元松[1]2004年在《基于FWD的水泥混凝土路面结构动力响应特性分析》文中进行了进一步梳理国内外现行的路面设计方法一般基于静态弹性体系模型,而实际车轮荷载均为动态,对路面施以随时间变化的垂直振动和冲击作用以及水平推挤作用。由于路面结构本身对荷载的时变因素具有相当的敏感性,因而在实际动态荷载作用下所表现出的力学性能通常与静态模型的情况存在较大差异。近年来,关于路面结构动力分析的研究较为活跃,随着FWD检测技术的广泛应用,对如何利用FWD检测技术对路面动态性能进行动态分析和评价就显得尤为重要。 本文详细介绍了路面结构动力特性数值分析的基本理论,对水泥混凝土路面结构在FWD半正弦荷载作用下的动力响应进行了分析,以弄清水泥混凝土路面结构各层的应力和位移,以及路表弯沉盆形状和相应弯沉盆参数的变化规律,为确定混凝土板和基层质量要求、了解水泥混凝土路面结构在FWD荷载作用下的动力响应提供理论依据和参考;其次,本文分析了水泥混凝土板下基础脱空、接缝传荷、脱空与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、弯沉盆曲线及其参数的影响,为有效评定水泥混凝士板下基础脱空提供理论依据和参考:最后,采用径向基函数神经网络技术建立了水泥混凝土路面结构动力响应仿真与参数反分析模型。
曾胜[2]2003年在《路面性能评价与分析方法研究》文中进行了进一步梳理路面性能评价是路面养护、维修、罩面及加铺的前提和基础工作，引入新型无损检测设备和评价技术，对路面性能进行评价是近年来国际道路界广泛开展的一项工作。本文在传统的以路面养护为目的的评价指标体系的基础上，考虑到路面罩面及加铺的工程实际需要，充分利用新型无损检测手段，引入动态参数对路面工作性能进行评定，并利用神经网络技术对路面性能进行评价及分类，通过广泛的调查统计、现场试验、数据采集、理论计算和系统分析，对不同区域、不同结构、不同气候环境及破坏形式路面性能的评价方法进行研究，并建立路面工作评价的数据库系统，对路面长期性能的研究及日后的设计、施工、养护、维修及改建提供有力的指导和帮助。 第一章介绍了我国公路建设及路面维修改造的现状，综合分析了国内外现行的路面评价的基本方法和思想，介绍了无损检测手段和动态参数在路面性能评价中的应用状况，以及在传统检测评价手段的基础上无损检测技术的特点和路面动态分析的发展方向，并提出了本文所要解决的关键问题、研究内容及创新点。 第二章对路面评价与检测调查的各指标体系进行了分析，分析了各评价检测指标对路面性能的影响特性，提出了检测评价标准和评价指标，分别研讨了水泥混凝土路面和沥青路面综合评价的方法，详细介绍了路面无损检测设备中FWD、GRP的应用机理及近年来在路面检测中的应用状况。 第叁章对路面荷载的动力特性进行分析，研讨在动载作用下多层弹性体系路面结构的动力响应特性及FWD荷载的动力时程，并对FWD荷载对路面动力响应规律进行拟合和论证。根据路面结构动力分析理论，对路面模量反算的原理及实现过程进行论述，研讨了动态模量在路面评价中的应用思想及水泥混凝土路面面层、基层、土基的动态特性和相关的动力参数，建立了水泥混凝土路面动态模量与静态模量的对比关系，提出了水泥混凝土路面各结构层动态模量的评价标准。 第四章在采用Winkler地基模型来分析路面承载力的基础上，利用FWD的动态弯沉盆进行模量反算。以动态参数作为评价指标，通过研讨不同破坏板的不同区域，在不同等级荷载作用下弯沉、模量的变化特性，提出了路面脱空识别办法以及利用综合模量比来评价接缝传荷能力的思想，探讨了不同等级荷载对接缝传荷能力的影响特性，确定了临界荷载下传荷与脱空对弯沉、模量影响的共性和单一性，并确定了临界荷载的范围，在判定脱空和传荷基础上提出了水泥混凝土路面的压浆效果的评价方法，通过研讨荷载与动态模量的关系，对地基的动态性能进行了系统的分析与评价。 