基于PFWD弯沉测试的水泥路面脱空评价实用技术

板下脱空是水泥路面的主要病害形式之一。由于脱空的隐蔽性,其判别需要借助于特殊设备,根据大量的PFWD实测弯沉数据,从统计学角度分析了水泥板各点弯沉之间的相关性,探讨路面脱空的发展演化规律。同时利用有限元软件ABAQUS对路面实体进行建模,分析在PFWD冲击荷载作用下不同脱空面积的路面弯沉响应,最终回归得到水泥混凝土路面脱空的弯沉评价指标,用于指导水泥混凝土路面脱空的快速判定。该技术手段在界阜蚌高速公路水泥路面试验段中实际运用效果良好,并推广至合六叶高速公路大顾店至叶集段水泥路面白加黑改建施工中。     

基于FWD的水泥混凝土路面板角脱空状况评定分析

针对Winkler弹性地基,建立了水泥混凝土路面的有限元分析模型,计算分析了水泥混凝土路面在FWD荷载作用下的弯沉盆及其主要影响因素.依据水泥混凝土路面弯沉盆的特征,通过选定两个弯沉值之差作为板角脱空评定指标,建立了一种新的板角脱空区域的评定方法.通过理论分析和实际应用,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于弯沉率的水泥混凝土路面板角脱空面积分析方法

采用弹性地基板模型,利用有限元方法分析了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下水泥混凝土路面板角弯沉值的变化规律。提出以弯沉率作为评价指标,得到了弯沉率与板角脱空面积的近似关系式。根据不同路面结构参数下弯沉值的变化对关系式进行修正,尝试建立水泥混凝土路面板角脱空面积的分析方法。通过工程实例分析,表明该分析方法判别水泥混凝土板角脱空面积是可行的。     

水泥混凝土路面板脱空的弯沉值影响因素分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了路面板脱空的三维有限元模型,通过与试验数据的比较,证实了该模型的合理性。在此基础上,分析了脱空尺寸、脱空高度、脱空形状以及脱空面积对脱空路面板弯沉值的影响。分析表明,脱空水泥混凝土路面板的最大弯沉值出现在板角;随着板底脱空尺寸和脱空面积的增大,路面板的最大弯沉值亦逐渐增加;脱空高度以及脱空面积相等时脱空区域形状对弯沉值的影响很小。     

水泥混凝土路面板脱空病害的评价

在旧水泥混凝土改造技术中,旧水泥混凝土板的脱空评价是该项技术的难点之一。为了合理的评价水泥混凝土路面板的脱空状况,以安徽省界阜蚌高速公路水泥路面改造工程为依托,采用手持落锤式弯沉仪检测水泥混凝土板的板角、板边和板中弯沉,采用理论计算得到弯沉值作为脱空评价标准进行水泥混凝土板的脱空评价。这种评价方法简便、可操作性强、结果可靠,值得在类似工程中推广应用。     

基于遗传算法的刚性路面脱空判定

利用有限单元法建立了可考虑接缝和地基脱空的刚性路面位移计算模型。模拟生物进化过程,利用遗传算法建立了反演路面结构层模量的方法。最终提出了判定刚性路面板角(边)脱空面积的迭代方法,利用落锤式弯沉仪(FWD)实测板中弯沉盆数据反演模量,根据反演结果计算板角(边)的理论弯沉值,对比理论与实测弯沉值确定地基脱空面积,修正地基接触状况重复上述计算过程,直至计算结果收敛。     

基于单点弯沉值的水泥路面脱空判定影响因素分析

针对单点弯沉值判定水泥路面板底脱空中存在的问题,采用ABAQUS有限元软件建立了典型路面结构不同脱空深度和不同脱空尺寸三维模型,分别在考虑温度场和不考虑温度场两种情况下施加5t荷载,模拟分析了不同脱空深度、尺寸和环境温度对单点弯沉值进行脱空判定的影响程度,并进行了现场试验验证,总结了单点弯沉值脱空检测的适用范围,用来指导水泥混凝土路面的板底脱空检测。     

机场道面脱空范围定量分析模型研究

为定量评价机场水泥混凝土道面板板下脱空程度,结合机场水泥混凝土道面结构及弯沉测试的实际,通过采用有限元方法分析了板底脱空范围随板边/板中及板角/板中弯沉比、接缝弯沉比传递系数、地基板相对刚度半径的变化规律,得到水泥混凝土道面板底脱空范围的定量分析模型,在此基础上提出基于现有机场道面弯沉测试的板底脱空范围定量评估方法及流程.分析表明弯沉比不仅与板底脱空尺寸有关,还受到接缝传荷能力、地基板相对刚度半径的影响,不能仅通过弯沉比一个参数判断板底脱空.     

