[发明专利]一种高寒地区沥青路面网络结构可靠性评价方法

说明书

本发明公开了一种高寒地区沥青路面网络结构可靠性评价方法，具体为：将高寒地区的沥青路面的每一条车道分为若干段，在每一段路面上选择若干个监测点并监测层间抗剪值；如果所有的监测点的层间抗剪值均小于预设的极值，则认定沥青路面为非网络结构型，评价该条沥青路面的可靠性；否则构建网络结构单元；根据网络结构单元之间的关系绘制可靠性框图；根据可靠性框图和GERT网络结构特征，将可靠性框图转化为沥青路面路网；并计算高寒地区的沥青路面的可靠性。本发明可以精准预测内部结构损伤累积的沥青路面的寿命。

技术领域

本发明属于沥青道路技术领域。

背景技术

高寒地区由于受气候环境和地质恶劣环境的影响，沥青路面结构不仅受行车载荷的影响，同时还会受到气候条件的影响，导致沥青路面在使用过程中会逐渐出现结构性损坏。从而会造成该地区的沥青路面结构与一般的路面结构工作环境不太一致。沥青路面作为公路路面的主要结构形式，由于在设计、施工或使用过程中存在大量的不确定性因素，其可靠性问题尤为突出，尤其是高寒地区天气会导致其可靠性的影响因素更加多样化。

在沥青路面可靠性增长研究过程中，除了路面结构的可靠性增长外，路面的网络结构也是影响可靠性的关键因素。结合高寒地区沥青路面的网络结构特征以及道路结构性质，研究路面网络结构可靠性也是专家学者们关注的热点问题。对于体系可靠度的相关研究主要是：首先，具有两个或者两个以上相关路网单元的结构体系的可靠度研究；另外就是具有两个或者两个以上相关路网单元的失效模式的结构可靠度研究。但是，目前对于沥青路面结构体系可靠度的研究相对较少，也仅有少量的文献考虑体系间串联、并联关系的研究。但是目前沥青路面长期处于恶劣环境和行车载荷的作用下，其路面结构体系的可靠性也会随着时间的增加而逐年变化，所以考虑其受到应力冲击时的性能退化迫在眉睫。目前的研究对于高寒地区沥青路面的建设提供了宝贵的经验，但是很少有结合高寒地区沥青路面的实际增长数据或者实验数据的定量分析，那么就无法得知高寒地区的沥青路面在受到应力冲击时，沥青路面长期处于恶劣环境和行车载荷的作用下，其路面结构体系的可靠性随着时间的增加会发生什么变化。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术存在问题，本发明提供了一种高寒地区沥青路面网络结构可靠性评价方法。

技术方案：本发明提供了一种高寒地区沥青路面网络结构可靠性评价方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将高寒地区的沥青路面的每一条车道分为若干段，在每一段上选择若干个监测点，检测每一个监测点的层间抗剪值；

步骤2：如果所有的监测点的层间抗剪值均小于预设的极值，则认定该高寒地区的沥青路面为非网络结构的沥青路面，并直接评价该条沥青路面的可靠性；

否则认定该高寒地区的沥青路面为网络结构的沥青路面；如果某条车道上的所有的检测点的层间抗剪值均小于预设的极值，则将该条车道作为一个网络结构单元；否则将该条车道中层间抗剪值大于等于预设的极值的监测点作为极值点，将该条车道的起点和终点也作为极值点，按照行驶方向的顺序将所有的极值点存储在集合n中；将集合n中相邻两个极值点之间的路面作为一个网络结构单元；

步骤3：根据网络结构单元之间的关系绘制可靠性框图：按照车道数量和结构，将属于同一条车道的网络结构单元串联，不属于同一条车道的网络结构单元并联；

步骤4：根据可靠性框图和GERT网络结构特征，将可靠性框图转化为沥青路面路网NR-GERT；

步骤5：根据NR-GERT计算高寒地区的沥青路面的可靠性。

进一步的，所述步骤2中直接评价非网络结构的沥青路面的可靠性方法为：检测计算非网络结构的沥青路面的抗力R和载荷效应S’，根据如下公式计算非网络结构的沥青路面的可靠性：