第五章针对现行路面评价受路段、区域和路面结构等诸多因素影响而难以建立统一的评价模型的现状，本章据人工神经网络原理建立路面各评价指标的评价和性能分类模型，即以改进BP网络，径向基函数神经网络(RBF网络)对路面性能各评价指标进行评价仿真研究。以Kohonen网络对路面评价等级进行分类研究，并对路面综合性能的评价类别进行模拟，为路面工作性能综合评价的客观实施提供了指导和帮助。 第六章依据不同的实体工程，利用现场检测数据，研讨建立针对不同交通、不同气候、不同区域、不同结构、不同破坏形式的兼顾具有分析、查询和预测功能的路面工作性能综合评价的数据库系统。对数据库组成、结构、实现过程、协作关系进行论述，以实现评价系统的规范化、标准化和科学化，并在此基础上开展路面性能预测，为路面养护管理及中长期规划服务。 第七章对全文进行总结和归纳，提出有待进一部研究和解决的问题。
徐立新[3]2008年在《道路路面性能检测和评估方法的研究与实践》文中指出道路路面性能是城市道路状况的重要指标之一。对道路路面性能的正确认识,可以对道路的设计、施工、养护、维修、运营、管理等方面提供有力的指技术支持。检测和评估是了解道路路面性能的必由之路,而建立道路路面性能检测与评估方法是完成该任务的基础。本文对道路路面性能检测与评估方法进行了较全面的探讨和实践,全文共分5章。第1章对所研究的问题、研究的目的与意义进行了论述,归纳分析了道路性能测试与评估方法的研究现状,提出了本文研究的主要内容。第2章对道路路面性能检测与评价指标体系进行了系统分析,分析了评价检测指标对路面性能的影响规律,明确了检测评价的标准和评价指标;介绍了路面无损检测设备中FWD的应用机理及其近年来在路面检测中的应用状况。第3章对路面荷载的动力特性进行分析研究。研讨在动力荷载作用下多层弹性体系路面结构的动力响应特性及FWD荷载的动力时程,并对FWD荷载对路面动力响应规律进行拟合和论证。根据路面结构动力分析理论,对路面模量反算的原理及实现过程进行论证,研讨了动态模量在路面评价中的应用思想及混凝土路面面层、基层、土基的动态特性和相关的动力参数,建立了混凝土路面各结构层动态模量的评价标准。第4章对江苏省常州市武进区武夷路的路面性能进行了检测与评估,评定了该道路的性能。第5章对全文进行了归纳总结,并提出有待解决的问题,对道路评价与测试技术的发展进行展望。
贾想[4]2009年在《FWD检测数值的动态分析与反演》文中提出随着FWD(落锤式弯沉仪)的普及,根据弯沉盆信息反演路面结构层模量、进而评价路面承载能力在国际上受到普遍重视,并显示出高新技术带来的巨大经济社会效益。本文以成绵水泥混凝土路面高速公路改建工程为依托,在大型通用有限元软件ABAQUS的基础平台上采用动力分析方法,应用Python语言,根据FWD实测弯沉数据对路面结构层的模量进行反演,主要内容包括叁个方面：1.介绍了FWD的测试原理和方法,并对测试数据进行了分析。分析结果显示成绵高速各个试验段的实测弯沉盆数据变异性较大,考虑本次反演的路段不是很长,本文的反演数据均采用均值进行反演；2.考虑到静力分析的弯沉盆研究不足以充分描述动荷载条件下路面结构的响应,本文建立了合理的动态有限元模型,对普通路面结构进行弯沉盆的计算,并分析结构层特征对路面弯沉的影响因素,表明了土基模量在模量反演中的重要性；3.应用本文的方法对路面结构进行反演分析。分析结果表明了本文计算方法的正确性和可靠性。选择其中的主要影响参数：结构层厚度误差和泊松比,进行了参数敏感性分析。结果表明面层的厚度对模量的反演影响较大,在反演路面结构的模量前要准确获取面层的厚度；土基的泊松比对模量的反演影响很大,在反演时要慎重取值。