水泥混凝土路面脱空评定系统

水泥混凝土路面板下脱空评定是水泥凝土路面结构状况评价的重要组成部分。在大量分析缝边、板角实测荷载－弯沉曲线特征的基础上，本文提出了以传荷状态临界荷载及其对应弯沉为评定指标的脱空评定方法，编制了适合工程实际应用的接脱空评定系统软件。     

机场水泥混凝土道面实测弯沉值的温度影响分析

为探究机场道面温度状况对实测弯沉值影响的规律,现场测试获得了机场水泥混凝土道面在不同温度下的动态弯沉值。对板中、板边、板角实测动态弯沉值与温度的关系进行了探究,分析了落锤式弯沉仪(FWD)在受温度影响发生变形的道面板上不同放置位置对实测弯沉值的影响,同时研究了机场水泥混凝土道面板的脱空判定与温度的关系。研究结果表明:随着温度升高,板中弯沉值逐渐增大,板边、板角弯沉值逐渐减小,板中、板边、板角弯沉值受温度影响程度逐渐增加;FWD测量位置与所处道面板变形情况不合理将导致弯沉值失真;测试道面板中、板边弯沉可通过线性回归进行温度修正,板角弯沉可通过二项回归进行温度修正,基于道面板温度梯度的弯沉温度修正关系相关性和应用性更好;脱空判定值受温度影响较大,不同时间不同温度情况将出现相悖的判定结果,进行脱空判定时,有必要对脱空判定值进行温度修正。     

海绵城市透水水泥混凝土路面结构力学响应分析

为了分析海绵城市透水水泥混凝土路面结构力学响应，运用有限元软件ANSYS建立三维有限元路面模型，计算在车辆荷载作用下各结构层力学指标的变化规律。结果表明:在设有透水沥青混合料功能层的透水水泥混凝土路面中，功能层对多孔混凝土层层底拉应力折减作用比较小；表层排水型透水水泥混凝土路面中水泥混凝土层厚度是影响路面结构力学响应的最主要因素；基层储排水型透水水泥混凝土路面多孔混凝土基层厚度是影响路面结构力学响应的最主要因素；全透型透水水泥混凝土宜采用低模量高厚度设计，用于低承载道路。采用均匀设计法，通过回归分析得到透     

北京地区水泥混凝土路面温度场研究及气象要素分析

水泥混凝土路面承受着各种环境因素的综合作用,这种作用的结果直接体现为路面温度场的复杂分布.通过实测1年的气象要素数据及水泥混凝土路面板温度场数据,分析了北京地区气温和太阳辐射的变化规律,最终得到30 cm水泥混凝土板的温度场和温度梯度规律.     

水泥混凝土路面设计风险预警系统的研究

从工程项目风险管理的角度出发,结合水泥混凝土路面可靠度设计的理论和方法,系统地分析了水泥混凝土路面设计中存在的不确定性因素,建立了水泥混凝土路面设计风险指标体系,确定了水泥混凝土路面设计风险预警指标及其阀值和相应的风险预警信号。应用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟的理论和方法,建立了水泥混凝土路面设计风险预警模型,从而增强了抵抗水泥混凝土路面设计风险的能力。     

超细水泥用于水泥混凝土路面裂缝处理的研究

水泥混凝土路面在使用过程中常出现由路面板脱空引起的开裂。本文通过分析水泥混凝土路面板由脱空引起的混凝土裂缝的原因,采取灌浆技术来解决此类病害,并阐述了灌浆加固机理。室内试验结果表明,超细水泥的各项性能较普通水泥优越,能渗入细微裂缝,是优良的灌浆材料。将超细水泥应用到实际工程中,对灌浆实施步骤进行了较详细的介绍与分析,且最后测试结果比较理想。     

