基于fwd预估沥青路面剩余寿命的探索-路基工程

《基于fwd预估沥青路面剩余寿命的探索-路基工程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、路基工程·30·SubgradeEngineering2011年第6期(总第159期)基于FWD预估沥青路面剩余寿命的探索和世明(吕梁公路建设有限公司，山西吕梁033000)摘要:如何合理的利用FWD测得的数据来评定路面寿命是道路研究的一个重要课题。依托实体改扩建工程，使用FWD检测路面的弯沉，采用三层和四层体系来反算结构层模量，比较反算结果后，使用三层体系反算的模量值进行沥青路面剩余寿命的预估。最后利用弹性层状体系理论分别求出εS、εZ，，代入美国地沥青协会(AI)建立的模型，从而对沥青路面剩余寿命的预估作了探索。关键词:沥青路面;FWD;模量反算;寿命预估中图分类号:U4

2、16.217文献标志码:A文章编号:1003－8825(2011)06－0030－030引言0.001mm;Za为保证系数，本文取2.0。对沥青路面的使用性评价指标和延长其使用寿由于该高速公路运营已近10年，很多路段已经［1－3］命，已有一些研究成果。旧路面在加铺改建前，进行过养护维修，部分面层、基层发生过更换，相应需对原路面进行结构强度评定。评价路面结构承载能面层和基层的厚度也产生了变化，在进行FWD反算力的目的是确定路面的剩余寿命，然后依据剩余寿命结构层模量时，不能使用原路面结构层设计厚度，需的长短，判断路面结构的完好程度及其损坏发展的速采用探地雷达RODAR对旧路的面层

3、和基层厚度进行率，据此确定是否需要采取相应的改建措施，进行补了检测。强或改建设计。在FWD(落锤式弯沉仪)出现前，以应变为基础的无破损评价是无法实现的，只能采用钻芯取样的方法。随着FWD在当今国际上的广泛采用，用FWD实测弯沉来反算出路面模量，进行承载能力评估是路面使用性能评估领域的重大进步。如何合理地利用其测得的数据来评定路面寿命是道路研究的一个重要课题。本文依托旧半刚性基层沥青路面改扩建工程，使用FWD检测沥青路面的弯沉和反算结构层模量后，图1旧路结构整体强度分布利用美国地沥青协会(AI)建立的寿命预估模型来对旧沥青路进行结构承载能力评价。2旧路结构强度分析1旧路弯沉测试

4、2.1旧路结构层模量反算采用FWDDynatest8000对LH高速公路安徽段的使用模量反算软件SIDMOD来研究FWD实测弯旧路结构整体强度进行调查，进行旧路弯沉检测时，沉盆反算结构层模量的适用性和准确性，采用三层和测点间距为50m。按式(1)计算每公里的代表弯沉四层体系反算路面结构层模量，并对比二者的变异［4］性。该软件所使用的算法是迭代法，首先假设一组结值后，将结果绘于图1。L=L+ZS(1)构层模量(初始值)，然后利用力学分析法计算理论ra式中Lr为评定路段的代表弯沉，0.001mm;L为评弯沉盆，与实测弯沉盆比较，根据弯沉差异进行模量定路段内全部测点中心点弯沉的平均

5、值，0.001mm;修正，从而获得一组新的模量，不断重复这一迭代过S为评定路段内全部测点中心点弯沉的标准差，程，直至满足预先设定的收敛精度或迭代次数［5－7］为止。已有研究成果表明，结构层厚度对反算结果影响收稿日期:2010－12－20作者简介:和世明(1965－)男，山西文水人。高级工程师，从事较大，为了保证反算的精度，取路面结构层的实际厚道路工程方面的工作。E-mail:mj_dxlw@yahoo.com.cn。度进行反算。把路面结构层分为面层、基层、底基层和世明:基于FWD预估沥青路面剩余寿命的探索·31·和路基四层体系反算模型时，各层的参数见表1。表4三层体系反算模量

6、结果汇总MPa表1四层体系结构及初始模量值模量值沥青混凝土水泥稳定碎石土基层位编号材料厚度/m初始模量/MPa最大值3879.242145.6336.81沥青混凝土0.141400最小值960.113866.3195.82水泥稳定碎石0.381500平均值1656.425734.3268.63水泥稳定土0.15600变异系数0.3150.3390.1274土基∞50从表3、表4看出，四层体系模量反算的变异性较大，变异系数最大可达69.3%，而三层体系模量当以三层体系反算路面结构层模量时，由于水泥反算的最大变异系数为33.9%。但无论是三层体系稳定土与土的性质比较接近，若把水泥

7、稳定土和水泥还是四层体系，土基反算模量的变异性较小，均在稳定碎石并在一层考虑则厚度偏厚，影响反算的结15.0%以下。可见，反算的层数为三层时比较合适，果，故把底基层与土基合并成一层，各层的参数见故本文使用三层体系反算的模量值进行路面剩余寿命表2。的预估。表2三层体系结构及初始模量值层位编号材料厚度/m初始模量/MPa3评价路面剩余寿命1沥青混凝土0.141400评价路面结构承载能力的目的是确定路面的剩余2水泥稳定碎石0.381500寿命，目前国内外已建立不少相关的寿命预估模型，4土基∞50主要是力学－经