刚柔复合路面结构弯沉盆形态分析

在建立了刚柔复合路面结构模型的基础上，应用三维有限元动力学的基本方法，对动载FWD（failing weight deflectometer,落锤式弯沉仪）作用下刚柔复合路面结构路表面的弯沉盆的形态进行了分析．探讨了各层模量、厚度、脱空以及土工织物对弯沉盆形态的影响，总结了不同情况下弯沉盆形态的变化，并提出了根据弯沉盆形态判别路面结构参数的思路．     

沥青路面惰性弯沉点的选取及土基模量的反演

水泥混凝土路面存在弯沉几乎不随模量变化而变化的惰性弯沉点,并可用于反算水泥混凝土路面结构模量。为了使理论弯沉盆与实测弯沉盆相匹配,将刚性下卧层引入到理论弯沉盆的计算当中,经过大量的弯沉盆计算发现,沥青路面惰性弯沉点的选取较为困难,提出了一种基于均方根误差最小准则的惰性弯沉点选取方法,并将其应用于土基模量的反演中。在基于惰性弯沉点的土基模量反算中发现基层模量的大小对土基模量反演的精度有比较大的影响,并分别回归出针对柔性基层和半刚性基层的路面结构信息与惰性点参数的关系。选取不同的路面结构进行土基模量反演,理论上论证回归公式的精度,用实测弯沉盆进行模量反算,并与国内外其它反算程序比较,验证了基于惰性弯沉点的土基模量反演方法的精度和可靠性。     

基于沥青面层曲率指数反算沥青面层的弹性模量

基于层状弹性体系理论,由路面结构的路表变形响应反算沥青面层的弹性模量.根据落锤式弯沉仪数据采集传感器与荷载中心的距离,构建了结构层参数与其相应路表弯沉盆之间的数据库.通过分析此数据库提出了沥青面层的临界影响厚度,并基于此临界影响厚度建立了相应的回归模型.理论弯沉盆和实测弯沉盆反算的算例对比分析表明,该方法具有良好的精度和可靠性,是一种实用、有效而快速的评定路面承载能力的方法.     

利用BP神经网络反算沥青路面结构层弹性模量的研究

 基于层状弹性理论,利用BP神经网络预测沥青路面结构层弹性模量。根据常用的路面结构形式,基于层状弹性理论构建路表弯沉值与结构层参数之间的数据库,并以此数据库建立沥青路面结构层弹性模量BP神经网络预测模型。对理论及实测弯沉盆进行结构层弹性模量预测效果检验,并对比分析计算弯沉盆与实测弯沉盆拟合程度。分析表明,建立的沥青路面结构层弹性模量BP神经网络模型具有较好的预测精度,为准确、快速地评价沥青路面结构层的使用状况提供了参考。     

动态弯沉盆几何特性分析

落锤式弯沉仪（ＦＷＤ）测定的动态弯沉盆中包含着丰富的路面结构的强度信息,本文从变沉盆的几何特性的角度进行了分析研究,一方面通过几何指标来衡量路面结构的强度,另一方面通过对弯沉盆几何形状的分析为模量反算提供信息。     

运用惰性点方法反算沥青路面结构地基模量

在水泥混凝土路面中存在的路面弯沉盆惰性点,可以用于反算水泥混凝土路面结构模量.为此论证了惰性点在沥青路面弯沉盆中的存在性,并利用惰性点方法开发出一套反算沥青路面结构地基模量的程序.首先论证典型的沥青路面3层体系可以简化为2层体系,在此2层体系中存在惰性点.然后,通过回归分析方法得出了路面结构信息与惰性点参数的相关关系.最后通过此关系,可以在实测弯沉盆中找到惰性点,并求解地基模量.     

横观各向同性混凝土路面层状结构动力响应求解与分析

考虑到混凝土路面结构由于其形成工艺等原因而存在一定的横观各向同性属性,采用傅立叶积分方程变换方法求解得到频率域内弯沉盆动力刚度矩阵,进而采用混合变量算法求解得到时域内弯沉盆在落锤弯沉仪动荷载作用下的动力响应。文章算法在水平向可以得到解析表达,竖直向通过精细积分算法可以达到计算机意义上的精度。数值算例验证了文章算法的准确性,在此基础上针对路面结构和层状地基厚度以及材料属性进行了广泛的参数分析,以期为工程实际提供可靠的理论依据。     

沥青路面面层和基层结构模量的反算

分析了路面面层刚度对路表弯沉盆形状的影响 ,并在此基础上利用“惰性点”理论开发了一套反算路面面层和基层模量的方法 .通过大量理论分析和数值验证发现 ,当路面面层模量较大时 ,荷载作用下路表弯沉盆较坦 ;相反 ,当面层模量较小时 ,路表弯沉盆较陡 .利用这一特性 ,创造了一种新的反算路面模量的迭代方法 ,即利用惰性点方法反算得到的地基模量 ,匹配荷载中心点和附近校核点 2处的弯沉值 ,得到面层和基层的模量 .该方法过程收敛 ,且反算解唯一 .最后还给出了一套沥青路面结构模量反算程序的算例和结果敏感性分析     

