发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种考虑荷载频率的沥青路面车辙计算方法。

本发明的考虑荷载频率的沥青路面车辙计算方法，其特征在于，采用如下计算公式对沥青路面车辙的永久变形量进行计算：

式中：R_a—沥青混合料层永久变形量，单位mm；

R_ai—第i分层永久变形量，单位mm；

n—分层数；

T_pef—沥青混合料层永久变形等效温度，单位℃；

p_i—沥青混合料层第i分层顶面竖向压应力，单位MPa；

N_e3—设计使用年限内或通车至首次针对车辙维修的期限内，设计车道上当量设计轴载累计作用次数；

h_i—第i分层厚度，单位mm；

h₀—车辙试验试件的厚度，单位mm；

R′_0i(f)—第i分层沥青混合料在试验温度为60℃，压强为0.7MPa，加载次数为2520次时，车辙试验永久变形量，单位mm；和加载频率f有关系，荷载频率取值范围为0～60Hz；

f—施加至试验试件的载荷作用频率，取值范围为0～60Hz；

a—待测回归系数；

k_Ri—综合修正系数，其通过公式(3)、公式(4)和公式(5)进行计算：

式中：z_i—沥青混合料层第i分层深度，第一分层取为15mm，其他分层为路表距分层中点的深度，单位mm；

h_a—沥青混合料层厚度，单位mm，h_a大于200mm时，取200mm。

本发明的考虑荷载频率的沥青路面车辙计算方法，具体通过以下步骤来实现：

a).制作车辙板，按照沥青混合料试验规程，制作出与车辙试件承载装置相配合的沥青混合料车辙板；

b).装置安装和保温，首先将车辙试件承载装置组装好后安装在MTS试验平台上，并将待试验的车辙板置于车辙试件承载装置上；然后，将车辙板置于预定温度为60℃的环境箱中，保温4小时；

c).加载载荷，控制MTS试验平台利用车辙试件承载装置上的加载轮对车辙板施加频率f＝1Hz、峰值载荷为700N、加载轮最大接地压强为0.7MPa的正弦波载荷，加载2520次后停止试验；

d).读取车辙变形量，载荷加载完毕后，MTS竖向传感器自动记录每一层的标准车辙板变形量，设所记录的第i层沥青混合料制作的标准车辙板变形量为R′_0i(1)；

e).重复试验，将载荷频率f分别设定为2Hz、5Hz、10Hz和15Hz，分别重复执行步骤a)至步骤d)，即可获得载荷频率f＝2Hz、f＝5Hz、f＝10Hz和f＝15Hz下的标准车辙板变形量R′_0i(2)、R′_0i(5)、R′_0i(10)和R′_0i(15)；

f)计算回归系数，建立如公式(6)所示的虑荷载频率条件下的车辙变形量方程：

R′_0i(f)＝R₀*f^a (6)

其中，R₀为标准车辙试验条件下的车辙量；f为加载轮所加载的载荷频率，载荷频率f分别取1Hz，2Hz，5Hz、10Hz、15Hz时，对应车辆速度为8km/h、16km/h、40km/h、80km/h、120km/h；利用步骤d)和步骤e)中求出的1Hz，2Hz，5Hz、10Hz、15Hz时车辙板变形量R′_0i(1)、R′_0i(2)、R′_0i(5)、R′_0i(10)和R′_0i(15)，计算出回归系数α；

g).车辙变形量计算，在对沥青路面车辙的永久变形量计算的过程中，根据所道路设计的最高限速，利用公式(1)和公式(2)来计算考虑车速的车辙永久变形量。

本发明的考虑荷载频率的沥青路面车辙计算方法，所述的车辙试件承载装置由上连接件(1)、下连接件(3)、加载轮(2)和车辙板箱体组成，上连接件和下连接件用于与MTS试验平台相连接，上连接件的下方固定有支撑座(4)，支撑座下方的两侧固定有侧板(5)，加载轮(2)经轮轴固定于侧板上；下连接件位于加载轮的下方，车辙板箱体设置于加载轮与下连接件之间，车辙板箱体由底板(6)及固定于底板上表面四周的4个围板(7)组成，车辙板放置于围板与底板所形成的空腔中，底板固定于下连接件上。

本发明的有益效果是：本发明的考虑荷载频率的沥青路面车辙计算方法，与现有的沥青路面车辙变形量计算方法相比较，引入了载荷频率f(与道路设计车速相对应)和待测回归系数a，并通过在载荷频率等于1Hz，2Hz，5Hz、10Hz、15Hz时所测得的车辙板变形量，求取出了待测回归系数a，将车辆速度对路面车辙的影响考虑了进来，使得求取的沥青路面车辙变形量更准确，更能预测出现有沥青路面在使用过程中的车辙深度，可为路面车辙的及时维修和保养提供了更加精准的参考数据。