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。     

地震波法检测水泥混凝土路面板脱空室内试验研究

分析了地震波法检测水泥混凝土路面脱空的基本原理。借助IDTS3850振动测试仪,进行了室内混凝土脱空板振动模拟试验,记录与分析了室内不同脱空状态下水泥混凝土路面板的微地震波,初步获得了室内模拟水泥混凝土路面板在不同脱空状态下的振动特性规律。结果表明:室内板底脱空程度越严重,板体振动系统受到激励作用时产生的自然频率越低,振动时间越长,振幅则越大。     

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。     

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。     

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。     

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...     

基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法

水泥混凝土铺面在使用过程中常由于冲刷和沉降产生脱空，进而诱发断板、错台等病害，严重影响铺面使用性能。为此，提出一种基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法，以有效控制混凝土铺面的结构性损坏。通过有限元数值模拟与室内试验，发现板底脱空会影响铺面板局部振动的频谱分布，且影响程度与脱空面积、位置等因素相关。在此基础上，采用分布式光纤传感技术搭建铺面板振动感知系统，分布式地采集铺面板振动特性；利用时频分析技术解析铺面板振动特性，捕获振动频谱特征；研究不同脱空状况下铺面板局部的振动频谱特征。分析结果表明：脱空状况对20~150 Hz频段上频谱特征的影响显著；以该频段为敏感频段，计算加权频率的变化量，并以此为脱空监测指标，提出基于振动感知的混凝土铺面板底脱空识别方法。于上海龙华机场开展现场试验，在3块铺面板内搭建了分布式振动感知系统；采集了12个测点不同日期的动态弯沉与振动特性数据，比较了振动感知法和传统弯沉法的脱空识别结果。试验结果表明：2种方法的识别结果趋于一致且具有较好的相关性，验证了振动感知法用于脱空识别的可行性。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

脱空对水泥混凝土路面接缝传荷能力的影响

水泥混凝土路面为了减少温度开裂及干缩开裂,设置了接缝,而接缝却成了水泥混凝土路面最薄弱的部分。接缝的传荷能力对于水泥混凝土路面的路用性能和使用寿命,以及对于旧水泥凝土路面的罩面设计及其使用寿命具有较大的影响。为此,在确定了脱空模型之后分别对其进行动静荷载作用下的分析,找出了不同接缝模量和脱空尺寸对受荷板脱空、受荷板和未受荷板同时脱空时接缝传荷系数LW的影响规律。分析表明:对于同一脱空尺寸下,接缝模量的增大对接缝的传荷能力的增加是单调的;对于同一接缝模量下,对于单板下的脱空来说脱空尺寸为0.8 m是脱空尺寸与LW对应关系的一个拐点,而对于双板脱空则不然,LW是随着脱空尺寸的增大而增大的。     

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。     

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。     

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。     

水泥混凝土路面板底脱空对路面荷载应力的影响

中国水泥混凝土路面早期破坏比较严重,而脱空是造成这一现象的主要原因.当出现脱空后水泥板体产生的荷载应力会迅速变大,为了研究脱空对路面荷载应力的影响,利用光纤光栅技术在(湘)潭—邵(阳)高速公路水泥路面上进行试验,并使用有限元进行模拟分析.通过试验及分析得出:荷载与脱空尺寸对水泥混凝土路面脱空区内的动水压力影响很大,水泥混凝土路面板体产生的荷载应力与施加的荷载和脱空尺寸成线性关系,随着车辆荷载和脱空尺寸的增加,水泥板内的荷载应力线性增大.同时根据有限元模拟得到了考虑荷载和脱空尺寸条件下的潭邵高速公路水泥混凝土路面的荷载应力计算公式.