基于弯沉指数的水泥混凝土路面板角脱空识别

采用弹性地基板模型，分析了落锤式动态弯沉仪（FWD）荷载作用下水泥混凝土路面的弯沉规律，回归得到了板角脱空范围与地基类型、地基板相对刚度半径、路面板弯沉指数（FWD荷载作用于板角和板中时的荷载中心点弯沉之比）以及邻板传荷能力之间近似关系式．建立了通过板角和板中的FWD实测弯沉盆数据，对比理论计算结果判别水泥混凝土路面板角脱空状况的方法．     

柔性基层沥青路面车辙预测模型试验分析

介绍了沥青路面车辙预测模型，该模型通过落锤式弯沉仪（FWD）弯沉盆反算路面不同层位的模量．采用Kenlayer程序计算各层表面的弯沉和应力，以及各层的永久变形参数，得到了不同荷载作用次数下的预测车辙，并利用足尺加速加载试验来分析该模型和车辙的形成规律．结果表明预测模型能较好地反映加载过程中车辙的形成和车辙的大小．     

脱空对机场水泥混凝土道面荷载应力的影响

提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的计算脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响.计算结果表明:有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%.     

基于弯沉盆参数的沥青路面动态弯沉综合修正系数

为了建立基于沥青路面动态参数设计方法的路面质量验收标准,对弯沉综合修正系数F进行了研究.利用ABAQUS有限元程序,引入土基的非线性本构模型及其他结构层的动态模量来计算路表理论弯沉.修筑室内足尺试验路,并利用FWD测试其弯沉,根据F的定义,计算试验路各结构的F值.分析<公路沥青路面设计规范>及已有研究成果中的F修正公式...     

基于路面变形速度的弯沉测量方法

摘要： 为了实现在正常交通速度20~80 km/h下的连续弯沉测量,提出了采用测量路面变形速度反演弯沉的方法.研究利用激光多普勒测振仪测量路面在标准载荷作用下的路面变形速度的方法和路面变形速度提取算法,结合弹性地基上的欧拉 伯努利梁理论,推导弯沉盆曲线的两参数方程,采用牛顿迭代法利用路面变形速度反演路面弯沉.基于此方法设计的原型设备已在新疆、陕西、甘肃、天津、湖北等省市进行了近8×104 km的路测实验.结果显示,数据自重复性达到95%以上;与贝克曼梁测量数据对比,数据相关性达到90%以上.该方法一次测量只需要一次采样,测量与路面曲率无关,相对于传统测量方法,其适合于高速、无损测量.实验证明,该方法能满足路网级、逐车道的路面弯沉连续、无损、高密度、高速度测量的要求,具有广阔的使用推广价值.
关键词： 路面; 弯沉测量; 变形速度; 弹性地基梁
中图分类号： U 418.4+3,TP 23,TP 319文献标志码： A     

重载作用下沥青路面结构动态响应敏感性分析

采用三维有限元动力分析模型,分析了重载移动作用下轴载重量、轴载速度、路面结构参数等因素变化,对沥青路面动态响应的影响.结果表明:路面动态响应随着轴重的增加呈线性显著增加;轴载速度对路面动态响应有一定的影响,路面结构动态响应随轴载速度的增加呈现先增加再降低的趋势,重载车辆以常见速度运行时,对路面结构产生的疲劳破坏影响显著大于静载产生的疲劳破坏;路面结构参数中,面层厚度对路表剪应力、路表竖向压应力影响特别显著,路基模量对路表弯沉、底基层拉应力、路基顶面压应变影响特别显著.     

基于两点路表弯沉反算土基回弹模量的研究

基于层状弹性理论,利用远离承载板中心的两点路表变形响应反算土基回弹模量。根据半刚性基层沥青路面常用路面结构组合形式,构建土基回弹模量与两点路表弯沉值之间一一对应的数据库,建立回归模型。由理论弯沉盆和实测弯沉盆的预测结果表明,建立的土基回弹模量回归预测模型具有良好的精度和可靠性,为进一步快速、有效地评定土基的承载能力提供了依据。     

动态荷载下刚柔复合路面结构变形和应力分析

采用温克勒地基上跨接缝复合路面结构的三维有限元模型 ,分析了动力荷载下复合路面系统的最大变形和应力特性 ,比较了路表面纵向和横向上路面系统变形盆的差异 .并通过对接缝区不同层位的应力的比较分析 ,认为表面上反复竖向拉应力 (动态剪切 )是造成接缝区破损的主要原因     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.