弯沉双参数指标动态评价的新方法

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1、技经济市场弯沉双参数指标动态评价的新方法张旭(安徽省交通规划设计研究院，安徽合肥230088)摘要：针对目前弯沉检测评价指标与路面结构实际情况存在差异的问题，用线性的阻尼本构在深度和时间上对回弹的过程进行了动态的模拟，并求出了该模型下道路表面动态弯沉回弹的解析解。将解析解与实测的资料进行了对比，吻合性很好，并解释了当前的弯沉检测遇到的矛盾。提出了以最终回弹弯沉值和总回弹时间为指标的弯沉双参数指标评价新方法。关键词：道路工程；评价指标；解析解；弯沉引言线可以看出：在检测车辆驶离后10s内，破损位置弯沉的回弹速目前在国内的路面强度检测中，贝克曼梁

2、的弯沉测定仍是度要明显大于无损点的值，这表明路面结构的状况与弯沉的回常用的手段，但是很多情况下其检测的结果与实际的路面结构弹速度存在着某种联系，可以通过阻尼单元反应这种特性。本文的情况却有很大的差异。为解决这一矛盾，通常用综合修正系数推导了沿深度方向的阻尼单元在动态回弹下弯沉的解析解，与来进行修正，冯光乐ll帐据半刚性基层材料的龄期和养生温度对实测资料进行了对比。提出了总回弹时间和最大回弹弯沉的双参数评价指标。弯沉进行了修正，赵军【】进行了正温度梯度下水泥混凝土板的修1阻尼单元在动态回弹下弯沉的解析解正，陈忠达考虑了沥青路面季节影响的弯沉修正

3、系数[31，胡春华本构模型采用线性阻尼单元，视原有路面为各向同性的弹分析了不同层数和基层类型的弯沉修正l4】，王旭东提出了不同概性半无限空间体，用U(z，t)来表示路面以下Z深度处在t时刻率水平下新的综合修正系数l51等。考虑到弯沉修正系数会造成的位移，P为路基材料平均密度(本文后面的实际计算中取不合理的结果，高英[锵各层材料设为动态参数进行计算来与实2200kg／m。测值相比较。但依托现有的静弹性理论未必合理，现就山东东港．微元体的运动方程为0f(z,t)高速的旧路面弯沉检测资料按规范推荐公式：loo0=O一z：p曼jot。(1)(取m1=

4、1．1，m2=1)可算得表1。应力应变关系为厂()=rI—Oe(z,r)=rl(2)表1弹性理论中贝克曼梁的回弹模量反算值将(2)代入(1)得到线性阻尼本构的偏微分运动方程：检测点j无损点1无损点2l横缝l修补l坑澜I网裂u(z，t)一e。u(z，t)(3)弯沉值(0．01ram)l84l37l408f354834Oz2Ot一。"~NN(Mpa)f1953l443．3}402．04686J3417I4824Zf(zt)+c厂以从表中可以看出，规范中以弯沉值大小作为路面结构性能，的评价指标得到了与实际情况矛盾的结果，因此有必要用新的方式来进行解

5、释。-r1xolf(z，t)、图2微元体受力模型在模型中以地面的某足够深度处(本文后面的实际计算中取8m)为Z轴起点，方向朝上，道路表面对应Z位置。道路的回弹弯沉从t=0时刻开始，到达时刻t。后道路的回弹得到稳定。得到以下边界和初始条件：(=，)：：o=o；}：：z。=0；u(：，t)l，：o=o；(z，f)Ir：=，(z)(f(z)为待求函数)。令u(互班：f)Z(z)『81，可以得到式(3)的理论解为rlt一u(z：C{e一1}sin(4)，≠)=∑一z(4’百z0时间t(s)初始条件f(z)进行如下讨论：检测车辆在检测位置停留较图1各检

6、测点的动态回弹弯沉曲线长时间才开始检测，可以认为车辆未驶离时道路产生的变形已通过实际观测资料，从图1中各检测点的动态回弹弯沉曲经稳定。由于单次轴载造成的塑性变形非常微小，可认为检测车2010年第8期0技经济市场辆驶离后路面在一段时间内完全回弹。为简化计算，将轮胎荷载选取一组参数进行试算，从图4可以看出，当解析解式4中级数转化为当量半球形单圆荷载，承担总荷载50KN，当量圆直径取到200项以上时，基本趋于稳定，考虑到计算费用，将解析解2a=O．312m，通过检测车辆驶离后的完全回弹量Wmax可以得到式4中级数的更换为200。￡，进一步就可以算出

7、在长时间荷载作用下当量圆圆心2解析解与实测资料对比处已稳定的沿深度方向的位移川：为了检验阻尼单元在动态回弹下弯沉的解析解能否描述弯w(z)=((1_)r(1+Z2)ala沉动态回弹的过程，将表2中最终弯沉值和回弹时间两个变量an—一三J+三(1一三籼旦)j7／'a／~azaaaz⋯]J(线性阻尼系数可以通过该方法得到的诺模图进行选取)代入公式5的表达式对式4系数Ci的求解会造成较大的困难，因式4中，将之与实测的资料进行对比，如图5所示，可以看出具此根据各种道路破坏的完全回弹量Wmax，采用九次多项式f有良好的吻合性。(z)=∑z”对其式5的数

8、据进行拟合，结果见图3，可以看出拟表2各捡测点的参数袁检测点无接点1榻占’横缝修补坑洞网裂合的重合性很好。参最终弯沉值(0Olmm)8437408354834将f(