半刚性基层裂缝无损监测与评价技术研究

目前半刚性基层裂缝无损评价技术尚不成熟,无法科学高效地判断基层损坏情况。文中通过室内试验采用分布式光纤传感器监测水泥稳定级配碎石小梁结构应变,提出半刚性基层裂缝无损监测技术。依托某高速公路实体工程,采用传统检测手段获得各结构层质量评定指标,建立半刚性基层损坏状况无损评价方法,结果表明,分布式光纤可以对基层裂缝的位置及大小进行有效监测,在实际铺设过程中应该加以封装保护,以提高光纤在实际应用中的成功率。基层表面弯沉与其损坏状况具有显著相关性,通过基层表面弯沉可以推断出其损坏状况及特征。基层模量衰减比与其损坏状况在双对数坐标系下具有良好的线性相关关系,通过面层弯沉盆可以反演基层模量,进而实现基层状况无损评价。

基层模量对路面性能的影响分析

利用弹性层状理论计算程序Bisar分析了基层模量对沥青面层内部竖向压应力、剪应力、面层底部拉应力和表面弯沉的影响 ,进而计算了基层模量对路面稳定性、疲劳寿命和永久变形的影响 .分析表明 ,基层的模量必须保持在一个合理的范围内 ,才能从整体上获得好的路用性能 .较高的基层模量会增加面层竖向压应力 ,易于引起路面车辙 ,但过低的基层模量会增大路面表面的剪应力并使沥青层底部受拉 ,进而降低沥青路面在行车荷载作用下的疲劳寿命 .由此得出了沥青路面合适的基层模量范围在 0 8～ 1 2GPa之间 .

半刚性基层模量对路面结构受力的影响

针对不同的半刚性基层模量,采用BISAR3.0计算程序进行计算,分析了面层竖向应力、面层底面及基层底面拉应力、路表弯沉、表面剪应力最大值产生的位置,以及随半刚性基层模量的变化趋势。结果表明:过大的基层模量,会导致路面车辙,发生剪切破坏、基层开裂,降低面层的疲劳寿命,但过小的基层模量又不能形成足够的强度;综合分析认为,基层模量宜选取1 000～1 600 MPa。

基层模量对沥青路面力学性能的影响分析

沥青路面的基层材料种类繁多,模量变化范围很大,而基层模量对路面结构力学有重要的影响。选取3种典型的路面结构,选用4种实测轮胎接地荷载,建立三维有限元路面结构模型,分析基层模量变化时的力学响应。结果显示,基层模量的增加对路面使用寿命有2种不同的影响趋势,一方面可以减少沥青层层底弯拉应变,从而增加沥青路面的疲劳寿命;另一方面,表面层最大剪应力呈明显的增大趋势,容易产生路表面局部早期损坏。在此基础上,给出基层模量的合理范围建议值。最后,提出增加一个抗剪指标以控制基层的模量。

基层模量对沥青混合料路面性能影响的力学分析

通过对典型路面结构三维有限元计算,得出了在车辆荷载作用下不同基层模量沥青路面内应力场的分布状态,进一步揭示了基层模量对路面车辙、剪应力及疲劳寿命的影响规律。基层模量过大会加大面层车辙的深度,使面层底部拉应力加大,从而降低路面的疲劳寿命,但是基层模量过小又不能形成足够的强度。综合分析认为,半刚性基层模量在1200-1600 MPa范围内是比较合理的。

半刚性基层模量对沥青路面性能影响分析

该文以少洛高速公路路面结构为例,分析半刚性基层模量对沥青混凝土路面各种使用性能的影响,同时,对于路面破坏与半刚性基层的模量之间的关系进行了一定程度的探讨,并在此基础上提出了半刚性基层模量的合理取值范围,对路面基层设计具有一定的参考价值。