太阳辐射对青藏高原不同路面类型表面热状况及其下伏多年冻土的影响

分析了青藏高原地区太阳辐射的特点,实测了不同路面类型获得的太阳总辐射和净辐射,计算了路表有效辐射,最终得出水泥混凝土路面和沥青路面的太阳辐射反射系数。利用实际断面地温监测数据分析了太阳辐射对于不同路面类型及其下伏多年冻土的影响,最后由太阳总辐射及大气温度反演了路表温度,并进行了验证,从而得出了一个计算路面表面温度的参数化方法。研究指出,青藏高原地区的总辐射及净辐射均很高,对冻土的稳定不利。路面太阳辐射的反射系数与太阳辐射强度及测试的位置无关,但与路面颜色的深浅关系密切;水泥混凝土路面的反射系数大约在0.48左右,沥青路面的反射系数大约在0.20左右;在相同太阳辐射强度下,沥青路面吸收的太阳辐射能量更多,其下伏的冻土也更容易受到热扰动而退化。     

光线强弱对数字图像计算构造深度的影响研究

选取普通水泥混凝土路面、普通拉毛水泥混凝土路面、大孔隙改性水泥混凝土路面三种路面结构类型，分别在晴天和阴天两种光线条件下拍摄数字图像照片，运用MATLAB数字图像技术将路面表面图像像素值量化，通过最小二乘法原理和Tablecurve 3D软件建立曲面拟合模型，提出基于数字图像处理技术的路面表面构造深度计算方法，并分析光线强弱对数字图像构造深度的影响。结果表明:路面表面数字图像构造深度计算方法具有便捷、快速、客观等优点；光线强弱对运用数字图像技术分析路面表面构造深度的影响可以忽略；三种路面结构类型相比，大孔隙改性水泥混凝土路面数字图像表面构造深度最大，具有良好的抗滑性能和排水功能。     

多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析

运用abaqus有限元分析方法,对不同冻土断面类型,不同路堤高度的水泥混凝土路面路基温度场进行了数值模拟,计算结果与观测结果比较后证实有限元模型参数的选取和计算方法是正确可靠的。通过分析可以得出以下结论:在相同冻土断面地区,水泥路面基底融深较沥青路面下基底融深浅,体现了较好的热稳定性;不管何种冻土断面及路面类型,随着所处环境气温的升高,路面基底年最大融深均有所增加,沥青路面基底融深对中低温冻土地区气温升高的响应迅速,水泥路面基底融深对高温冻土地区气温的升高响应迅速;对于中低温多年冻土段水泥路面的大致路堤临界高度为1.2 m,对于高温不稳定多年冻土段,路堤临界高度在1.6 m左右,对于高温极不稳定多年冻土段,路堤临界高度在2.1 m左右。     

不同面层组合形式下灌入式复合路面力学特性研究

针对灌入式复合路面结构设计中所需的路面应力和变形等情况,研究结合弹性层状理论体系,采用ABAQUS软件建立了不同面层组合形式下灌入式复合路面的力学仿真模型,包括:上中面层同为改性沥青混凝土或者水泥砂浆灌入式混凝土、上面层改性沥青混凝土+中面层水泥砂浆灌入式混凝土、上面层水泥砂浆灌入式混凝土+中面层改性沥青混凝土等,仿真计算出不同结构类型路面的层底应力、应变和路表弯沉等力学指标.结果显示,与普通路面结构相比,当水泥砂浆灌入层同时作表面层和中面层时,其层底拉应力和路表弯沉分别减少25.7%和50.9%;水泥砂浆灌入层作中面层时,相关力学性能也优于普通路面结构;水泥砂浆灌入层作表面层时,最大拉应力的影响范围要大于普通路面结构.研究结果表明,表面层和中面层均采用水泥砂浆灌入层的结构力学性能最优,为最佳的设计方案;中面层采用水泥砂浆灌入层的结构次之,不推荐采用水泥砂浆灌入层单独作表面层的结构方案.      

旧水泥混凝土路面FWD实测数据的分析

基于某国道的FWD实测数据,分析FWD参数与旧水泥混凝土路面状况(现场调查实录及测试数据)间的某些相关性,探索旧水泥混凝土板的接缝传荷能力、弯曲刚度、综合承载能力等定性或定量的判别方法,提出利用FWD加载中心弯沉值总水平评价旧水泥混凝土路面综合承载能力的设想。     

拓宽旧水泥混凝土路面板纵向断裂成因机理分析

基于301国道阿城(刘秀屯)至亚布力段和同三公路哈尔滨至方正段的多处水泥混凝土路面板纵向断裂试验研究,分析了拓宽旧路面各结构层,如垫层对基层及基层对板体不均匀支承的分布规律和成因特征,并据此建立模型,应用有限元方法对不同车辆荷载作用下板体内最大弯拉应力进行求解。计算结果表明,水泥混凝土路面板下基层的近条带状不均匀支承是造成水泥混凝土路面板纵向断裂的重要原因。