地震波法检测水泥混凝土路面板脱空影响因素研究

为了研究地震波法检测水泥混凝土路面板脱空动力响应影响因素，基于水泥混凝土路面板角隅脱空试验，采用室内地震波法检测缩尺试件的试验方法，得出水泥混凝土路面角隅脱空路面板在含水和不含水不同振动参数状态下应变值的变化情况，分别对比不同角隅脱空面积的试验数据和不同锤击高度的试验数据，发现随着水泥混凝土路面板角隅脱空面积的增大，脱空区域的应变值也会随之增大；对于不同锤击高度的试验数据分析发现随着锤击高度的增大，对应脱空区域的应变值也会增大。另外，针对含水状态的分析，发现含水状态下脱空区域的应变值明显大于不含水状态下的应变值。     

声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空试验与数值仿真分析

为了研究声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空动力响应,针对水泥混凝土路面板纵缝脱空,采用室内缩尺试验和数值仿真结合的方法,通过传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和振动加速度。同时,结合试验情况建立水泥混凝土路面板纵缝脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行了对比。结果表明:随着水泥混凝土路面板纵缝脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率逐渐降低,振动时间逐渐延长,板的振动加速度和应变逐渐增大,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响;纵缝脱空水泥混凝土路面板的最大振动加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;纵缝脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者可以互相验证。     

水泥混凝土路面嵌缝料复数剪切模量测试条件

进行了水泥混凝土路面嵌缝料剪切受力状态的理论分析和室内模拟试验,在此基础上,确定了嵌缝料剪切试验中的剪切应变和剪切频率等测试条件。理论分析结果表明:考虑板底脱空状态,嵌缝料在水泥混凝土路面中剪切应变为0.002~0.01;车轮荷载对混凝土板的振动频率小于混凝土板的固有频率,不会发生共振现象,嵌缝料的剪切频率由车轮荷载对混凝土板的振动频率决定,剪切频率范围为10~40 Hz。室内模拟试验结果表明:在5℃下,嵌缝料线性粘弹性应变为0.005,实验室可实现的应变为0.004。综合两者,确定水泥混凝土路面嵌缝料复数剪切模量的测试条件为:剪切应变0.004,剪切频率2~50 Hz。     

基于ANSYS的水泥路面板底脱空力学模拟分析

针对板底脱空极易导致水泥混凝土路面板的断裂和破碎,并严重影响水泥混凝土路面板使用性能和疲劳寿命的情况,以烟台-威海高速路试验段为依托工程,将水泥路面板和板底脱空部分作为统一的力学分析体系,采用三维有限元软件对存在板底脱空的水泥路面结构进行了模拟,并对温度和轴载耦合作用下路面板的等效应力、最大剪应力及弯沉进行了计算,分析了不同降温幅度对路面板力学状态的影响,研究了存在板底脱空的水泥路面板的力学特性和弯沉变化规律。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性,本文的研究对路面雷达技术应用于水泥混凝土路面脱空病害检测实施具有重要的理论参考意义。     

曲率模态法在水泥混凝土路面板脱空检测中的应用

以水泥混凝土路面板为研究对象，应用有限元软件MSC．PATRAN将其模拟为四边简支矩形板模型，并对其进行实体单元划分，模拟了不同板下支撑方式（边界条件）下实际路面中发生较频繁的各类脱空状况，进行有限元分析，在实验室制作相对应的各类脱空模型板，采用多点激励单点采集方式进行模态试验，由定量化激振器进行激励，加速度传感器采集在同等激励下的响应。通过对有限元分析及室内试验结果分析可知：应用曲率模态方法可以对水泥混凝土路面板脱空边界进行识别，确定脱空范围，但要实现精确识别区域需要加密测点，在实际应用中有待进一步优化。     

热沥青注浆修复旧水泥混凝土路面脱空的效果评价

通过室内试验、数值模拟、现场试验相结合的方法,对热沥青注浆修复旧水泥混凝土路面脱空效果进行了全面的评价。结果表明,热沥青注浆修复技术能有效消除旧水泥混凝土路面脱空,改善脱空处应力状态,明显降低路面开裂的概率,较水泥基注浆是一种更好的旧水泥混凝土路面脱空修复技术。     

水泥混凝土路面板下脱空的路面雷达电磁波模拟

文章建立了路面雷达电磁波在水泥混凝土路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并针对空气耦合式天线雷达进行了水泥混凝土路面板下存在脱空病害的路面雷达电磁波模拟。文章进一步分析了水泥混凝土板下脱空出现水充空洞及气充空洞两种情况的路面雷达回波特性。     

水泥混凝土路面板角脱空受力特性分析

为研究水泥混凝土路面板角脱空区受力特性,应用ANSYS-CFX建立流固耦合模型,对水泥混凝土路面在车辆荷载-动水压力耦合作用下板角脱空区所受应力进行了分析。研究结果表明:在相同行车荷载作用下,相比于无水状态的脱空区,有动水压力作用下的板角脱空区裂纹尖端等效应力和最大主应力提高了约30%,而脱空区路面板板顶和板底的应力有着不同程度的减小,且板顶的主拉应力大于尖端的主压应力。考虑有水状态下材料的刚度折减时,脱空区裂纹尖端和路面板所受应力不同程度增大。     

脱空耦合下水泥混凝土路面疲劳寿命影响因素分析

基于ANSYS建立板底脱空的水泥混凝土路面力学模型,计算其在不同因素影响下的最大弯拉应力,分析其应力变化规律。然后,再利用公式计算板底脱空水泥混凝土路面不同因素下的疲劳寿命,分析其变化趋势,为水泥混凝土路面板设计及后期维护提出依据。最后,再结合疲劳寿命计算结果,利用层次分析法确定板底脱空状态下影响其疲劳寿命的各个主影响因素所占权重。结果表明:脱空半径对其影响最大,权重占0.483,且脱空半径达到400mm时,随着其他各因素的不利发展,疲劳寿命趋于稳定;温度梯度影响下,各脱空半径影响下的弯拉应力变化规律整体一致;面层模量对疲劳寿命影响相对较小,仅占0.114;面层厚度为300mm时,水泥混凝土路面性价比较高。     