王芳[5]2009年在《水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究》文中提出近年来随着公路建设的发展,我国水泥混凝土路面修筑里程明显提高,但是目前在我国已建成的水泥混凝土路面中,已有部分路面在使用周期内就出现了各种各样病害,有的已严重影响了其正常的使用功能,尤其是由板底脱空引起的早期断板、错台等病害。脱空是水泥路面结构中客观存在的事实,由于其状态的复杂性,对其维护治理极为困难,是困扰公路部门的一大难题。本文以烟台—威海高速公路试验路为依托,在广泛收集并分析国内外板底脱空有关资料的基础上,对脱空评定、处治方法及脱空对弯沉的影响进行了分析研究。本文主要进行了以下几方面的研究工作:(1)系统研究和对比分析了现有国内外脱空评定方法,指出各种评定方法的优缺点,得出可值得借鉴的地方。重点分析研究了应用贝克曼梁弯沉仪(BB)检测的叁种脱空判据和应用落锤式弯沉仪(FWD)检测的七种脱空判定方法。(2)运用ANSYS有限元软件对板边、板角脱空,脱空仅发生在受荷板下、脱空发生在受荷板与非受荷板下四种情况进行研究分析,得出了脱空深度、脱空面积、传荷能力叁个因素对板中弯沉、板边中点弯沉、板角弯沉、板边中点—板中弯沉差及板角—板中弯沉差的影响程度,及其之间的拟合关系。(3)对弯沉检测方法进行了系统研究,指出了推荐弯沉检测方法;在深入分析现行相关规范脱空评定的基础上,根据有限元分析模拟和维斯特卡德解计算结果及现场动静弯沉检测数据,提出了采用板边中点—板中弯沉差和板角—板中弯沉差判定板底脱空的方法,给出了不同传荷能力的动静弯沉差判别标准,并通过实际检测数据对所提标准的准确性进行了验证。(4)在系统分析国内部分道路浆体材料配合比的基础上,引入补偿收缩原理对水泥类和有机类压浆材料进行配合比设计,针对不同脱空程度的路面提出了合适的自补偿式压浆材料,给出了基于灌浆饱和度和弯沉的压浆效果评价标准,并通过试验路验证了压浆效果。
潘名伟[6]2007年在《水泥混凝土路面脱空识别技术研究》文中提出水泥混凝土路面随着时间的增长都易出现不同程度的病害，其中最为严重的就是板下基层的脱空。如果不及时治理，任由脱空区域逐渐增大，则必会导致面板的断裂及错台，严重时可造成面板的破碎及沉降。因此，如何采用有效的方法对使用中的水泥混凝土路面进行检测，判断板下基础存在脱空病害与否，并确定脱空面积的大小，成为了路面养护与维修工作的关键所在。本文结合现有的路面无损检测技术，基于FWD的工作原理，采用叁维有限元法对水泥混凝土路面在FWD荷载作用下的弯沉分布进行了计算分析。在建立有限元计算模型的过程中，分别采用了Winkler地基与弹性多层地基两种不同的地基模型，使用剪切弹簧模拟接缝的传荷能力。针对两种不同的地基模型，调整计算模型中的相关物理力学参数，给出了不同的计算结果，并对计算结果进行了分析与比较。结论表明，不同的参数变化对弯沉均有不同程度的影响，其中影响较大的是脱空面积及接缝的传荷能力。在分析比较的基础上，根据水泥混凝土路面在板角和缝边分别存在脱空时路面弯沉盆的特征，提出了以弯沉盆曲线上某两点的弯沉值之差作为脱空评定的指标，并分析了不同参数对脱空评定指标的影响。在此基础上，利用回归分析得到了标准情况下脱空面积与弯沉差的相关关系式，而其它路面结构参数的变化对此关系式的影响可以用相关的修正系数来反映。通过理论分析，并根据路面结构参数以及实测的弯沉盆数据可以确定相应的修正系数。从而能够根据实测的弯沉差对脱空面积进行估算，并提出了相应的脱空识别的方法与步骤。通过对两条实际水泥混凝土路面的现场FWD检测数据的分析，并利用本文提出的脱空识别方法对路面的脱空状况进行了评定。研究结果表明，本文的评定结果与国际上常用的叁点回归脱空判定的结果在判定是否存在脱空上具有较好的一致性。通过将评定结果与钻孔取芯的判定结果即路面的实际脱空状况进行对比，发现两者之间也基本相符。由此证明了本文所提出的脱空识别方法的有效性和实用性。与现有的水泥混凝土路面脱空识别方法相比较，本文所提出的方法不仅具有简单易用的特点，而且能够估算脱空面积的大小，对于指导路面修复工作具有重要的参考价值。
