制曲线，按步骤b)所述相同方法进行加权平均，可得到纹理深度检测时刻路面沥青层日当量温度5、建立步骤2中实测路面摆值指标BPNT与步骤4中得到的沥青表面层日当量温度的关系模型采用Boltzmann曲线模型，建立路面摆值指标与沥青表面层日当量温度关系模型，见公式4，式中：BPNT——实测温度T下的沥青混凝土路面摆值，mm；——沥青表面层日当量温度，℃；A1——沥青混凝土路面摆值的最小渐近值，mm；A2——沥青混凝土路面摆值的最大渐近值，mm；T0——路面摆值为(A1-A2)/2对应的日当量温度，℃；ΔT——温度步长，℃；6、采用步骤3的标准温度T标，根据步骤5的关系模型，计算标准温度下的路面摆值BPN标，7、将步骤2中实测的沥青路面摆值BPNT与步骤6中标准温度下的沥青路面摆值指标BPN标相比，得到两者的比值该比值k即为路面摆值指标的温度修正系数；8、建立步骤7中路面摆值指标的温度修正系数k与步骤4中得到的沥青表面层日当量温度的关系模型采用Boltzmann曲线模型，建立路面摆值温度修正系数k与沥青表面层日当量温度的关系模型，见公式5；式中：k——路面摆值温度修正系数；——沥青表面层日当量温度，℃；B1——路面摆值温度修正系数的最小渐近值；B2——路面摆值温度修正系数的最大渐近值；Tk——温度修正系数为(B1-B2)/2对应的日当量温度，℃；ΔTk——温度步长，℃；9、将温度Ti下测得的路面摆值指标BPNTi修正至标准温度T标下，获得修正后的路面摆值指标按照步骤8的模型，温度Ti下测得的路面摆值指标BPNTi修正至标准温度T标下，计算公式如下所示：所述采集频率为5-20分钟一次。优选采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法，包含如下步骤：1)获取路面结构内部温度数据选择一种类型的路面结构形式，在路面结构沥青表面层的顶部和底部分别埋设温度传感器，采集路面结构内部不同位置的温度数据，采集频率为N分钟一次，采集方式为24小时不间断连续采集，采集时限长为一年以上，所述路面结构沥青表面层为沥青路面自路表面往下4cm组成的一个连续的路面结构层整体；2)采集路面摆值BPNT的检测数据选择步骤1)的路面结构，确定路面测点位置，测定记录路面摆值指标BPNT；3)计算步骤1)中路面结构沥青表面层的日当量温度，通过频度加权计算获得沥青表面层的年当量温度，以此为路面摆值指标温度修正的标准温度T标；a)所述路面结构沥青表面层年当量温度为路面摆值测试年度全年沥青表面层代表温度，通过步骤1)获取沥青表面层日温度数据，计算沥青表面层日当量温度：将全年按天数分成若干个连续的时间区块，以同一时间区块内每天同一时刻同一温度传感器测定的温度平均值作为该时刻该时间区块的平均温度，按采集频率绘24小时内各时刻与时间区块的平均温度曲线，然后根据曲线与平均温度、各时刻围合的面积按公式(1)计算得到沥青层不同深度的该时间区块的当量温度；...

【技术特征摘要】
1.一种基于沥青表面层当量温度的路面摆值指标的温度修正方法，包含如下步骤：1)获取路面结构内部温度数据选择一种类型的路面结构形式，在路面结构沥青表面层的顶部和底部分别埋设温度传感器，采集路面结构内部不同位置的温度数据，采集频率为N分钟一次，采集方式为24小时不间断连续采集，采集时限长为一年以上，所述路面结构沥青表面层为沥青路面自路表面往下4cm组成的一个连续的路面结构层整体；2)采集路面摆值BPNT的检测数据选择步骤1)的路面结构，确定路面测点位置，测定记录路面摆值指标BPNT；3)计算步骤1)中路面结构沥青表面层的日当量温度，通过频度加权计算获得沥青表面层的年当量温度，以此为路面摆值指标温度修正的标准温度T标；a)所述路面结构沥青表面层年当量温度为路面摆值测试年度全年沥青表面层代表温度，通过步骤1)获取沥青表面层日温度数据，计算沥青表面层日当量温度：将全年按天数分成若干个连续的时间区块，以同一时间区块内每天同一时刻同一温度传感器测定的温度平均值作为该时刻该时间区块的平均温度，按采集频率绘24小时内各时刻与时间区块的平均温度曲线，然后根据曲线与平均温度、各时刻围合的面积按公式(1)计算得到沥青层不同深度的该时间区块的当量温度；式中：S——时间温度曲线的面积，——温度传感器位置的日当量温度，℃；b)以该时间区块的当量温度与不同深度位置对应绘制曲线，该曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的面积按深度测点个数分割成多个梯形，分别计算各梯形的质点(xi，yi)，再以各梯形的面积为加权值，计算曲线与时间区块的当量温度、不同深度位置围合的几何图形的质心坐标(x,y)，其质心横坐标即为该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的结构层当量平均深度，其计算公式为：式中：——日当量温度，℃；——当量平均深度，cm；xi——第i个层位的日当量温度，℃；yi——第i个层位的深度，cm；si——第i个层位对应的时间温度曲线的面积；m——传感器布置层数；计算沥青表面层的当量温度时，传感器布置层数m为2，即采用路表0cm和沥青表面层4cm当量温度构成的梯形面积，计算梯形的质心坐标，其横坐标即为沥青表面层该时间区块的日当量温度，纵坐标则代表该当量温度对应的沥青表面层当量平均深度；c)将全年的各时间区块的当量温度按照n℃的温度间隔进行出现频率分析，按频率百分比加权，计算得到路面结构沥青层路面摆值指标温度修正的标准温度n为2-10之间的正整数；4)计算步骤2)中路面摆值指标检测时刻的沥青表面层日当量温度所述路面结构摆值检测时刻沥青表面层日当量温度为摆值检测时刻路面沥青表面层的代表温度；通过步骤1)获取摆值检测时刻沥青层不同深度位置温度数据，将沥青表面层不同深度位置温度数据与深度对应绘制曲线，按步骤b)所述相同方法进行加权平均，可得到路面构造深度检测时刻沥青表面层日当量温度5)建立步骤2)中实测路面摆值指标BPNT与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴将丰，王旭东，肖倩，张蕾，张晨晨，周兴业，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11