[发明专利]一种基于车道受轮载概率分析的道路结构设计方法

权利要求书

1.一种基于车道受轮载概率分析的道路结构设计方法，其特征是，步骤为：

Step1、车道受载概率分布函数F的确定；根据道路交通量、车辆规程参数，以及轮载在车道分布的统计规律确定车道受载概率分布函数；

Step2、道路结构设计；将道路结构竖切，按照车道受载概率将单车道内划分为主应力区(α、β)和次应力区(A、B、C)；

Step3、车道通行规则设计：以次应力区材料性能临界指标为限将根据标准轴载将车辆进行划分；

Step4、车道施工工艺：路基及主、次应力区的筑路材料的制备；在材料摊铺上采用同时摊铺多种填路材料的专用摊铺机，并配合碾压设备进行施工；

Step5、养护维修方法：采用可调节适应车道应力分区宽度的专用道路铣刨机及配套沥青混凝土再生设备；在再生设备通过需要进行改造的旧道路后，将主、次应力区材料按需要分别进行铣刨；也可同时铣刨主、次应力区，进行就地再生，此外，也可采用加铺、增加渗透性的改性剂材料方式进行常规养护。

2.根据权利要求1所述的一种基于车道受轮载概率分析的道路结构设计方法，其特征在于，所述的Step1中，车道受载概率分布函数F公式如下：

其中，f(x)为某一型号车辆的在车道内的受载分布函数，可采用在道路周边安装高精度的摄像头的，使用图像识别技术和数理统计方法确定某一型号车辆在车道内行驶习惯，从而形成一型车辆在车道内偏离中心行驶的统计规律，进而得到以车道截面为横轴的轮载线性分布；

q(x)为某一型号车辆在指定的道路上出现概率，可通过市场销售信息、保险销售信息、高速收费信息及城市车辆交通管理信息获取；

z(x)为某一型号车辆的标准轴载，即考虑其在标准载重情况下反馈到路面轮载；

将不同车辆信息进行叠加整合成为设计车道受载概率分布函数F，同一条道路上不同方向、不同车道的也需要逐车道单独进行分析逐一确定其F。

3.根据权利要求2所述的一种基于车道受轮载概率分析的道路结构设计方法，其特征在于，所述的Step2中，分区的功能和筑路材料如下：

按照道路截面竖向分布：

1、面层：属于直接和车辆行驶轮接触的路面部分，用于提供行车舒适度、美观以及排水，筑路材料选用薄层的细粒式沥青混凝土、乳化沥青混凝土罩面、SMA改性沥青混凝土超薄罩面、环氧改性沥青混凝土、大孔径排水沥青混凝土、彩色沥青混凝土、荧光混凝土路面以及光伏沥青混凝土，“薄层”和“超薄”由预设值确定；

2、路基：包括基层和填土路基，用于承载；

按照道路截面横向车道分布：

1、主应力区α和β：用于承载车辆长时间通行，“长时间”由设定值T₁判定，主应力区下方路基选用SMA改型沥青混凝土、贯入式沥青混凝土、抗车辙剂改型沥青混凝土、环氧改性沥青混凝土以及纤维沥青混凝土；主应力区α和β为车道受载概率分布函数F所确定的与承载车辆两边行驶轮发生长时间接触，即接触时间超过T₁的道路部分；

2、次应力区A、B和C：用于承载车通行，次应力区下方路基选用大孔隙率的透水性沥青混凝土、纤维沥青混凝土、铣刨后的再生沥青混凝土、彩色沥青混凝土、荧光混凝土路面以及光伏沥青混凝土，还可在次应力区安装功能性路面结构，包括埋设管道、电缆、传感器以及预埋件；

3、主、次应力区边界：两种不用应力区的材料可以直接接触，也可以在接触边界上设置弹性粘结层或其他可协同变形材料；

主应力区及次应力区的宽度及厚度可由车道受载概率分布函数F与道路结构厚度的相交点来确定，并以此区分不同应力区的材料性能。