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。     

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。     

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。     

基于反算模量的接缝传荷能力的评价

根据落锤式弯沉仪（FWD）实测弯沉盆的反算模量研究了水泥混凝土路面的接缝传荷能力，提出了以板边弯沉盆反算的面板模量Eb与板中弯沉盆反算的面板模量Ez之比表征接缝传荷系数的方法，通过实际路面结构的验证表明，Eb/Ez很好地表征了接缝的传荷能力和使用性能，可供工程应用参考。     

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。     

基于弯沉盆变化率的沥青路面弯沉温度修正模型

基于FWD检测设备测得的路表弯沉,可以通过模量反演来确定路面结构承载力,从而对路面结构的维修养护提供建议。但由于沥青混合料为温度敏感性材料,其受温度影响较大,温度的变化会引起力学性质的变化,进而影响到结构承载力。因此,建立了基于弯沉盆变化率的沥青路面弯沉温度修正模型。对一条在役高速公路沥青路面在不同季节、不同温度下,进行了路面弯沉测试,反算了沥青层模量,通过对比分析,确定了沥青层代表温度;对完整弯沉盆的温度修正方法进行了研究,确定了精度最高的温度修正模型;对比了“先修正”和“后修正”的计算结果,验证了对完整弯沉盆进行温度修正的可行性。研究结果表明:1/2深度处的温度更适宜作为沥青层的代表温度;采用弯沉变化率得到的弯沉-温度修正拟合结果精度更高;基于“先修正”与“后修正”两种方法得到的面层反演模量具有很好的一致性,为沥青路面反算模量提供了一个新的思路。     

柔性路面结构评价知识库系统

路面弯沉常用来无破损评价路面结构状态，根据路面弯沉反算的回弹模量用来表征路面结构层特性，目前各种反算方法的计算结果多取决于分析者个人的经验和输入参数的合理性，常常不一致。为使无破损评价更趋实用，本文建立了知识库系统－路面结构评价系统，该系统能提供合理的路面结构层模量估算值，特别是在数学反算方法无法求出合理结果时尤为实用。     

基于FWD荷载分布系数直解路面结构层模量

利用FWD实测弯沉盆数据反算路面结构层的模量是十分复杂的问题。本文探讨如何利用FWD荷载应力分布系数直接求解路面结构层模量的方法，并给出双层体系的详细解法。实践工程应用表明，该方法不仅具有快速、简便、高效的特点，而且无需专门的计算软件和反算技术，是公路管理部门分析FWD实测弯沉盆数据的理想工具。     

落锤式弯沉仪在反算路面各结构层模量中的初步应用

落锤式弯沉仪不仅可以测试路面弯沉值，而且根据测得弯沉盆数据还可以进行模量反算，从而定性反映路面各结构层模量值。下面是我们对此进行的初步研究。     

基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题,为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法,将材料非线性与层状体系相结合,研究3种典型路面材料模量依赖模型,建立材料模量与结构模量跨越的联系机制,提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法,并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法,其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性,方法可靠、合理,可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段;基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型,可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性;采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制,以协调室内试验模式和现场实际受力状态;当路面结构形式、荷载与环境条件确定时,路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径,另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性,在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。     

沥青混合料模量不同测试方法的比较分析

为了能够准确得到路面沥青混合料的模量,通过弯拉劲度模量试验、劈裂劲度模量试验、单轴压缩动态模量试验以及FWD反算模量等4种不同测试方法,得到了各测试方法对应的模量值及其发展规律,并对沥青混合料的不同模量测试结果进行了比较分析。结果表明,在相同的试验条件下,动态模量最大,其次为弯拉、劈裂模量,反算模量最小。模量值与试验条件也有很大关系,影响模量的试验因素主要有温度和试验加载的频率。温度越高,模量越低;频率越高,模量越大。     

沥青面层模量的检测与损伤分析

为了合理分析沥青面层在重复荷载作用下的损伤发展过程，针对沥青面层进行了模量检测，采用沥青面层模量衰变量与沥青面层无损状态下模量的比值来反映损伤程度，并对该损伤随荷载作用次数的演化过程进行了分析研究。研究通过足尺加速加载试验来模拟重复的车辆荷载作用；采用落锤式弯沉仪（FWD）、便携式地震波路面分析仪（PSPA）和单轴压缩动态模量试验来获取非加载区沥青面层无损状态下的模量；采用PSPA来获得加载区沥青面层不同损伤状态下的模量；计算得到模量衰变量与无损状态下模量的比值；分析沥青面层的损伤演化过程，建立起沥青面层非线性损伤演化模型，对沥青面层各深度处损伤发展的快慢进行分析。研究结果表明：可利用S形模量主曲线将各试验所得的无损模量进行统一，现场检测手段获得的模量分析结果符合室内动态主曲线的预测结果；同时，损伤演化模型中的寿命因子可用于判断沥青面层损伤发展的快慢；对该参数进行归一化处理发现，轮迹带外边缘和轮隙中心在垂直于行车方向上的损伤随深度的增加而减缓，而在轮迹带其他位置和方向上，沥青层层中的损伤发展最快。借助所建立的非线性损伤演化模型，可为沥青层的损伤发展提供判断依据，并为优化养护时机和养护策略打下基础。     

