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。     

基于遗传算法的刚性路面脱空判定

利用有限单元法建立了可考虑接缝和地基脱空的刚性路面位移计算模型。模拟生物进化过程,利用遗传算法建立了反演路面结构层模量的方法。最终提出了判定刚性路面板角(边)脱空面积的迭代方法,利用落锤式弯沉仪(FWD)实测板中弯沉盆数据反演模量,根据反演结果计算板角(边)的理论弯沉值,对比理论与实测弯沉值确定地基脱空面积,修正地基接触状况重复上述计算过程,直至计算结果收敛。     

水泥混凝土路面板角弯沉的测点偏移影响及修正

为了分析弯沉测量结果上的差异,以水泥混凝土路面常见的2种弯沉测试方法为例,分析了板角弯沉测试时测点偏移对弯沉测试结果的影响,引入了测点偏移影响系数的概念,建立了允许偏移范围内实测弯沉的修正方法。结果表明,测点偏移对弯沉测试结果影响非常显著;测点向板内侧偏移时,2种测试方法均可引入测点纵向和横向偏移影响系数用来修正实测弯沉值,影响系数与荷载向板内移动的距离以及地基板相对刚度半径有关。因此,可以将测点偏移情况下的弯沉测试值转换为标准测点位置的弯沉值,方便了实测数据的统计处理,拓展了弯沉测试方法的应用范围,提高了弯沉测试的效率。     

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。     

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。     

基于模量反算的共振碎石化沥青加铺结构验算

目前国内早期修筑的水泥砼路面大多处于大中修阶段,旧水泥砼路面的加铺改造设计需确定设计参数。文中以湖南某高速公路大修工程加铺结构为例,利用FWD采集7个传感器位置的弯沉,得到共振碎石化加铺结构的实测弯沉盆,采用BISAR程序拟合得到各结构层的模量组合,根据动态弯沉值和拟合结果进行加铺结构刚度验算和厚度设计。得出旧砼板共振碎石化加铺层材料的刚度不得低于1 128.59 MPa;加铺结构半刚性基层层底拉应力、沥青混合料层总的永久变形量满足要求,拟定的加铺层厚度合理。     

半刚性基层沥青路面承载力评价指标研究

基于落锤式弯沉仪(FWD)检测数据,结合路面破损实际观测数据和养护历史资料,从理论弯沉盆正算和实测弯沉盆反算两方面,运用回归分析的方法,得到了半刚性基层沥青路面弯沉盆参数和路面各结构力学参数之间的相关关系,最终确定分别用弯沉盆参数D0-D20、D20-D60、D60-D120和D120分别作为路面面层、基层、底基层和土基结构承载力的评价指标。     

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。     

路面强度的无破损评定——以路表弯沉盆评定路面刚度组成

新建路面的质量评定及既有路面的强度调查,都希望有一种对路面无破损的测定方法,以检测路面整体强度及其组成情况。本文以弹性层状体系理论为基础,在假设厚度和泊松比均为已知的条件下,以三层体系为例,分析得出路表弯沉盆与路面各层模量间的唯一对应关系。继而把以弯沉盆评定路面刚度归结为一个无约束的非线性最优化问题,按改进阻尼二级收敛最小二乘法原理,编制了高精度的路面刚度评定程序EVSRP2S,兼附评定路面工作应力或应变的子程序,供选用。此外、本文通过环道弯沉盆测定,在进一步验证弹性层状体系理论在路面力学计算中的适用性的同时,提出对实测弯沉盆修正的初步方法,并将上述结果一并运用于有关野外实验路段上的施工质量评定和路面现有强度情况的调查中取得了较好的结果。