[发明专利]一种沥青路面不同层位高温设计温度确定方法

说明书

一种沥青路面不同层位高温设计温度确定方法，为在路面结构设计中更合理有效选择不同层位沥青结合料，基于路面车辙预估模型，以沥青PG高温等级表征沥青的抗车辙性能，通过控制实际路面温度场下产生的车辙变形不超过允许车辙深度，为分层设计的路面结构确定不同层位的高温设计温度，可以为不同路面层位的沥青选择和结构设计提供更精准的依据，有利于路面的环境适应性和经济效益。

技术领域

本发明属于路面工程领域，涉及路面设计温度确定方法，尤其是考虑长期车辙累积、针对不同路面层位、适宜不同地区气候特征的，以便更好的作为沥青结合料选择依据的路面高温设计温度确定方法。

背景技术

路面设计温度的概念由美国SHRP推出SUPERPAVE沥青混合料设计方法提出，该方法以路用性能为分析标准，要求沥青结合料必须在不同等级的最高和最低设计温度下满足性能要求，沥青的PG高温等级即反映自身的抗车辙路用性能。针对如何确定路面设计温度，国外研究者(主要是美国和加拿大)已提出多种方法：主要有SHRP温度模型、C-SHRP模型、LTPP温度模型、美国威斯康辛州模型以及LTPPBindV3.1的基于车辙损伤的设计温度模型。现有的设计温度模型主要考虑路面在实际使用过程中所经受的极端温度条件，是基于美国和加拿大路面温度统计模型得出的最高、最低温模型。然而尚未有基于车辙控制的且符合不同地区气候和路面温度特征的设计路面温度模型。目前，还未检索到这类方法的发明专利。

经对现有技术的文献检索发现，有关路面高温设计温度确定方法主要有以下几种：

(1)美国SHRP研究在《Development of SHRP binder specification(withdiscussion)》(Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists，1993，62.)中采纳Huber提出的路面温度场回归模型，认为高温条件下路表温度是由路表的热气流和纬度决定的，在选择沥青胶结料时，SHRP以路表以下20mm处的年最高温度作为路面的高温设计温度，以纬度和历年连续7天最高气温的平均值为模型输入参数。

T_MAX＝T_20mm＝(T_air(max)-0.00618Lat²+0.2289Lat+42.2)×0.9545-17.78

式中：T_MAX为路面高温设计温度，℃；T_20mm为路表面下20mm深处的年最高温度，℃；T_air(max)为历年连续7天最高气温的平均值，℃；Lat为纬度，°。

(2)美国LTPP(Long Term Pavement Performance)研究项目于1994年启动了SMP(Seasonal Monitoring Program)计划，在美国和加拿大的多个地区对路面温度和气候条件进行了大量的实测。Mohseni和Symons在《Effect of Improved LTPP AC PavementTemperature Models on SUPERPAVE Performance Grades》(Transportation ResearchRecord Board 77th Annual Meeting.Washington D.C.:TRB，1998.)中以SMP数据为基础提出了LTPP的路面低温和高温状况预估模型，并仍以路表以下20mm处的年最高温度作为路面高温设计温度，以纬度和历年连续7天最高气温的平均值作为输入参数计算。

T_MAx＝54.32+0.78T_air(max)-0.0025Lat+15.141g(20+25)

式中：T_MAX为路面特定深度处的年最高温度，℃；T_air(max)为历年连续7天最高气温的平均值，℃；Lat为纬度，°。