自适应信息遗传算法在路面模量反算中的应用和稳健性研究

路基作为路面结构的基础支撑体,实际路基工程所发生的路面损坏基本上是基于路基稳定性差、强度较低,受到外部载荷作用而产生过量形变造成。主要是针对路面模量反算过程中所获得的目标函数在最优值呈现出一个狭长平坦区的特征,提出了一个基于模量反算的自适应信息遗传算法,并对新算法在路面模量反算中的稳健性进行了理论和实践对比分析。首次采用了以信息量来确定是否执行细分模量解空间的机制,有效的缩小了后期反算空间,同时,采用改进行的实数交叉算子,提高了新算法后期搜索能力,通过比较实际FWD实际检测结果与新算法的反算结果表明:自适应信息遗传算法有效的降低了传统遗传算法的复杂度,提高了求解效率,有效的保证了新算法在工程实际应用中的稳健性。     

基于自适应信息遗传算法的路面模量反算研究

近年来,根据FWD实测弯沉盆来反算各层路面结构模量的技术在路面结构的质量评价中广为应用。如何利用FWD反算路面模量也相应成为各方研究的热点。在本文中,作者针对于模量反算中,目标函数在最优值附近表现为大片狭长平坦区域的特点,提出了一类反算新算法——自适应信息遗传算法,提出了根据信息量大小来决定算法是否进行自适应细分模量解空间的机制,以缩小算法后期反算中的搜索空间。此外,本文还改进了实数交叉算子,使用了新的探险策略,从而加强了新算法后期的局部搜索能力。随后的工程实例表明,这新机制、新策略的引入,能够在保持较高反算精度的前提条件下,大大提高模量反算的求解效率,从而更加有利于模量反算的工程实际应用。     

基于自适应信息遗传算法的路面模量反算研究

针对在模量反算中,目标函数在最优值附近表现为大片狭长平坦区域的特点,提出了一类反算新算法——自适应信息遗传算法,新算法的优点是根据信息量大小来进行自适应细分模量解空间,从而节约大量的计算时间.改进了实数交叉算子,使用了新的探险策略,从而加强了新算法后期的局部搜索能力.随后的工程实例表明,这种新机制、新策略的引入,能够在...     

用FWD评价路面状况的试验研究

应用FWD和自动弯沉仪,以动态弯沉和反算模量平均值为指标实测了两个路面状况不同的段落,结果表明．路面状况与动态弯沉、反算模量关系密切;采用固定路基模量反算比改变路基模量反算时的路面状况差异更显著．并且此种差异与动态弯沉有较好的一致性,可采用FWD准确评价路面状况。     

遗传算法优化BP神经网络的路面结构层模量反算方法研究

路面结构层回弹模量是路面结构设计中最重要的指标之一。文中针对新沥青路面设计规范中推荐的路面结构层模量和上海典型路面结构厚度,利用有限元程序建立了弯沉盆数据库;然后基于数据库搜索理论,采用遗传算法优化BP神经网络模型,实现路面结构参数与弯沉盆大小的映射、学习,达到模量反算的目的;通过加入噪声,提高神经网络模型的鲁棒性和泛化能力,实现对FWD实测弯沉盆的模量反算。     

基于同伦方法的路面模量反算研究

根据最优化问题的极值条件 ,将模量反算转化为非线性映射求零点的问题 ,结合数值微分计算弯沉对模量的一阶和二阶偏导数 ,建立了基于同伦方法反算路面模量的数学模型 ;并采用 LI-YORKE算法求解微分方程初值问题跟踪同伦曲线 ,获得模量的反算结果 ,在此基础上编制了相应的模量反算程序。通过对 3种路面结构的落锤式弯沉仪 ( FWD)的实测弯沉盆进行模量反算 ,并与国内外其它反算程序比较 ,验证了同伦方法反算结果的精度和可靠性。同时 ,通过选取不同初始值进行反算比较 ,验证了同伦方法的大范围收敛性和反算结果的稳定性。结果表明 ,采用同伦方法进行路面模量反算有效地解决了常规最优化算法的初始值和局部收敛的问题 ,是一种精度好、速度快、效率高、结果稳定且大范围收敛的模量反算方法。     

FWD和承载板在路基强度检测中的对比分析

在路基顶面采用定点测试的方式,分别进行了落锤式弯沉仪（FWD）测试和承载板测试,并根据测得的弯沉反演得到路基模量,对弯沉与反算模量进行分析,FWD在精度、稳定性和检测效率方面优于承载板法,FWD法与承载板法测得的路面弯沉值以及反算模量值存在较好的线性关系,为FWD在工程上的应用提供了理论依据。     

FWD和承载板在路基强度检测中的对比分析

在路基顶面采用定点测试的方式,分别进行了落锤式弯沉仪(FWD)测试和承载板测试,并根据测得的弯沉反演得到路基模量,对弯沉与反算模量进行分析,FWD在精度、稳定性和检测效率方面优于承载板法,FWD法与承载板法测得的路面弯沉值以及反算模量值存在较好的线性关系,为FWD在工程上的应用提供了理论依据。     

利用FWD数据反算模量方法研究

通过总结国内外路面结构层模量反算方法的研究概况,分析了图表法和回归公式法、迭代法、数据库搜索法、遗传算法和人工神经网络法五类方法的特性,根据反算模量研究现状,选取了回归公式和迭代法进行模量反算,结合反算模量的相关理论研究和经验总结,从动荷载与静荷载、各结构层材料非线性、理论与实际的差异等方面分析了两种模量反算结果差异,从而提出模量反算的进一步研究方向。     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪（FWD）应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现：路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪(FWD)应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现:路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

