瀝青路面彎沉檢測溫度修正方法簡化分析研究

李祥耀

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

在當前新時期背景下，我國道路工程建設規(guī)模以及數(shù)量呈現(xiàn)大幅提升趨勢，社會經(jīng)濟發(fā)展對道路工程質(zhì)量也提出更高的要求。瀝青路面是我國公路工程中應用較為廣泛的路面形式，其彎沉值對道路質(zhì)量具有較大影響。現(xiàn)有檢測規(guī)程中，技術(shù)人員主要采用內(nèi)插法對瀝青路面各面層深度以及厚度進行計算，而該方法整體流程較為繁瑣，出現(xiàn)誤差的幾率相對較大。因此，行業(yè)內(nèi)研究人員將探究計算簡化方式作為重要研究內(nèi)容。

1 現(xiàn)行計算方法概述

依照我國頒布的《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，研究人員在使用貝克曼梁對路基路面進行彎沉檢測過程中，瀝青路面厚度在50mm 以上條件下，應注意根據(jù)瀝青面層平均溫度對回彈彎沉值溫度系數(shù)進行相應調(diào)整與修正[1]。

1.1 面層平均溫度計算方式

現(xiàn)行各面層平均溫度計算主要依托于如下公式開展：

其中，t 表示瀝青面層平均溫度測定結(jié)果；t25、tm、te分別為T0條件下瀝青路面路表下25mm 處溫度、中間深度處溫度以及底面處溫度；T0表示瀝青路面溫度+前5d日平均溫度平均值。

1.2 現(xiàn)行計算方式短板

在計算瀝青路面彎沉溫度修正系數(shù)過程中，不管對不同深度的溫度取值,還是對溫度修正系數(shù)k 的取值，都存在內(nèi)插法的過程，這樣就導致計算過程過于繁瑣,另外內(nèi)插值與2 條相鄰線不一定存在等分線性關(guān)系[2]。就此,應探索更為簡便且精確的計算方法。

2 計算方法簡化分析

現(xiàn)行計算方式中，技術(shù)人員需要首先對相鄰線進行取值方可實現(xiàn)內(nèi)插計算目標，因此有研究人員提出搜尋所需的關(guān)聯(lián)線進行直接計算，進而實現(xiàn)簡化計算的目標。

2.1 簡化原理

以瀝青各面層平均溫度計算方式小節(jié)中的公式例，式中t25、tm、te等均為已知值，T0也為已知值，因此，在實際進行計算過程中，可以搜尋tm、te兩參數(shù)的關(guān)系線，進而直接對深度溫度進行計算。選取兩個點位即可實現(xiàn)定位（tm、te）直線，在T0=Tmax以及T0=Tmin條件下，可得出2 組6 個數(shù)據(jù)，每組的數(shù)據(jù)可知分別回歸形成一條獨立的曲線，技術(shù)人員在計算過程中依據(jù)tm、te大小尋找其位置，進而找出tm、te對應的直線，隨后結(jié)合T0數(shù)據(jù)即可所需深度溫度值。

2.2 簡化過程

在對現(xiàn)行計算方式進行簡化處理過程中，研究人員假定Tmax以及Tmin分別為0℃以及120℃，隨后依據(jù)相應試驗規(guī)程開展回歸公式計算，最終得出不同深度條件下的溫度，并繪制相應關(guān)系曲線，隨后研究人員將其回歸為相應公式。

依據(jù)關(guān)系曲線中信息，當T0在0℃條件下，可得出如下公式：

其中，Y1表示在該條件下，某一深度處溫度；X表示路表到某一深度的距離。

當T0在120℃條件下，可得出如下公式：

其中，Y2與X所表示內(nèi)容與上式一致。

依據(jù)瀝青面層平均溫度信息可知，其存在（0，Y1）以及（120，Y2）兩個點位，通過對其進行線性回歸計算即可得出如下公式：

其中，ti表示T0條件下，瀝青路面在X深度處的溫度；X表示路表到某一深度的距離；T0表示瀝青路面溫度+前5d日平均溫度平均值。

3 簡化公式驗證

從實際應用角度分析，經(jīng)過簡化后的計算公式，即ti求解公式無需進行內(nèi)插計算，使用便捷性得到大幅提升[3]。為驗證其與規(guī)程中提出的原方法是否存在誤差，研究人員針對24～300mm 深度范圍內(nèi)6 條線在-10℃至120℃區(qū)間范圍內(nèi)存在的誤差進行計算，實際計算過程中采用誤差值=簡化公式計算值-規(guī)程中原公式計算值進行計算，并得出不同深度溫度誤差計算結(jié)果。

依據(jù)不同深度溫度誤差計算結(jié)果可知，在不同深度條件下，其整體溫度誤差為-0.34℃，僅在200mm以及300mm 深度條件下，T0在80℃以及60℃處出現(xiàn)誤差高于1℃的情況。而一般工程中瀝青路面厚度不會超過200mm。以某地區(qū)為例，技術(shù)人員在夏季開展瀝青路面彎沉計算過程中，所得結(jié)果中其T0罕有超過90℃的情況，即利用簡化公式進行計算后該區(qū)域瀝青路面在不同深度情況下溫度值誤差不會超過0.5℃。同時，受瀝青面層平均溫度存在的正、負誤差抵消現(xiàn)象，最終測得結(jié)果誤差會進一步縮小[4]。

4 優(yōu)化結(jié)果分析

我國現(xiàn)行的《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中所使用的貝克曼梁檢測法中，關(guān)于溫度修正方法方面，自其1995 年誕生以來已經(jīng)擁有20 余年歷史，其操作方式也從最終的查圖法轉(zhuǎn)化為2019年版的公式計算法。然而需要認識到的一點是，其在“不斷深度條件下溫度”以及“溫度修正系數(shù)”取值方面依然需要依賴于插值法，這就是的整體流程較為繁瑣，計算過程中出現(xiàn)誤差的幾率相對較高。由此，本文研究中采用一次公式代入方式對內(nèi)插法進行優(yōu)化，極大地提升了計算便捷性以及精準性。本文得出的簡化計算方式如ti求解公式所述。

5 總結(jié)

綜上所述，本文研究中對我國《規(guī)程》中使用的貝克曼梁彎沉檢測中溫度修正方法進行簡化設計，提出利用回歸公式對插值法進行簡化處理，最終得出如ti求解公式所示簡化計算方法，本文研究中對其進行實踐驗證，最終結(jié)果顯示僅在200～300mm 深度線范圍內(nèi)特點溫度條件下財稅產(chǎn)生1℃以上誤差，而我國公路公路瀝青路面厚度普遍在200mm 以下，由此，本文提出的簡化計算方法具備應用價值。