水泥混凝土路面板底脱空成因分析及处治技术

通过分析水泥混凝土路面板底脱空的破坏形态,得出了水泥混凝土路面产生板底脱空的深层次原因,同时,基于力学计算和疲劳寿命预估,研究了面板厚度和脱空尺寸对脱空板体临界截面弯拉应力和使用寿命的影响.在此基础上,提出了适用于水泥混凝土路面板底脱空处治的技术措施及施工质量控制标准,以有效处治水泥混凝土面板脱空问题,延长混凝土路面使...     

水泥混凝土面板脱空的有限元模型分析研究

水泥混凝土路面在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,板下基础将产生塑性变形累积而导致面层脱空,地面水沿着接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在车轮荷载作用下变成压力水而形成唧泥,导致水泥混凝土面板局部脱空而产生附加应力,在行车荷载作用下,面层应力将会剧增,从而导致水泥混凝土面板的断裂.通过数值分析对路面板角脱空形成机理以及在行车荷载与脱空耦合导致面层板的断裂机理进行分析,同时讨论了路面厚度、路基土和基层模量变化对路面结构的应力状态的影响.     

基于FWD的水泥混凝土路面脱空与传荷作用机理动力有限元分析

采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

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。     

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。     

水泥混凝土路面基层刚度对路面受力影响分析

现行水泥混凝土路面设计施工规范对基层刚度过大问题考虑不足,该文采用有限元软件对基层刚度过大时路面受力的特点进行了计算分析,结果表明:刚度较高时路面与基层层间更易于向分离状况发展,分离后翘曲脱空量也更大,不利于路面受力。通过增加面板厚度减小基层相对刚度,可有效减小层间应力水平以及翘曲脱空程度。     

基于ABAQUS板底脱空处治前后水泥板力学行为分析

为了分析水泥混凝土路面板底脱空在压浆处治后的力学行为,建立了ABAQUS三维有限元模型,对比分析了基于脱空及处治半径,脱空及处治深度,基层及压浆模量在压浆处治前后水泥面板弯拉应力和挠度的变化。结果表明:处治半径在[400,600]mm时对路面结构影响较大。加入压浆材料后,与处治前相比,挠度减幅超过55%。脱空深度为[5,10]mm时进行处治效果较好,且不同的脱空深度宜选用不同的压浆材料。当处治厚度较小时,处治厚度对水泥面板影响较大,但当处治半径较小时,则处治半径对水泥面板影响占据主导地位。压浆模量在[100,500]MPa范围内对水泥面板的弯拉应力和挠度影响大,但压浆模量不宜与基层模量相差过大,模量差控制在1 000 MPa以内是合适的。     

混凝土路面板下脱空识别的瞬态冲击响应法研究

在总结当前混凝土路面板脱空检测方法的基础上,提出了用于脱空识别的瞬态冲击响应法。通过脱空路面板的模型试验具体阐述了该方法在脱空识别中的使用,结合测点振幅的三次样条拟合曲线提出了脱空边界的"零斜率"判别法。试验结果表明实际的脱空边界是一个模糊的区域,而采用"零斜率"判别法得到的脱空区域略偏于保守。最后通过在实际混凝土路面上进行的测试验证了瞬态冲击响应法的可行性。该方法同时也为今后的细化研究和相关测试仪器的开发打下了基础。     

水泥混凝土路面与基层接触状况的研究

水泥混凝土路面与基层接触状况不仅影响路面接颖缝间距和接缝宽度，同时也影响混凝土路面早期开发该文从混凝土路面与基妆触界面破坏试验着手，分析基地面板的约束状况，为水泥混凝土路面设计提供参考。     

基于傅立叶变换和奇异值分解的路面脱空判定

声振法检测水泥混凝土路面脱空所采集的是声振信号,可用频谱图分析,采用奇异值分解可有效地提取特征矢量,并将特征矢量送入神经网络进行模式识别。分析结果表明,能在车辆噪声干扰下有效地识别水泥混凝土路面板下地基的脱空情况,为检测路面板下地基脱空的方法提供了理论依据。     

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。     

水泥混凝土路面板底脱空判别物元分析方法

针对目前水泥路面板底脱空判别存在的问题,提出了一种基于FWD测试的水泥路面脱空判别物元分析方法,即以水泥路面脱空状况、评价指标及其特征值构造物元模型,并根据计算出的综合关联度实现对各水泥路面板底脱空状况的多指标综合判定.工程应用实例表明,该模型能够更加客观、准确地反映水泥路面板底脱空状况,具有一定的推广应用价值,为水泥...     