遗传算法反算路面结构层的模量

路面模量反算,是根据落锤式弯沉仪FWD等公路无损检测仪器测得的弯沉盆数据,利用力学理论和数学方法,通过弯沉盆的拟合来反求路面的材料特性参数。该文利用遗传算法反算路面结构层的模量,计算结果表明稳定性好,结果不受初始值的影响,收敛于全部的最优解,反算值可达到令人满意的精度。     

基于FWD的路基材料反算模量修正系数研究

在对旧路进行加铺设计之前,需确定路基的承载能力,为此确定路基材料的回弹模量是必要的.该文通过铺筑两种不同结构的试验路段并对两种不同路基材料的物性参数进行测试,经三参数复合模型与ABAQUS本构模型对路基材料的回弹模量进行预估,得到路基材料的实测回弹模量;在试验路段铺筑过程中进行定点FWD弯沉测试,并对每次测试所得结果进行路基材料模量反算分析,得出不同测试条件下路基材料的反算模量.将路基材料的预估回弹模量与反算模量进行对比,得出对应测试条件下的路基材料模量修正系数K.通过FWD弯沉测试与模量修正系数K可以快捷准确地确定路基材料的实际回弹模量.     

路面结构参数同时反算的人工神经网络法

利用传递矩阵方法，计算出柔性路面结构在轴对称荷载作用及层间完全接触情况下的路表弯沉值，以该结果为输入数据训练三层BP网络，得到较精确的网络权值和阈值，在此基础上实现对柔性路面结构层的模量和厚度参数的同时反算，计算分析表明该方法速度快且精度高，既可反算路面结构层的模量又能反算路面结构层的厚度，通过与实际值比较，其计算精度完全满足工程实际的要求。     

基于Rayleigh波频散特征的路基模量反演成像方法与试验研究

路基动态回弹模量是影响路基路面结构耐久性与稳定性的关键参数之一。为了实现路基动态回弹模量无损检测精细化,基于Rayleigh波在弹性层状体系中的传播特性,揭示了Rayleigh波在基准路基路面结构中的理论频散特征,并通过显式瞬态动力有限元方法对路基路面结构体系中Rayleigh波场响应进行了数值计算,结合频域波数域变换法与相位移法建立了路基路面结构中Rayleigh波频散曲线的联合提取方法。通过将提取的Rayleigh波频散曲线按自适应遗传算法反演的路面各结构层模量值作为已知约束条件,进一步对路基工作区细化分层,以此建立了路基工作区动态回弹模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行Rayleigh波、FWD、承载板和弯沉测试,建立了各测试结果之间的相关关系。研究结果表明：Rayleigh波反演的路基动态回弹模量与其他测试方法相应结果的判定系数R²均大于0.85,且反演成像结果能够全面、清晰地反映路基的承载能力与压实质量。研究成果可为路基路面工作特性智能感知方法与技术的发展提供理论参考。     

基于动态回弹模量的道路加宽施工质量控制

路基加宽工程中易出现新老路基不均匀沉降、纵向裂缝、错台等病害,这与路基的施工质量有很大的关系。文中采用落锤式弯沉仪（FWD）对路基加宽施工进行动态施工质量评价,主要运用FWD进行了动态弯沉测试,并采用同伦法对路基的动态模量进行反算。     

蚁群算法在路面模量反演中的研究与应用

基于蚁群算法的基本原理,提出了路面材料特性的蚁群反演算法。采用启发信息概率选择方法和多层循环迭代逐步缩小初始值选择范围的措施,提高算法精度,并用算例对其算法进行验证,结果表明,蚁群算法能以较高的精度解决连续空间优化问题。     

落锤式弯沉仪在道路施工质量控制中的应用研究

作为当前最先进的路面弯沉检测设备,落锤式弯沉仪(FWD)能够准确的实现对路面结构层模量的反算,从而评价施工道路路面状况。本文首先分析落锤式弯沉仪的工作原理,然后与传统使用的弯沉检测设备贝克曼梁进行比较,以落锤式弯沉仪的优点以及两者之间的线性关系为基础,利用基先进的模量反算软件SIDMOD,与实际工程相结合对FWD弯沉检测在道路施工质量控制的应用进行分析和探讨。研究表明,道路路面施工过程中,结合FWD弯沉检测技术以及路面结构层模量的反算理论可以对道路工程的实际施工质量做出准确的反映,找出施工中存在的质量问题以及安全隐患的路段或者结构层,是一种非常高效的施工质量控制工具。     

高速公路改(扩)建路面病害与结构强度相关性分析与评价

以某高速公路改(扩)建工程为例,采用三维探地雷达进行检测,得到路基、路面及结构物内部技术状况;利用落锤式弯沉仪(FWD),收集路面各个结构的弯沉响应(包括中心弯沉值和弯沉盆),进而求算路面结构强度指数PSSI和反算路面各个结构层的回弹模量数据,判定旧路的结构强度。通过对道路内部病害和结构强度进行相关性分析,全方位评价沥青路面的实际状况,为旧路路面处治措施的选择提供定量的基础数据。并通过现场路面结构开挖,验证了该方法的可行性。     

应用PFWD检测新老路基路面回弹模量

老路拓宽后,在新老路基交接部分对应的路面将出现纵向裂缝,这主要是由新老路基的回弹模量差异较大而引起新老路基不协调变形所致,因此,检测与评价新老路基、路面回弹模量是新老路基拓宽设计与施工的关键环节.文中结合交通部西部科技项目,通过便携式落锤弯沉仪(PFWD)对新老路基路面强度进行检测,得到了PFWD在新老路基测试中的应用效果和不同新老路基之间的回弹模量差异.