基于FWD的沥青路面弯沉及反算模量的温度修正

利用落锤式弯沉仪(FWD)在中原地区沥青路面的实测弯沉盆,采用系统识别方法对沥青路面结构层模量进行反算,进而分析沥青路面弯沉及反算模量与沥青温度之间的关系,并建立了相应的温度修正公式。     

沥青路面FWD弯沉值温度修正理论研究

FWD(落锤式弯沉仪)在道路工程运用越来越广泛,其弯沉值的温度修正成为制约FWD运用的关键问题。由于沥青层材料和层位的原因,温度影响弯沉的实质是影响沥青层的模量。文章通过理论计算发现沥青层模量和路表弯沉呈双对数关系(1gD=a·1gE1+b),然而不同模量和厚度结构组合,系数数值不同。文章将分析系数与弯沉温度修正的关系,从不同沥青路面结构组合入手,计算发现不同模量、不同厚度组合对FWD弯沉值温度修正的影响,并分析产生这些影响的原因,有利于指导采集的FWD弯沉温度修正数据的统计分析。     

基于弯沉等效原理的沥青路面结构承载力评价研究

为了准确评价沥青路面的结构承载力,利用弯沉等效原理,将室内动态模量初始值转化为结构层的当量模量标准值;根据动态模量与劲度模量的相似变化规律,确定不同交通荷载等级、不同材料类型的模量衰减阈值;依托试验路中5种结构形式沥青路面的实测弯沉盆,反算得到路面结构层衰减值;将衰减值与标准值的比值与阈值比较,评价沥青路面结构承载力的强弱,评价结果与试验路的实际路用性能一致。     

带裂缝CTB沥青路面路表动态弯沉盆分布特征

为解决沥青路面模量参数反演时有效FWD弯沉盆测试数据甄别问题,采用三维动力有限元数值分析方法,探讨了半刚性基层沥青路面存在不同形式裂缝时路表动态弯沉盆的分布特征,提出了有效弯沉盆测试数据的筛选指标和标准,并结合依托工程进行了验证分析。研究结果表明:0.2 mm的裂缝宽度是决定半刚性基层沥青路面裂缝面之间是否存在接触行为的临界值;裂缝破损条件下,半刚性基层沥青路面路表动态弯沉盆分布规律与完好路面结构存在着显著的差异;直接路表弯沉及表面模量指标合理可靠,可以针对实测弯沉盆测试数据有效地进行筛选。研究成果为基于FWD测试技术正确实施半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,提供了前期技术依据与保障。     

沥青路面反算模量的温度修正

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测的弯沉盆，采用同伦方法反算沥青路面结构层的模量，分析沥青面层反算模量与温度的统计关系，并建立反算模量的温度修正公式。     

基于FWD弯沉盆和大数据分析的沥青路面模量反演方法的合理性分析

沥青路面模量反演是评价沥青路面结构承载能力及路面材料衰变的重要方法。提出了基于FWD弯沉盆和大数据分析的模量反演方法并开发了相应的反演软件,结合交通部足尺环道沥青路面的实测弯沉盆数据来反演四层路面结构的模量,并从测试温度差异、测试荷载差异及测试设备差异等方面,对反演结果的规律和规律的合理性进行了分析。结果表明,反演结果合理,符合路面经验模量的取值范围,反演结果的变化规律与材料特性及工程实际经验符合。反演方法兼具反演精度高和反演速度快等特点。     

基于FWD弯沉参数的沥青路面结构承载力评价方法

基于FWD弯沉参数可直接反映路面结构层不同响应的特点,利用弹性半空间理论中的布辛尼斯克公式,建立了结构层模量近似计算模型.进而应用FWD实测弯沉盆数据,对石安高速公路有关路段的结构应变状况及其承载力做出了评价,评定结果基本符合路况,满足工程精度要求.     

基于FWD路表动态弯沉盆参数的路基模量评价研究

为客观地反映既有路基的承载能力状况,基于结构动力学基本理论,建立了沥青路面结构的动力有限元数值分析模型,分析了路基模量参数与路表动态弯沉盆参数指标的相关关系,据此构建了路基模量参数的预测分析模型,并探讨了层问非连续接触、路面横向开裂及刚性层深度等因素条件对路基模量预测结果的影响.结果表明:路表动态弯沉盆参数指标与路基模量之间具有良好的相关性,路基模量可由直接弯沉参数指标d9、形状参数指标F8以及结构层厚度联合确定;路面开裂及层间非连续接触行为对路基模量参数的预测结果没有影响;当路基内刚性层深度小于6 m时,路基模量预测分析结果明显偏大.研究结果为进一步推广FWD测试设备在路基结构性能评定中的广泛应用提供了技术保障.     

沥青层模量反算修正系数范围的探讨

动态模量是表征路面动态特性的一个基本参数,由弯沉盆数据反算来确定路面各结构层的动态模量是较为简便的方法.通过SIDMOD模量反算软件对山东省5种结构试验路各结构层的模量进行了反算,并将沥青层的反算模量与室内试验所测得的动态模量进行了对比,通过对比得出了4.4℃、21.1℃、40℃下此试验路段沥青层的模量修正系数K,为反算模量与室内的测试动态模量的比例系数的确定提供了依据.     