不同路面结构对软基不均匀沉降的适应性研究

针对软土地基的特点，基于弹性层状多层体系理论和国外容许应变设计方法，设计了两种具有级配碎石和较厚沥青层的沥青路面结构、一种常规的半刚性基层沥青路面结构；运用ABAQUS有限元程序分析了3种路面结构中路堤的沉降、结构层底面的附加应力等力学响应；采用灰色关联决策理论，确定了3种路面结构的软土地基适应性以及底基层合理的弹性模量。分析表明，级配碎石夹层沥青路面结构具有较好的软土地基适应性，其底基层材料宜采用较高的模量；而常规的半刚性基层沥青路面结构对软基的适应性较差。分析结果可为软土地区新建沥青路面结构设计提供参考。     

Moving load on track with Asphalt trackbed

Asphalt trackbed is gaining great popularity, as it strengthens the track tremendously and protects the subgrade. In this paper, asphalt trackbed deflection under moving dynamic load is solved analytically. The rail is modelled as an Euler beam. Tie and ballast are modelled as a discrete supporting system. Asphalt trackbed is modelled as another Euler beam on Winkler foundation (subgrade soil). One of the most important features of this model is that it can evaluate the damage to the asphalt trackbed under different train speed and/or non-uniform support conditions such as broken or missing tie case. It has the potential of serving as the design tool for asphalt trackbed as well as a track modulus back calculation tool for track structure evaluation. The solving techniques utilised in this paper can also be easily transformed to solve the dynamic responses of a track system on bridge.     

矿物纤维沥青混合料在长陡坡路段的应用

介绍了矿物纤维沥青混合料在粤赣高速公路的应用情况,总结了该混合料的相关室内试验结果,采用激光横断面仪与落锤式弯沉仪(FWD)对矿物纤维试验段及其对比段进行了检测。结果表明,矿物纤维沥青混合料可提高路面面层的模量,改善沥青路面的抗车辙性能。     

大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究

将不同级配类型沥青混合料动态模量实测结果与Witczak预测模型进行了比较,指出了Witczak预估模型并不适合预测开级配、大空隙率沥青混合料的动态模量。基于这个观点,开展多因素、多水平的沥青混合料动态模量试验,考察沥青混合料动态模量影响显著的因素,通过对动态模量试验结果进行回归分析,建立了大粒径透水性沥青混合料动态模量多元线性预估模型,同时对模型进行验证和修正,并对预估模型的适用性进行了初步探讨。     

加入聚酯纤维对沥青混合料动态模量的影响

为了研究纤维的加入对沥青混合料动态模量的影响,采用SPT简单性能试验机测试普通AC13沥青混合料及加入聚酯纤维的AC13沥青混合料在3种不同温度及10种不同频率下的动态模量值,根据时温等效原理,利用Origin 8软件的非线性曲线拟合功能,拟合出这两种沥青混合料的动态模量主曲线sigmoidal模型,从而得出纤维的加入...     

沥青混凝土面层底面容许拉应变验算

现行沥青路面设计规范中,并未要求对沥青混凝土面层底面容许拉应变进行验算,但却是国外某些较成熟的沥青路面设计中必不可少的一个环节。对国外拉应变验算方法、温度与拉应变的关系、影响拉应变的因素进行了介绍、分析,对底面拉应变验算在沥青混凝土路面设计的必要性进行了论述。可为进行拉应变验算提供相应的参考。     

广东省柔性基层沥青路面设计弯沉计算参数研究

通过分析现行沥青路面设计规范中设计弯沉计算公式的由来及在广东省的适用情况,结合广东省最早修建的几条高速公路沥青路面的路况资料,对柔性基层沥青路面设计弯沉相关计算参数进行了研究,标定了沥青路面设计弯沉计算公式。此外,通过力学分析计算广东省内常见的半刚性、组合式及柔性路面结构中柔性层的总厚度及层底弯拉应力的受力状况,提出了弯沉计算参数不同取值的适用条件。