[发明专利]一种直线道路温度场加速试验方法

权利要求书

1.一种直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，该方法包括：

确定待评价道路的试验加载频次；

对待评价道路所在区域的环境温度进行拟合，得到地域环境温度谱；并根据所述地域环境温度谱确定高温、低温作用时间占比；

通过WLF方程计算温度场加速倍率；根据所述温度场加速倍率确定所述待评价道路的加载周期；

根据所述试验加载频次、所述加载周期及所述高温、低温作用时间占比，确定加载方案，实现温度场加速加载。

2.如权利要求1所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一、确定待评价道路的试验加载频次：针对待评价道路的设计规范及日平均车流量计算总流量，并通过不同的重载增益系数预估使用年限计算试验加载总频次C_road；

步骤二、收集待评价道路所在地区日气温变化数据，将日最高气温曲线及日最低气温曲线分别拟合得出周期变化曲线，从而确定地域环境温度谱；计算高温时间段占比a％，及低温时间段占比b％，并将试验加载总频次C_road分配给高温与低温阶段，即C_a，C_b；

步骤三、收集待评价道路所在地区的道路结构温度梯度状态；

步骤四、确定加速加载试验控温层H_deep及加热时间Ta；

步骤五、由时温等效WLF方程计算温度场加速倍率ε，根据所述温度场加速倍率ε求出高温加载时长及低温加载时长

步骤六、根据步骤四中控温层H_deep及加热时间Ta，对道路温度场梯度初始化；再根据步骤二中求得的高温加载频次C_a和低温加载频次C_b，及步骤五中求得的高温加载时长和低温加载时长对待评价道路进行加载试验；

步骤一、步骤二、步骤三之间无时间先后顺序，同时进行或不同时进行。

3.如权利要求2所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，还包括步骤七、加载试验结束后，对所述待评价道路的路面进行检查，对比实际长期路面情况，评价道路寿命服役性能。

4.如权利要求2所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，步骤一中，首先确定待评价道路的单一车道车辆加载频次，再将所述单一车道车辆加载频次换算为直线加速加载装置的试验加载频次：

其中：Cs为单一车道车辆加载频次，为重载增益系数。

5.如权利要求2所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，步骤二中，将日最高、低气温分别求和取平均，得到和小于的区域部分为低温阶段，大于的阶段为高温阶段；至的过程为升温阶段，至的过程为降温阶段，分别计算时间占比。

6.如权利要求2所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，步骤四中，控温层H_deep及加热时间Ta均由仿真试验确定。

7.如权利要求2-6任一项所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，步骤五中，与的计算方法如下：

以控温层H_deep的温度为依据，高温时温度场加速倍率ε_H与高温加载时长的乘积得出高温状态下温度场相对实际环境的作用时长；低温时温度场加速倍率ε_L与低温加载时长的乘积得出低温状态下的温度场相对实际环境的作用时长，两者求和即为道路设计寿命年限：

其中：Δ为道路设计寿命年限，一般为10～15年；根据ε_H、ε_L计算与

8.如权利要求2-6任一项所述的直线道路温度场加速试验方法，其特征在于，步骤六中，温度场加速倍率按以下方法求得；

根据室温等效原理有：

其中，a_T为位移因子；B为常数，取值1；C₁及C₂为经验参数；τ和τ_s是分别在温度T与T_s时松弛的时间；则有：

其中：ρ_s与ρ分别为温度T_s与T下的密度，η与η_s为温度T_s与T下的动力粘度；

在自然状态中固体状态的物质受温度的影响密度变化非常小，ρ_sT_s/ρ_T＝1，求解位移因子a_T等于当前状态下动力粘度的比值；

根据求解的位移因子，标定得到相应温度状态的WLF方程；

再根据室温等效原理计算温度场加速倍率：

其中：t为作用时间长度，T为参考作用温度，T_s为温度场加速倍率求解的参考温度。