沥青路面结构弯沉的直槽试验验证

根据室内直槽修筑的4段典型的半刚性基层沥青路面结构，对路面结构的弯沉进行测定，并通过分析计算，对弯沉的实测值和理论值进行对比分析，验证了交通部“八五”科技项目“沥青路面设计指标与参数的研究”推荐的路面材料设计参数与弯沉综合修正系数等的合理性。     

基于FWD弯沉参数的沥青路面结构承载力评价方法

基于FWD弯沉参数可直接反映路面结构层不同响应的特点，利用弹性半空间理论中的布辛尼斯克公式，建立了结构层模量近似计算模型。进而应用FWD实测弯沉盆数据，对石安高速公路有关路段的结构应变状况及其承载力做出了评价，评定结果基本符合路况，满足工程精度要求。     

沥青路面半刚性基层开裂的弯沉特性及判别

针对沥青路面半刚性基层是否出现开裂的问题,建立了路面结构的三维力学模型,采用有限元方法,分析了半刚性基层和沥青路面均出现开裂、半刚性基层未开裂但沥青路面开裂的弯沉和弯沉盆变化特性,比较了半刚性基层和沥青路面均出现开裂时与半刚性基层未开裂但沥青路面开裂时路面弯沉盆的差异,结果表明,沥青路面面层和基层均出现开裂,路面裂缝传荷效率LTE最小和弯沉盆最大斜率km最大。因此,此两参数可用于判别沥青路面半刚性基层是否开裂。     

柔性路面结构的弯沉盆和路面层体模量的反算

本文介绍一些关于路表弯沉盆和路面层体模量反算的基本知识。     

基于弯沉的沥青路面结构模量反算方法

对现有的5类由实测弯沉反演沥青路面结构模量的方法进行了综合阐述,并对沥青路面结构模量反演技术的发展方向进行了预测。     

贝克曼梁弯沉测定法的偏差及修正

引入一个弯沉盆修正系数来考虑贝克曼梁支点和百分表支架处坚向位移对测点湾沉的影响，分析了双层路面结构的弯沉盆修正系数变化规律，建立了弯沉盆修正系数与路面结构整体刚度之间的回归关系。     

沥青路面结构弯沉的直槽试验验证

根据室内直槽修筑的4段典型的半刚性基层沥青路面结构，对路面结构的弯沉进行测定，并通过分析计算，对弯沉的实测值和理论值进行对比分析，验证了交通部“八五”科技项目“沥青路面设计指标与参数的研究”推荐的路面材料设计参数与弯沉综合修正系数等的合理性。     

基于半刚性路面弯沉盆特征点的FWD传感器布置研究

FWD测定弯沉盆可用于评价路面结构承载力,反算路面结构参数,而传感器均匀布置,可能会影响参数反算的效果。选取我国半刚性路面代表性结构参数,建立路面弯沉盆数据库。运用统计方法分析弯沉盆各点与路面参数的相关性。结果表明,传感器由密到疏布置能够得到最佳的结果。     

刚性路面弯沉盆平均距离反演方法及综合分析

为了解决传统的刚性路面弯沉盆面积指数法在结构参数反演过程中没有充分利用各个测点的弯沉信息,反演结果存在多解性以及误差较大的局限性,提出一种刚性路面弯沉盆平均距离反演方法。在系统建模和分析传统弯沉盆面积指数法的基础上,从综合利用各个测点弯沉值信息的角度,构建了弯沉盆平均距离指标,计算相对刚度半径,并以实测弯沉盆误差最小为准则,计算板下地基反应模量,从理论上解决结构参数反演的多解性。在典型的刚性道面结构形式下,对比分析弯沉盆平均距离法、传统的弯沉盆面积指数法、弯沉盆面积指数改进法的灵敏度、鲁棒性和计算效率。数值分析结果表明：弯沉盆平均距离法对各测点弯沉值的敏感性相当,当误差小于5%时,反演结果与真值相差小于12%;弯沉盆平均距离法对各个测点的测量误差具有更强的鲁棒性,比传统的弯沉盆面积指数法和弯沉盆面积指数改进法分别提高42.5%和33.5%;弯沉盆平均距离法和传统的弯沉盆面积指数法的计算效率相当,均为弯沉盆面积指数改进法的7倍。基于4C和4D机场道面的FWD实测数据的反演分析,弯沉盆面积指数改进法的反演结果能减少与实测弯沉盆的拟合误差,提高刚性路面结构参数反演的合理性。     

基于FWD弯沉盆参数的沥青路面土基模量评价方法研究

采用动力有限元方法模拟沥青路面在FWD作用下弯沉盆响应,分析土基模量与弯沉盆几何指标之间的关系以及路面开裂、层间滑移和刚性层深度等变量对弯沉盆的影响.计算结果表明:土基模量可由曲率指标CI_7和形状指标F_8确定;开裂和层间滑移对CI_7-F_8关系曲线没有影响;当刚性层深度小于7 m时,刚性层深度将对CI_7-F_8关系曲线产生影响.最后通过实体工程对评价方法进行了验证.     

沥青路面弯沉的温度修正研究

为了更好地分析沥青路面动态弯沉随行车荷载的演化规律,通过FWD现场实测动态弯沉和不同类型的温度采集,采用变量分离的方法开展弯沉温度的修正研究。首先选取指数函数、Boltzmann和DoseResp函数模型分别与6种温度指标拟合,寻找出最能反映路面动态弯沉变化的温度类型,在此基础上建立了3种温度修正模型,从修正效果对比发现,基于DoseResp函数的类S形曲线温度修正模型的相关系数达到了0.92以上,可靠度高,形式简洁,修正效果良好,符合路面动态弯沉演变规律。