[发明专利]一种以平面位置数据建立路面抗滑性能模型的方法

说明书

技术领域

本发明属于路面养护维修管理技术领域。具体涉及一种以平面位置数据建立路面抗滑性能模型的方法。

背景技术

路面性能模型是制定路面养护计划(优化和选择路面养护时机以及养护措施或处置方法等)和路面设计的重要依据。最常用或者最简单的路面性能模型一般可以表达为路面性能指标(摩擦系数BPN、构造深度TMD和平整度等)与路面通车时间(年或月，t)或车轮荷载通过路面某一断面的累计次数(n)的函数关系。通常需要根据通车若干年的路面性能检测时间序列数据，采用数学的方法(统计回归或随机过程方法)建立路面性能模型，预测路面未来一段时间的路面性能变化，以辅助路面养护维修管理决策。

然而，在实际路面管理过程中，并不总是可以获得理想的路面性能检测时间序列数据，譬如通车时间比较短的新路面，或者有些路段没有时间连续的路面性能检测数据。这些问题都给路面性能模型的建立带来相当大的困难，或者严重影响路面性能模型的准确性。

如何有效解决各等级公路或城市道路路面养护管理过程中建立路面性能模型数据量缺乏或不足的问题，对于路面(养护维修)的科学管理，降低或优化使用路面的寿命周期养护费用，提高路面的性能和服务质量，延长路面的使用寿命，具有重要意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种以平面位置数据建立路面抗滑性能模型的方法，以解决各等级公路或城市道路路面养护管理过程中建立路面性能模型数据量缺乏或不足的问题。对于路面(养护维修)的科学管理，降低或优化使用路面的寿命周期养护费用，提高路面的性能和服务质量，延长路面的使用寿命，具有重要意义。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种以平面位置数据建立路面抗滑性能模型的方法，包括步骤：

1)根据路面某一车道交通量资料，换算出该车道断面累计标准轴载作用次数；

2)对所述车道某段的全断面以从左边线为起点，从左往右依次间隔一定距离取若干个测试点，另在硬路肩取一个测试点，对所有测试点采用铺砂法测定路面构造深度TD，并采用摆式仪测定路面摩擦系数BPN；

3)根据现场测试所得路面构造参数与路面摩擦系数，依据公式计算所述车道各个检测点的国际抗滑指数IFI(F₆₀，S_p)，即：

式中，S为测试仪器的滑移速度，FRS为在滑移速度为S时检测所获得的路面摩擦系数，采用摆式仪测定的BPN值；A、B、C为路面摩擦系数测试装置或方法的标定参数，S_p为速度数，T_x为路面构造参数，采用路面构造深度TD；a、b为路面构造参数测定装置或方法的标定参数；

4)采用非线性指数模型Asymptotic模型建立所述车道抗滑性能随荷载作用次数衰减模型，所述Asymptotic模型表达式为：

式中：k₁、k₂、k₃为回归系数，其中k₁+k₃表征抗滑性能指标初始值，k₃表征抗滑性能指标衰减极限值，x为检测点所累计经受标准轴载作用次数。

进一步地，步骤4)中采用非线性指数模型Asymptotic模型建立路面抗滑性能随荷载作用次数衰减模型具体包括：

41)采用现场检测获得路肩的抗滑指标值，包括构造深度TD与抗滑性能BPN，计算抗滑性能指标F₆₀的初始值，即求得表征抗滑性能指标初始值k₁+k₃；

42)根据我国现有路面养护规范选取构造深度最小值TD_min＝0.45，路面摩擦系数最小值BPN_min＝30，得到抗滑性能指标衰减极限值F₆₀end＝0.1379，即k₃＝0.1379；

43)联立方程组求解得到各个测试点的标准轴载次数以及k₂：

其中，n为检测点编号，m为该车道断面累计标准轴载作用次数；

44)将所求得的k₁、k₂、k₃代入非线性指数模型Asymptotic模型建立所述车道抗滑性能随荷载作用次数衰减模型。