贫混凝土基层水泥混凝土路面结构使用性能对比

路面结构组合设计不合理是造成贫混凝土基层水泥混凝土路面早期破坏的主要原因.笔者根据南宁地区两段不同路面结构形式的贫混凝土基层水泥混凝土路面病害状况调查,对比分析了其各自结构特点和使用性能之间的差异,指出造成路面早期破坏的直接原因是板底脱空,而面层与基层层间隔离措施不当,以及基层刚度偏大都是引起路面板脱空的关键因素.并提...     

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。     

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。     

基于改进的灰关联模型分析特定条件下水泥路面疲劳寿命影响因素

基于一种改进的灰色关联模型，建立了移动荷载作用下的水泥路面板底脱空模型，提出了板底脱空演化作用下水泥路面疲劳寿命的计算方法，分析了水泥路面疲劳寿命影响因素的影响程度。结果表明：面层板厚度的灰色关联度为0.65，动荷载的灰色关联度为0.63，说明动荷载和面层板厚度对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较高，而脱空半径、脱空深度、行驶速度和基层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较小；面层动弹性模量的灰色关联度为0.05，说明面层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命基本无影响。     

多孔隙水泥稳定碎石排水基层材料组成设计分析

针对混凝土路面早期破损严重,容易产生板底脱空的普遍现象,结合工程事例,设计了多孔隙水泥稳定碎石排水基层,对预防早期破坏,延长水泥混凝土路面的使用寿命具有重要意义。     

贫水泥混凝土基层刚性路面合理结构研究

为了研究贫水泥混凝土基层的水泥混凝土路面合理结构,建立了3种不同路面结构的有限元模型,计算了车辆荷载在临界荷位作用下的长边边缘拉应力和应变分布情况,同时对贫水泥混凝土模量和层间接触条件对拉应力的影响进行了分析。研究结果表明:(1)直接在贫水泥混凝土基层下设置级配碎石或者其他低模量底基层/垫层,会引起贫水泥混凝土基层和面层层底产生过大的拉应力,使得路面出现过早破坏;(2)在面层和贫水泥混凝土基层之间铺设沥青混凝土功能层后,也会导致面层层底拉应力和拉应变增加,但会减轻路面板温缩应力;(3)增加贫水泥混凝土基层模量可以提高基层分担车辆荷载的作用;(4)水泥混凝土面板和基层之间接触条件对于面板板底拉应力有较大影响。     

水泥混凝土路面中过渡层的联结与破坏

按照现有技术施工的水泥混凝土路面,将会形成过渡层,路面沿过渡层的分离破坏将显著影响路面的层间支承状况,对路面的影响巨大。本文分析了过渡层形成的原因并考证了其存在,分析了过渡层的力学性质及其层间界面的联结情况和过渡层的破坏特征。从过渡层形成的强度形成机理以及对实际路面取芯表明,过渡层的形成的粘接界面以强联结为特征,过渡层的联结破坏导致的面层与基层的相互分离是路面的实际层间状态。水泥混凝土面板不再与基层保持紧密、无间隙的光滑接触状态,基层与不再连续、完好,面层底部和基层顶部存在诸多缺陷。这些对认识现有水泥混凝土路面的层间分离导致的破坏具有重要意义。     

水泥路面板底脱空的压浆机理及施工工艺优化

水泥混凝土路面板底脱空是影响路面使用寿命的重要因素之一,板底压浆封堵是板底脱空处治的有效方法。笔者详细分析了水泥路面板底脱空压浆机理,并在莲易高速公路水泥路面上进行压浆现场试验,根据试验现象和试验结果,分别从布孔、压浆材料、压浆过程等方面提供了对压浆施工工艺的优化方法。