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国内沥青路面统计法预估方程比较与分析

2017-03-16唐欢王立志王文倩

科技创新与应用 2017年5期
关键词:道路工程沥青路面

唐欢 王立志 王文倩

摘 要:为了便于有效预估车辙量,有效指导合理选择沥青路面的材料、考虑相关因素对于车辙的影响,特此对国内现有沥青路面的统计方法预估方程进行综述。

关键词:道路工程;沥青路面;车辙预估方程

1 沥青路面预估方法分类

沥青路面层永久变形的预估方法大致分为统计法(经验法)、理论统计法(力学经验法)和理论法(力学法)。

1.1 统计法

统计法是以试验路所得的观测资料为基础,结合室内试验的预估经验公式的方法。然后再采用对数回归法或幂函数回归法为模型。

1.2 统计理论法

理论统计法是以弹性理论或粘弹性层状体系理论为基础,通过求解路面的应力和位移关系,再结合室内与室外相关试验,统计出沥青层的永久变形与路表弯沉、材料特性参数与荷载之间的关系式,从而预估结构层车辙。

1.3 理论法

理论法是利用弹性理论或者是粘弹性理论为基础,利用沥青路面混合料永久应力和应变关系,从而预估结构层的车辙。

2 国内沥青路面统计法预估方程

2.1 黄晓明模型[1]

东南大学的黄晓明通过室内环道试验,对数据进行回归分析,从而建立了车辙深度与沥青厚度和加载次数的函数关系式,式(1):

该模型考虑了温度、厚度、加载次数的影响,并且其影响体现在回归参数中,因而对于不同地区、不同路段、不同道路、不同材料都需要进行相应回归参数的确定,与黄晓明模型优缺点相似,并且还考虑了试验与现场加载间车辙深度修正系数,而其修正需要考虑的因素需视具体情况而定,具有不确定性,因而可靠性尚不明确,还需进一步研究。

2.3 鲁正兰、孙立军模型[3]

同济大学的鲁正兰和孙立军过大量的不同的温度、不同的压力、沥青路面厚度不同的车辙试验、沥青路面的抗剪试驗以及沥青路面的车辙试验剪应力的计算,从而推倒适应我国半刚性基层沥青路面的车辙预估模型,并采用最小二乘法确定了预估模型参数:

该模型不仅考虑了温度、厚度、加载次数的影响,而且引入了抗剪系数,但是抗剪系数测试本身较为困难,同时剪应力的计算也较困难,因而对于其推广造成了困难;但是经鲁正兰相关研究表明车辙与抗剪强度有关,而且与整个路面结构承受的剪应力有关,所以由必要对该模型进行的改进研究,以利于推广使用。

3 结束语

(1)对于区域性项目级的车辙预估,可考虑采用黄晓明模型或者曹林涛、李立寒模型进行车辙预估。

(2)对于通用性网络级或标定工作量过大、样本欠缺时,可考虑采用鲁正兰、孙立军模型。

(3)上述模型总体是建立于特定的试验基础之上,然而这些模型的可靠性却完全取决于所作的假设、试验模型与实际路面结构工作状态拟合程度(即相应修正系数的准确性)以及某些特定试验的精确度。即使对应的某些特定试验所得回归系数精度极高,并且修正系数与现实工作状态接近,但仅适用于特定地理气候环境的区域以及某些特定的路面结构,所以具有有较大局限性,对其推广还需进行大量研究,标定出较为准确的通用参数或者特殊参数表,方可利于推广使用。

参考文献

[1]黄晓明,张晓冰.沥青路面车辙形成规律环道试验研究[J].东南大学学报(自然科学版),2000,30(5):96-101.

[2]曹林涛,李立寒,孙大权.基于车辙试验的沥青层永久变形预估[J].建筑材料学报,2009,12(5):554-557.

[3]鲁正兰,孙立军.沥青路面车辙预估方法的研究[J].同济大学学报自然科学版,2007,35(11):1476-1480.

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