[发明专利]一种沥青路面结构层最佳模量组合确定方法

说明书

本发明提出了一种沥青路面结构层最佳模量组合确定方法，首先将上、中、下面层看成一个整体，根据规范中弹性模量的取值范围的要求，以模量中值作为面层统一模量，选出n组基层面层模量比；然后将面层模量、n组基层面层模量比及各结构层的厚度输入到有限元软件，得到沥青路面在不同基层面层模量比下的设计指标的力学响应影响，确定最佳基层面层模量比；最后根据规范中对于无机结合料稳定类材料弹性模量的取值范围的要求，在保证上、中、下三个面层均值为整个面层模量中值下，改变上面层、下面层模量梯度，调整上面层、下面层的模量，取m组上、中、下三个面层模量组的组合；本方法实现了最优基层面层模量比以及最优的面层模量组的组合。

技术领域

本发明属于公路路面设计技术领域，特别是一种沥青路面结构层最佳模量组合确定方法。

背景技术

目前我国广泛应用的无机结合料类稳定类基层沥青混凝土路面结构,无机结合料类稳定基层具有一定的板体性、刚度、扩散应力强，具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性。及由此引起沥青路面的反射性裂缝。

我国已经建成通车的高等级公路中，90％以上是以无机结合料类稳定类材料为基层、沥青混凝土为面层的无机结合料类稳定类基层沥青路面。无机结合料类稳定类基层具有较高的强度与承载力、良好的整体稳定性和耐久性，为实现“强基薄面”的结构提供了可靠保证。鉴于半刚性基层材料自身固有的特性，半刚性基层沥青路面几乎不可避免的会在使用过程中会因为无机结合料层底拉应力过大会导致无机结合料类稳定基层的开裂产生反射裂缝，进而影响沥青路面的质量，降低沥青路面的使用寿命。

为了有效减少无机结合料稳定类基层沥青路面反射裂缝，人们从多个方面展开了系统的研究，给出了许多处理措施，例如：增加基层材料中的粗骨料含量并严格设计级配，增加沥青面层厚度等，但是这些方法的效果都不是很理想。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种沥青路面结构层最佳模量组合确定方法，以减少无机结合料类稳定基层的开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种沥青路面结构层最佳模量组合确定方法，包括以下步骤：

步骤1、根据现有沥青路面结构组合，先将上、中、下面层看成一个整体，根据规范中对于无机结合料稳定类材料弹性模量的取值范围的要求，以模量中值作为面层统一模量，选出n组基层面层模量比；

步骤2、将面层模量、n组基层面层模量比及各结构层的厚度输入到有限元软件，得到沥青路面在不同基层面层模量比下的设计指标的力学响应影响，根据力学响应结果确定最佳基层面层模量比；

步骤3、根据规范中对于无机结合料稳定类材料弹性模量的取值范围的要求，在保证上、中、下三个面层均值为整个面层模量中值下，改变上面层、下面层模量梯度，调整上面层、下面层的模量，取m组上、中、下三个面层模量组的组合；

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明所提出的沥青路面各结构层最佳模量组合设计方法，实现了最优基层面层模量比以及最优的面层模量组的组合；实现了减少无机结合料类稳定基层的开裂及由此引起的沥青路面反射性裂缝，从而延长了路面结构的使用寿命。

(2)使用灵敏度分析，有效指导无机结合料稳定类沥青路面结构组合设计时对关键路面结构设计模量的选取。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为路面结构示意图。

图3为实施例1中不同基层面层模量比下无机结合料稳定类基层沥青路面剪应力变化趋势的有限元分析图。