基于路面雷达的水泥路面脱空检测正演模拟与试验分析

针对路面雷达在路面结构层缺陷检测中对判定人员的经验要求高、不同的脱空类型难以区分的问题,采用电磁波时域有限差分法对水泥混凝土路面板底脱空进行正演模拟,分析板底存在不同尺寸气充空洞和水充空洞时的图像差异。通过现场的脱空模拟试验,验证了理论分析结果,提出了路面雷达在水泥路面检测过程中的测试要求。     

基于ANSYS的水泥路面弯沉影响因素有限元分析

水泥混凝土路面板的几何尺寸、板底脱空程度等因素的不同,会造成水泥混凝土路面弯沉的不同.该文利用Ansys有限元分析软件,分析了板块几何尺寸、厚度、脱空程度、传力杆结合状态等因素对板角弯沉的影响,从而为如何正确判断脱空提供理论参考依据.     

重载及脱空耦合状态下混凝土路面疲劳寿命分析

重载及板底脱空是引起水泥混凝土路面早期破坏最主要的2个因素,采用三维有限元方法对水泥混凝土路面在重载及板底脱空耦合状态下的应力及疲劳寿命进行了分析,结果表明,在温度、重载及脱空等几种不利因素的共同影响下,路面板受力状况急剧恶化,路面的使用寿命大大缩短,有时甚至可能产生极限破坏.     

重载及脱空耦合状态下混凝土路面疲劳寿命分析

重载及板底脱空是引起水泥混凝土路面早期破坏最主要的2个因素,采用三维有限元方法对水泥混凝土路面在重载及板底脱空耦合状态下的应力及疲劳寿命进行了分析,结果表明,在温度、重载及脱空等几种不利因素的共同影响下,路面板受力状况急剧恶化,路面的使用寿命大大缩短,有时甚至可能产生极限破坏.     

水泥混凝土路面板下脱空对使用寿命的影响分析

通过对多处水泥混凝土路面板下脱空形态的试验研究,获得脱空区的形态分布规律,并据此对不同车辆荷载作用下板体内应力变化进行解析求解和使用寿命计算。结果表明,水泥混凝土路面板下脱空、超载车辆和重载车辆是造成水泥混凝土路面板早期断裂的重要因素。     

基于声压的水泥混凝土路面板底脱空连续识别方法研究

鉴于南方多雨地区,细颗粒半刚性基层上的水泥混凝土路面板底脱空问题非常严重,极易导致路面板发生断裂和错台等病害,并且考虑到路面脱空缺乏适用于项目级检测的方法和手段的实际情况,该文基于水泥混凝土路面敲击振动的声压变化,开发了适用于项目级检测的板底脱空连续识别方法,同时提出可以利用有限元法确定路面结构在不同脱空形态下的声压值。经实际工程检测验证,认为该方法检测效率高、操作简单和费用低廉,可以用于水泥混凝土路面项目级检测,并为路面项目级养护和维修提供有效依据。     

水泥混凝土路面脱空状况受力分析

对地基脱空状况下水泥混凝土路面板的应力、应变及挠度等受力状态进行力学分析，推导出了矩形脱空状况下水泥混凝土路面板的应力、应变及挠度的计算公式，并通过算例验证了本文所提的力学分析方法的正确性及适用性。     

水泥混凝土路面板底脱空修补技术

目前我国及世界各国普遍采用板下封堵技术对水泥混凝土路面板底脱空进行加固治理。本文系统地分析了水泥混凝土路面板底脱空的成因,提出了一套有效的评定方法以及脱空封堵工艺。     

基于频率参数变化的混凝土路面脱空识别研究

阐述了瞬态冲击响应法用于混凝土面板脱空检测的理论基础和原理,建立了不同脱空状态下的混凝土面板的有限元模型并进行了理论模态分析,依据有限元分析结果,制作了3块设置不同脱空区的混凝土面板,对板施加瞬态冲击力,测得板的振动频率信号,并根据板上测点频率参数的变化将脱空板和无脱空板区分开来。研究结果表明:模型板试验结果和理论分析一致,文中采用的理论和试验方法可有效应用于混凝土路面板的脱空检测。     

冲击荷载作用下有隔离层的水泥混凝土路面板动态响应模拟试验研究

选择土工布、橡胶板作为水泥混凝土路面隔离层,通过室内模拟水泥混凝土路面冲击振动试验,借助微地震测试系统,测定了室内不同隔离层混凝土面板与基层板振动特性,初步获得了冲击荷载作用下隔离层对水泥混凝土面板与基层板的振动响应影响规律。振动响应试验结果表明,无隔离层时面层板振动速度峰值最大,其次是一层土工布,橡胶板作隔离层时面层板振动速度峰值最小;无隔离层面层板振动位移峰值最大,其次是两层土工布,橡胶板振动位移峰值最小。基层板在冲击荷载作用下,由于面层和隔离层的阻尼作用,基层振动速度峰值和位移峰值大幅度减小。4种工况下,无隔离层时基层板振动速度峰值和振动位移峰值均最大;按照振动速度峰值和振动位移峰值从大到小排序均为无隔离层、橡胶板、一层土工布、两层土工布。这些研究所获得的不同隔离层水泥混凝土路面板振动特性规律与方法,可为进一步研究隔离层水泥混凝土路面动力响应提供方法与理论参考。