张淑泉[7]2009年在《动静荷载作用下水泥混凝土路面接缝传荷能力的研究》文中研究表明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。因此接缝传荷能力的检测与评价对于水泥混凝土路面的养护、维修和罩面均具有重要意义。本文详细介绍了有限元模型在静载及动载作用下的基本理论,确定了地基、混凝土板及接缝的有限元模型;对模型的单元类型及有限元网格划分做了详细介绍,根据FWD的工作原理确定了模型动态加载的参数设置,进而对模型进行动态荷载作用下的模型校验;并对接缝的传荷机理及现有接缝传荷能力的评价指标进行了介绍。本文先对现有接缝传荷能力评价指标进行了对比分析,针对这几种评价指标的不足,提出一种适合的指标对接缝传荷能力进行评价。进而分别对模型施加静载和FWD半正弦荷载进行了动力响应分析,并采用新的评价指标对接缝传荷能力进行评价。确定动静作用下接缝模量、宽度、面板模量、基层模量及脱空尺寸对受荷板和未受荷板弯沉以及接缝传荷能力的影响。其次对受荷板弯沉、未受荷板弯沉及接缝传荷能力的动静作用下的关系进行分析,确定接缝模量、宽度、面板模量、基层模量及脱空尺寸对动静关系的影响。
张晨风[8]2016年在《基于动态弯沉的水泥混凝土路面脱空识别技术研究》文中进行了进一步梳理混凝土路面板底脱空是水泥路面的常见病害,也是造成混凝土路面板断裂和错台的重要原因。为保证水泥路面行车质量,延长其使用寿命,减少维护费用,开展水泥路面脱空识别技术的研究,受到了广泛的关注。本文考虑混凝土面板脱空区域的接触建立了叁维有限元动力模型,在分析常规脱空识别方法的基础上,提出了基于动态弯沉的脱空半径和脱空深度的识别方法。主要研究内容包括:考虑面板与脱空底面的接触建立了两种典型路面结构的叁维动力有限元模型,与实测数据比对分析,验证了所建立模型的准确性。对不用脱空半径、脱空深度的混凝土路面结构进行多荷载级的动力响应分析,总结了叁点回归法、荷载传递效率法、弯沉比值法等常规脱空识别方法的合理性和适用范围。分析荷载-弯沉曲线,提出了基于不同斜率交叉点的脱空深度识别方法,并指出了其应用范围。通过弯沉-相对刚度半径-脱空半径的相关与耦合分析,建立了弯沉与脱空半径的回归关系,提出了脱空半径识别方法,并通过理论验证,说明了该方法的精确性。最后,在某实际水泥路面,通过现场钻芯检测验证了本文所提出方法的可行性。本文总结分析了叁点回归法、荷载传递效率法、弯沉比值法等水泥路面常规脱空识别方法的合理性及适用范围,在对荷载-弯沉曲线分析的基础上,提出了识别脱空深度和脱空半径方法,并通过现场试验验证了其可行性。有力的推动和完善了基于弯沉的脱空识别技术,对于指导水泥路面的检测评价和维修具有重要的工程应用价值。
曾凡森[9]2009年在《随机路面不平度激励下车—路耦合振动理论研究》文中研究表明重载交通对路面会形成显着的破坏作用，经常导致路面出现过早和复杂的破坏模式。车辆与道路之间的作用本质是一个车-路动力相互作用的过程。特别是随着车速提高和车辆载重增大，车辆质量与路面结构的有效参振质量处于一个量级时，车-路之间将可能出现显着的耦合动力作用，但此方面研究还很少，车-路耦合动力作用机制还有待揭示。为此，本文研究建立了车-路耦合振动的平面和空间理论模型，提出了求解方法，研究分析了随机路面不平度激励下车-路耦合动力作用机制，具体如下：（1）双轴车辆与路耦合振动平面理论模型建立与算法验证。分别建立了双轴货车与货车后双轴的车-路耦合振动平面理论模型及其动力平衡方程组，并对方程组进行了求解，编写了仿真程序，并对算法和程序进行了验证。结果表明：采用的算法和编写的程序适用于车-路耦合动力反应的求解，且结果精度较高。（2）基于建立的平面理论模型，探讨了车-路耦合作用对车辆动荷载的影响效果，计算分析了路面等级、车速和车辆参数对车辆动荷载的影响。结果表明：在给定的计算参数条件下，车-路耦合作用对车辆动荷载的影响效果因路面抗弯刚度参数、地基刚度参数、路面等级的提高而减弱，受地基阻尼参数影响很小，且当地基刚度参数和路面抗弯刚度参数同时减小到一定程度时，耦合作用对动荷载的影响效果将变得显着；存在一个使车-路耦合作用对动荷载的影响效果几乎为0的车速范围；车-路耦合作用对动荷载的影响效果对某一区间的载重敏感；车-路耦合作用对车辆动荷载的频谱特性影响很小。