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沥青路面刚度组成预测原理与工作流程
发布时间:2018-10-17   发布者:

沥青路面刚度组成预测原理与工作流程如下:

       1. 交通运输部颁新版沥青路面设计规范以实际测定的沥青路面各结构层(含路基)模量与厚度作为设计参数,以结构层底部拉应力拉应变和路基顶部压应变作为设计控制指标进行沥青路面结构设计。该规范同时规定了旧路加铺或改扩建时原路面结构各结构层模量组成的判定方法;

       2. 根据现有检测技术,很难以结构层底部拉应力拉应变和路基顶面压应变等设计控制指标判断沥青路面的建设质量和服役中的路面健康状况,现有技术多采用落锤弯沉仪(FWD)反算沥青路面各结构层(含路基)模量作为路面健康管理的手段。以反算模量的方式预测沥青路面各结构层模量通常受到结构层厚度、层间接触状态等因素影响,期预测结果很难满足工程要求;

       3. 本项目采用的沥青路面各结构层评价指标为包括结构层厚度与结构层当前模量的综合当量指标。由于结构层厚度不再是反算的输入参数,当量刚度概念特别适合路面结构层厚度组成变化丰富的路段应用。沥青路面各结构层的刚度组成是沥青面健康管理的基础。以刚度组成作为评价指标的沥青路面健康管理为沥青路面工程质量管理与维修养护对策制定提供重要的手段。可以结构层模量、厚度、宏观缺陷共同决定沥青路面各结构层的刚度。目前定义刚度系数  作为各结构层的刚度指标,其中    为各结构层的刚度系数,  为各结构层模量,    为格结构层厚度;
       4. 以沥青路面刚度组成做为技术指标的的健康管理模型主要采用落锤弯沉仪(FWD)、路面雷达(3D)、路面取样设备和沥青路面常用检测设备(如多功能路面检测车)采集反应路面健康状况的数据。其中落锤弯沉仪(FWD)主要用于测量路面表面弯沉盆,根据路表弯沉盆预测路面面层、基层、底基层和路基的模量。在路面结构厚度组成不明晰的情况下可以直接预测各结构层刚度系数以及承载板底部中心位置的应力、应变与变形;
       5. 路面雷达(3D)可以提供落锤弯沉仪测点处的路面结构厚度组成以便更加准确地预测各结构层模量。也能够用以判断落锤弯沉仪测点处的开裂、坑槽、脱空及修补状况,辅助完成模量、刚度系数及应力、应变、变形预测结果的修正。路面雷达(3D)还用于检测包括水泥路面加铺沥青层或桥头搭板位置的板底脱空等沥青路面结构内的缺陷,也可以检测桥面铺装和隧道内铺装等的沥青层与连接层的损伤或缺陷。对于磨耗层等沥青结构层的材料老化及再生效果可以采用路面局部取样设备抽芯或采样进行实验室评价。路面多功能检测车可以检验评价沥青路面表面损坏状况;
       6. 目前采用的大数据统计分析方法可以利用FWD测定得到的路表弯沉盆曲线精准地检测分析沥青路面各结构层的当量刚度,可以分别考虑不同轴载、不同路基工作状态、不同结构类型和不同的结构层间接触状态下的各结构层当量刚度组成;
       7. 路面刚度组成强弱的评价应包括各结构层刚度和以所用结构层刚度之和代表的沥青路面结构总体刚度。根据沥青路面结构层刚度评价结果,可以采用如下两种方法之一评价沥青路面的健康状态。采用新版沥青路面设计规范推荐的设计模量取值方法和设计的路面结构厚度组成计算设计结构的刚度组成,根据测定结构层刚度偏离设计刚度的程度划分路段刚度组成的强弱。根据检测道路沥青路面损坏程度,参照不同车道不同路段沥青路面表面损伤状况的好中差比例,以概率方法评价不同路段刚度组成的优劣;
       8. 对于新建道路沥青路面,可以刚度组成评价其偏离设计的程度。可以结合理论分析与经验判断路面结构使用寿命和可能首先发生损坏的结构层位置。对于运行中表面尚未发生损坏的路段,可以刚度组成评价结果与理论分析或者经验相结合,预测路面的残余寿命和路面首先发生疲劳损伤的层位,相同路段可以进行重车道与小车道或路肩刚度组成比较进行评价。对于已经发生沥青路面表面损伤的路段,可以采用刚度组成指标评价损伤原因,确定养护对策和重点保护的结构层位。对于拟采用表面再生对策的路段,除刚度组成评价外,应对拟再生处理的结构层进行沥青老化程度的测试分析。对于完成养护的路段,可以采用刚度组成评价方法分析养护效果,对沥青路面结构的刚度组成和养护技术本身进行健康评价;
       9. 沥青路面刚度组成评价是沥青路面健康管理的基础手段,目前完成的评价方法已经在若干实体工程中得到很好的检验,并将在今后的应用中不断完善。 


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