麦粒软件Mroad被新一代耐久性沥青路面设计标准推荐为指定设计软件

2023-07-18

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近日,由中国工程建设标准化协会发布了我国新一代《耐久性沥青路面设计标准》(T/CECS G: D50-01-2023)。本标准分为 6 个章节和 8 个附录,分别为:1 总则,2 术语和符号,3 设计标准,4 结构组合设计,5 材料性质要求和设计参数,6 路面结构设计,附录 A 路面材料模量参数试验方法,附录 B 路面材料强度参数试验方法,附录 C 路面材料疲劳参数试验方法,附录 D 路基回弹模量标准试验方法,附录 E 路基回弹模量取值表,附录 F 刚度过渡层设计表及诺模图,附录 G 粒料类材料回弹模量试验方法,附录 H 路面结构验算方法及算例。

该标准吸收了我国道路工程领域科研工作者近10年来的最新研究成果,并广泛调研了我国公路建设行业的路面使用性能长期观测数据。新标准对沥青路面设计理论和设计方法的改进主要体现在以下三个方面。

1、采用路面结构寿命逐层递增的设计理念。考虑了路面各结构层服役功能差异性及其事实上不同的服役寿命预期,采用耐久性面层,长寿命基层和永久性路基的设计理念。在允许中、上面层15年期修复性养护一次的条件下,保证整体路面结构服役寿命达到30年。

2、考虑了路面材料的“双模量”非线性特性。沥青混合料、水泥稳定碎石等路面材料因其多组分、多尺度夹杂的特点,在不同应力状态下,表达为不同的刚度特性,即弹性模量的拉、压应力状态差异性。新标准中,考虑了路面材料的这种非线性特性,建议采用“双模量”本构模型来表征材料的拉、压刚度不对称性。对路面结构力学指标计算,推荐采用双圆垂直均布荷载作用下的双模量非线性弹性半空间层状体系理论。

3、主要基于第四强度理论失效准则进行强度设计。考虑了路面材料及结构在三维应力状态下的失效特性,采用第四强度理论等效应力作为控制沥青面层和半刚性基层失效的设计指标。由此,预测路面材料和结构的失效,不再由单一因素力学指标决定,而是由三维应力状态的多应力因素决定。

在新标准制定过程中,麦粒软件参与了路面力学理论计算方法的研究工作。其Mroad软件产品(mroad.mailisoft.com),成为新标准推荐使用的路面结构设计与验算软件。Mroad采用“双圆荷载作用下的双模量非线性弹性层状半空间体系”理论假设,建立了依据空间任意点位实际应力状态的修正弹性“双模量”本构模型,运用三维无网格法和无限元进行耦合数值计算,能够获得更符合材料非线性和各向异性特征的路面力学计算结果。

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