声振法检测水泥混凝土路面板角隅脱空试验与数值仿真分析

目的研究声振法检测水泥混凝土路面板角隅脱空动力响应.方法针对水泥混凝土路面板角隅脱空,采用试验和数值仿真结合的方法,通过利用传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和加速度.同时结合试验情况建立水泥混凝土路面板角隅脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行对比.结果随着水泥混凝土路面板角隅脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率降低了23%,振动时间提高了63%以上,板的振动加速度和应变提高了1倍以上,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响.结论角隅脱空水泥混凝土路面板的最大加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;角隅脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者互相验证.     

水泥混凝土路面脱空板的自振频率试验分析

水泥混凝土路面板脱空程度与其振动特征有较好的相关性,为准确获取路面板的竖向自振频率,通过布设传感器,获取不同脱空程度路面板在环境激励振动时程曲线及瞬态激励后的衰减自由振动波形,并对其分别采用傅里叶变换原理及最大熵谱法进行自振频率分析.研究结果表明,在进行自振频率测试及分析时应采用多种方法综合分析,以免造成误判;瞬态激励下路面板的振动幅值比环境激励情况下的振动幅值大,可以采用最大熵谱法对激励后的自由测试衰减振动进行分析,结果更为清晰准确.这些研究,可为今后路面板的脱空检测及自振频率分析提供一定参考.     

灌浆技术在水泥混凝土路面板施工中的应用

水泥混凝土路面在我国已有多年的使用历史,近年来,我国现有的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限,随着交通量的增加,尤其是汽车轴载日益重型化,在连续荷载作用下,出现路面损坏,使用品质下降等情况,水泥混凝土路面最严重的病害路面板的断板直至破碎,而这种情况往往是由于板下脱空所引起的。如果能解决板底脱空问题,那么水泥混凝土路面的使用年限将大大延长,板下灌浆技术是很有效的解决办法,它是通过对水泥混凝土路面板下灌注水泥浆液、水泥粉煤灰浆液、水泥砂浆,充实板底脱空空隙,达到稳定水泥混凝土板块的目的,改善路面通车状况的方法。     

压浆技术在混凝土路面加铺沥青薄层中的应用

板底脱空病害处治的好坏,直接影响到旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的效果和寿命。通过分析水泥混凝土路面接缝处弯沉差来评定压浆技术处治脱空板底的效果,解决了路面面板脱空病害处治质量判定的难题。     

基于梅尔倒谱系数的路面板下脱空识别的应用研究

混凝土路面在使用过程中会出现各种病害,板下脱空就是常见的病害之一。因此,对混凝土路面板下脱空的有效识别就显得十分必要和紧迫。文中在了解和分析国内外脱空识别和声信号处理方法的基础上,针对声振法采集到的声信号的具体特征,利用梅尔倒谱系数(MFCC)和BP神经网络在混凝土路面板下脱空程度方面的应用,对路面板下脱空进行了研究。结果表明:严重脱空的识别正确率为94%,一般性脱空的识别正确率为92%,非脱空的识别正确率为90%。本文研究方法能够达到识别路面板下脱空的目的。     

温度变形对刚性路面路基的影响

研究了水泥混凝土路面板温度变形的大小,视刚性路面板为自由矩形薄板,当温度沿板厚非均匀分布时,路面板变形后呈球面,据此得到挠度表达式;考虑变形后路面板在自重和车轮荷载作用下的变形,计算出由此产生的路基沉陷量;根据板中不发生脱空现象的条件,计算出板角处路基应有的沉陷量,采用等效法近似地得到路基顶面回弹模量值.计算结果表明,在刚性路面结构中,欲保证路面板不产生脱空,路基顶面回弹模量不宜过大,建议在规范中对其规定上限值.     

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．     

高速公路水泥混凝土路面压浆技术探讨

文章介绍了高速公路水泥混凝土路面板底脱空的成因及其危害,分析了板底脱空压浆处理的作用,详细介绍了水泥混凝土路面板底脱空压浆技术和施工方法并加以探讨.     