（3）双轴车辆与路耦合振动空间理论模型建立与算法验证。将车辆简化为整车模型，路面视为粘弹性地基上的薄板，建立了双轴车辆与路耦合振动的空间理论模型，编写了仿真程序，并对算法和程序进行了验证。结果表明：采用的算法和编写的程序适用于车-路耦合动力反应的求解，且结果具有较高的精度。此外，该模型可以分析和反映更为接近实际的车-路空间耦合动力特性。（4）基于建立的空间理论模型，进一步探讨了车-路耦合作用对车辆动荷载的影响效果，计算分析了不同的系统参数下车辆空间振动对车辆动荷载的影响。结果表明：在给定的计算参数条件下，车-路耦合作用对车辆动荷载的影响效果因混凝土刚度参数和车速的增大、车辆载重的减小而减弱，其余规律与平面理论模型相同。（5）将车-路耦合模型计算结果与试验实测数据进行了分析比较，结果表明：平面和空间理论模型结果均可与实测数据在变化规律上基本一致，验证了两类模型的合理性以及仿真程序的正确性。
马小跃[10]2009年在《高聚物注浆技术在沥青路面结构中的应用及动力响应分析》文中认为目前,高聚物注浆技术在国内外高速公路的维修中已经取得了良好的工程效果,同时人们对落锤式弯沉仪(FWD)的动力模拟和刚性半刚性沥青路面结构在动荷载作用下的动力响应分析都有了一定的研究,但是对高聚物注浆后沥青路面结构动力响应和工程效果评价的研究还很少。本文正是围绕这些内容,通过介绍高聚物注浆技术以及高聚物材料的物理力学性质,选择合适的高聚物计算模型,分别在二维和叁维有限元模型下,分析了注浆后沥青路面结构的动力响应问题,并且利用FWD弯沉检测和探地雷达两种无损检测技术对高聚物注浆后沥青路面结构进行了效果评价,本文的主要内容包括:(1)对沥青路面结构常见的病害及传统的维修方法进行概括,指出传统方法的不足,通过介绍高聚物注浆材料的各种性质和高聚物注浆技术的加固原理、注浆步骤和工艺以及在国内外道路维修中应用实例,分析出高聚物注浆技术在沥青路面结构维修中的优点。(2)通过对高聚物材料室内试验的各种结果分析,选择合适的有限元模型和分析参数,为利用ANSYS进行分析提供条件。(3)详细介绍路面结构动力特性数值分析的基本理论和FWD的工作原理,并利用ANSYS有限元分析软件,对注浆前沥青路面结构在FWD动载作用下的响应进行动力响应分析,为分析高聚物注浆后沥青路面结构的动力响应提供基础。(4)利用ANSYS有限元分析软件,对高聚物注浆后沥青路面结构在FWD动荷载作用下的动力响应进行有限元分析,计算不同面层模量、面层厚度、基础模量和路基模量下荷载中心点处弯沉和高聚物层顶部各方向上的应力。(5)通过介绍FWD和探地雷达的工作原理,对比高聚物注浆前后沥青路面结构的检测结果,进而得到这两种无损检测对沥青路面结构的注浆效果评价是可行的。
参考文献：
[1]. 基于FWD的水泥混凝土路面结构动力响应特性分析[D]. 元松. 长沙理工大学. 2004
[2]. 路面性能评价与分析方法研究[D]. 曾胜. 中南大学. 2003
[3]. 道路路面性能检测和评估方法的研究与实践[D]. 徐立新. 南京理工大学. 2008
[4]. FWD检测数值的动态分析与反演[D]. 贾想. 西南交通大学. 2009
[5]. 水泥混凝土路面板底脱空判别方法和处治技术研究[D]. 王芳. 长安大学. 2009
[6]. 水泥混凝土路面脱空识别技术研究[D]. 潘名伟. 郑州大学. 2007
[7]. 动静荷载作用下水泥混凝土路面接缝传荷能力的研究[D]. 张淑泉. 长沙理工大学. 2009
[8]. 基于动态弯沉的水泥混凝土路面脱空识别技术研究[D]. 张晨风. 郑州大学. 2016
[9]. 随机路面不平度激励下车—路耦合振动理论研究[D]. 曾凡森. 福州大学. 2009
[10]. 高聚物注浆技术在沥青路面结构中的应用及动力响应分析[D]. 马小跃. 郑州大学. 2009