上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司金辰获国家专利权
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龙图腾网获悉上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司申请的专利基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116204963B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310221794.3,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法是由金辰;蔡氧;徐骁龙;解一鸣;李嘉洋;李鹏辉设计研发完成,并于2023-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法,先获取需要进行寿命预估的水泥稳定碎石基层所对应的沥青路面中各结构层厚度以及各结构层的初始结构模量;获取水泥稳定碎石基层材料的弯拉强度;获取沥青路面的行车道轮迹带处的水泥稳定碎石基层的当前结构模量;确定沥青路面每年的单车道当量设计轴载作用次数;确定水泥稳定碎石基层一年的冻融次数、冻结温度和冻融湿度;然后通过建立冻融循环下水泥稳定碎石材料模量的衰减方程和交通荷载下水泥稳定碎石结构模量的衰减方程,计算水泥稳定碎石基层的剩余寿命与剩余使用年限。本发明基于计算机,可定量预估水泥稳定碎石基层的剩余寿命和使用年限,为路面养护时机和策略提供依据。
本发明授权基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法在权利要求书中公布了:1.基于模量的沥青路面水泥稳定碎石基层剩余寿命预估方法;其特征在于,包括如下步骤: 步骤1、获取需要进行剩余寿命预估的水泥稳定碎石基层所对应的沥青路面中各结构层厚度以及各结构层的初始结构模量;其中,所述水泥稳定碎石基层的初始结构模量记为E0; 获取所述水泥稳定碎石基层材料的弯拉强度R; 获取所述沥青路面的行车道轮迹带处的所述水泥稳定碎石基层的当前结构模量ED1; 确定所述沥青路面每年的单车道当量设计轴载作用次数ni; 确定所述水泥稳定碎石基层一年的冻融次数、冻结温度和冻融湿度; 步骤2、建立冻融循环下水泥稳定碎石材料模量的衰减方程和交通荷载下水泥稳定碎石结构模量的衰减方程; 所述冻融循环下水泥稳定碎石材料模量的衰减方程具体如下: 其中,Em为m次冻融循环后的材料模量,单位为Mpa; EC0为初始材料模量,单位为Mpa; t为所述水泥稳定碎石基层的冻结温度,单位为℃; ω为所述水泥稳定碎石基层的含水率; a1、b1、c1为参数; 所述交通荷载下水泥稳定碎石结构模量的衰减方程具体如下: 其中,N为所述水泥稳定碎石基层的疲劳寿命,单位为次; ka为季节性冻土地区调整系数; kT2为温度调整系数; R为所述水泥稳定碎石基层材料的弯拉强度,单位为Mpa; σ为所述水泥稳定碎石基层层底最大拉应力,单位为Mpa; kc为现场综合修正系数; ha、hb分别为所述沥青路面的沥青面层厚度和所述水泥稳定碎石基层厚度; β为目标可靠指标; D为基层损伤量; n为交通荷载加载次数,单位为次; ED为所述水泥稳定碎石基层在损伤量达到D时的结构模量,单位为Mpa; E0为所述水泥稳定碎石基层的初始结构模量,单位为Mpa; a2、b2为参数; 步骤3、采用多层弹性体分析软件建立所述沥青路面的道路结构计算模型;其中,交通荷载采用BZZ-100标准轴载,软件中各结构层厚度采用现役路面结构层厚度,各结构层模量采用初始结构模量,计算得到所述水泥稳定碎石基层层底最大拉应力σ; 步骤4、根据式2和式3计算所述水泥稳定碎石基层的疲劳寿命N; 步骤5、将所述水泥稳定碎石基层的当前结构模量ED1作为所述水泥稳定碎石基层在损伤量达到D时的结构模量ED,与所述水泥稳定碎石基层的初始结构模量E0一起,利用式5计算得到基层的当前损伤量D1; 步骤6、基于Miner法则,根据一年的单车道当量设计轴载作用次数ni,计算所述水泥稳定碎石基层受一年交通荷载作用后的损伤量D2,具体公式如下: D2=D1+niN式6; 步骤7、采用所述水泥稳定碎石基层的初始结构模量E0和所述水泥稳定碎石基层受一年交通荷载作用后的损伤量D2,利用式5,得到所述水泥稳定碎石基层层受一年交通荷载作用后的结构模量ED2; 步骤8、结合所述水泥稳定碎石基层受一年交通荷载作用后的结构模量ED2以及基层一年的冻融次数、冻结温度和冻融湿度,利用冻融循环下基层模量预估方法,计算所述水泥稳定碎石基层受一年冻融循环作用后的结构模量ED3; 步骤9、利用所述水泥稳定碎石基层受一年冻融循环作用后的结构模量ED3和所述水泥稳定碎石基层的初始结构模量E0,通过式5,计算所述水泥稳定碎石基层受一年冻融循环作用后的损伤量D3; 步骤10、重复执行步骤6至步骤9,计算所述水泥稳定碎石基层在交通荷载和冻融循环作用下的损伤累积情况,直至损伤量D=1; 对损伤量D达到1之前所述水泥稳定碎石基层所受的当量设计轴载作用次数进行求和,即为现役基层的剩余寿命;将所计算的年数求和,即为现役基层的剩余使用年限。
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