路面板底脱空唧泥判定与自补偿压浆材料处治

针对目前唧泥程度与路面板底脱空相关关系国内外研究较少以及常用压浆材料处治板底脱空存在“二次脱空”的情况,以烟台-威海高速公路试验段为依托工程,通过对试验段唧泥高度观测数据的统计分析,结合钻孔实测板底脱空量,提出基于唧泥高度的路面板底脱空程度判定标准;并引入自膨胀补偿收缩理论,改良有机类和水泥类压浆材料,推荐分别适用于处治路面板底轻度、中度和重度脱空的自补偿式压浆材料.试验段钻孔复核与弯沉检测结果表明:基于唧泥高度的路面板底脱空判定标准准确度可达80％以上;板底脱空路面板经推荐的自补偿式压浆材料处治后弯沉小于0.2 mm.     

非均质机场水泥道面板底脱空雷达波响应

为研究机场刚性道面配筋与非均质材料对板底脱空探地雷达波响应的影响规律,采用PFC3D离散元模拟和gprMax电磁仿真构建道面多相非均质电磁差分模型,进而建立板底脱空长度与脱空顶部反射波幅值的函数关系.研究结果表明：雷达波信号在非均质中的波场快照和剖面图呈现随机扰动特征,含水脱空回波信号受非均质材料衰减作用影响显著;脱空与钢筋层间形成能量团,增强了脱空回波信号,空气脱空回波信号受能量团增强作用显著.脱空长度小于第一临界点时,回波信号振幅强度与脱空长度呈二次函数相关;脱空长度大于第一临界点时,随脱空长度的增长,振幅先下降,后在第二临界点保持不变.该研究为探地雷达定量估算水泥道面板底脱空的长度发展提供了理论依据.     

基于PFWD的水泥路面板底脱空评定可行性研究

文章采用PFWD检测了水泥混凝土路面板不同位置处的实际弯沉值,应用统计学理论验证了界首-阜阳-蚌埠高速公路水泥混凝土路面板底脱空遵循横缝不设传力杆的混凝土板脱空发展一般规律,并由此确定了板中不脱空对应的弯沉值;通过三维有限元模拟计算,分析了不同脱空尺寸下不同位置的理论弯沉,得到脱空面积与弯沉量的回归计算式,最终确立了板...     

水泥混凝土路面早龄期湿度场性状试验研究

为了解水泥混凝土路面板早龄期湿度场性状特征,采用瑞士SHT15型数字化温湿度传感器,针对不同施工季节、不同基层与面板接触边界,进行水泥混凝土板早龄期湿度场的室外路面板监测试验研究.监测发现:水泥混凝土路面板湿度场在铺筑完之后依次经历饱和阶段、湿度下降阶段和波动阶段,各阶段的发生时刻和幅值取决周围气象条件和边界条件;通常工况下板底湿度高于板顶湿度,沿板厚方向形成湿度梯度,夏季施工路面早龄期板顶板底最大湿度差可达8%.此外,分析发现水泥混凝土路面相比其它混凝土结构,由于属于薄板结构,湿度场的影响和控制应额外注意混凝土路面基层边界条件与施工季节等因素.     

路面板脱空弯沉差判定与自补偿压浆材料处治

针对目前基于弯沉的路面板底脱空判定方法研究的不足及常用压浆材料处治板底脱空存在“二次脱空”的情况,以烟台一威海高速路试验段为依托工程,通过对试验段路面板同板板中心、板边中点和板角弯沉检测数据的统计分析,结合钻孔实测,提出路面板底脱空同板弯沉差判定标准,并引入自膨胀补偿收缩理论改良压浆材料,推荐分别适用于处治路面板底轻度、中度和重度脱空的有机类、水泥类和掺砂类自补偿压浆材料.试验段钻孔复核与弯沉检测结果表明,路面板底脱空同板弯沉差判定标准具有较高的准确度和可信度,推荐的自补偿压浆材料处治效果良好.     

1/4车-路耦合动力学模型研究

将车辆简化为1/4车模型,路面结构视为地基梁或地基板,建立车-路耦合动力学模型;通过引入动态接触算法,采用直接积分法求解,比较了车-路耦合动力学模型与静力模型结果的差别;讨论了两种模型在车辆非悬挂系质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉、动应变、接缝嵌缝料剪切应变和接缝传荷效率等的异同.结果表明,两种模型的非悬挂质点垂向加速度、车-路耦合作用力、路面板动弯沉和接缝嵌缝料剪切应变等具有较好的一致性,在动应变及接缝传荷效率等方面有一定差异;地基板模型可很好地模拟移动车辆作用下混凝土路面结构的动态响应,而地基梁模型可高效地用于路面结构的接缝传荷、嵌缝料振动模拟.建立的模型可用于水泥混凝土路面动态响应分析和路面性能评价.     

水泥混凝土路面脱空状态下的荷载应力

探讨了板底脱空的形成机理及一般图式，应用有限元方法，详细分析了不同地基模型（文克勒地基和弹性半空间地基）、不同车辆荷载（单轴、双轴和三轴）作用下无限大板和有限尺寸板在脱空状态下的荷载应力，研究发现，脱空状态下板的荷载应力是未脱空时的1．0～4．6倍不等．通过引入板尺寸修正系数、脱空应力修正系数，给出了考虑脱空影响的路面板荷载应力一般计算式，回归了未脱空无限大板荷载应力，分析了板平面尺寸的影响，提供了脱空应力修正系数诺模图，结果可用于水泥混凝土路面快速评定与断板防治．     

路面板断裂尺寸对沥青加铺层应力的影响

采用冲压技术断裂稳固路面板，再加铺沥青面层是旧水泥混凝土路面维修改造的方法之一。采用三维有限元法，分析了水泥混凝土路面板断裂尺寸与沥青加铺层的荷载应力、温度应力、耦合应力及基层顶面的压应力之间的关系，并在试验路研究的基础上，提出了旧水泥混凝土路面板合理的断裂尺寸。研究表明，路面板的断裂尺寸选择在80～100cm较为合理。     

基于板底脱空压浆处治前后力学行为对比分析

为探究脱空路面板压浆处治前后板底力学行为变化,本文通过建立ANSYS三维有限元水泥混凝土路面板底脱空及压浆处治模型,并模拟不同形式和程度的脱空与处治,对比分析压浆处治材料前后路面板弯沉及弯拉应力的变化,研究压浆前后各项相关指标变化规律。结果表明:在本文建模和模拟条件下,板底脱空可演化为三阶段:脱空尺寸在200～400 mm内为突变阶段,400～800 mm内为发展阶段,800～1 000 mm内为加速扩展阶段。经不同形式压浆处治后弯沉及弯拉应力均大幅度下降。当处治厚度较小时,其对路面板的影响程度较处治尺寸大;而当处治尺寸较小时,处治尺寸对路面板的影响更大。压浆材料模量的选择与基层材料模量相差在0～200 MPa范围内是合适的,否则将影响处治效果。     

浅谈水泥混凝土路面板底脱空压浆技术

水泥混凝土路面因进入使用的中后期,再加上超重车辆的反复作用,板底出现脱空等路面病害。采取科学分析后尝试用面板下封堵压浆的技术进行处理,效果良好。为水泥混凝土路面预防性养护提供参考。     

水泥混凝土路面脱空的压浆技术及应用

介绍了水泥混凝土路面脱空识别及压浆施工的方法和目前该领域的研究进展,显示了最新的发展领域,探讨了水泥混凝土路面板下地基脱空产生的机理, 评述了路面脱空产生的危害.对路面脱空压浆技术理论、施工环节的关键技术方法进行了综述.     

水泥混凝土板底脱空成因分析及处治

板底脱空是水泥混凝土路面的一种常见病害,本文分析了水泥混凝土路面常见的板下脱空产生的原因,重点介绍了目前广泛采用的压浆加固技术对脱空路面进行修补,它具有施工工艺简单、附属设备少、施工方便等特点。研究成果可以有效地指导水泥混凝土路面板底脱空处治,具有一定的工程应用价值。