半刚性基层沥青路面模量参数反演的影响因素分析

基于结构动力学基本理论,建立路面结构动力有限元数值分析模型,系统地分析了FWD测试荷载的动力特性及层间接触状态对于半刚性基层沥青路面模量参数反分析结果的影响规律。研究结果表明:忽略测试荷载的动力特性,采用传统拟静力反分析方法进行半刚性基层沥青路面模量参数的反演分析,将使沥青面层及路基的模量被高估,其值分别为16.0%和8.7%,而使基层模量被低估3.4%;层间非连续接触行为对沥青面层与路基模量参数的反演结果影响不大,但使基层模量反演值显著偏低,仅为理论反演值的40～43%。研究结果为基于FWD测试技术有效地进行半刚性基层沥青路面结构层模量参数的反演分析提供了前期理论依据。

机场刚性道面基层顶面模量转换关系研究

应用弯沉等效原则,基于有限元模拟计算,研究机场刚性道面基层顶面回弹模量与反应模量间的转换关系,解决机场刚性道面设计中基层顶面反应模量需靠经验确定的弊端。通过设计正交试验,计算49组典型道面结构下一一对应的基层顶面回弹模量与反应模量,由极差分析确定各因素对转换关系的影响程度,并利用Matlab多元非线性回归方法建立了两者间的转换公式,通过现场实测数据验证了转换公式的准确性。结果表明:回归公式计算出的基层顶面反应模量误差在8%以内,精度较高;面层厚度对基层顶面回弹模量转换关系的影响比弹性模量更加显著,厚度由0.31 m增大至0.43 m时,与同一基层顶面回弹模量对应的反应模量减幅均在30%左右;面层弹性模量由21 000 MPa增大至41 000 MPa时,同一基层顶面回弹模量对应的反应模量减幅均在20%左右。

基层模量对重载交通沥青路面受力特性的影响分析

基层模量是沥青路面设计的重要参数,它的取值将直接影响到沥青路面的受力计算结果与使用寿命。在应用BISAR3.0程序系统计算不同轴载情况下基层模量变化对沥青路面受力与变形特性的基础上,统计得到了基层模量对重载交通沥青路面使用寿命的影响模型。结果表明,基层模量对重载交通沥青路面的使用寿命具有显著的影响,在设计中需要根据工程实际,选用合理的基层模量参数。

基层模量对沥青路面结构的力学响应

在沥青路面结构参数均不变的情况下,基于BISAR3.0软件,通过调整路面基层的模量来研究整个路面结构内部应力、应变和弯沉的分布规律,分析了沥青路面基层模量的变化对沥青路面结构层的影响,对合理选择路面结构参数,作好路面结构组合设计工作具有重要意义。

利用BP人工神经网络反算沥青路面基层弹性模量研究

基于层状弹性体系理论,利用BP人工神经网络预测沥青路面基层弹性模量。通过构建路表弯沉盆与沥青路面基层参数之间的数据库,建立了BP人工神经网络反算基层弹性模量预测模型。由理论弯沉盆作为已知输入参数进行反算时,基层弹性模量的反算值与理论值相对误差在8%左右;由实测弯沉盆作为已知输入参数进行反算时,计算弯沉盆与标准化实测弯沉盆的拟合均方差RMSE为4.49%。检验结果表明:基于层状弹性体系理论,建立的BP人工神经网络反算沥青路面基层弹性模量模型,可满足实践工程要求。

基层模量对重载交通沥青路面受力特性的影响分析

基层模量的取值将直接影响到路面结构的受力特性，它是是路面设计的重要力学参数之一。本文系统分析基层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力的影响，并阐述了其影响规律。结果表明．基层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性具有显著的影响，提高基层模量值将显著减小路表弯沉值底基层层底拉应力，而基层本身的层底拉应力值将增大，需要在路面设计中充分重视。

基层的模量与厚度对路面使用性能的影响

利用路面结构设计计算出了各层层底的应力，并通过图示系统分析了基层的模量和厚度对各层层底应力、疲劳寿命、弯沉值的影响，得出了基层模量取800～1200MPa为宜．基层厚度取20～30cm为宜的结论。

基于不同基层弹性模量的沥青路面加铺厚度设计案例分析

中国以沥青路面结构为主导的公路路网已基本建成并开始进入全面养护维修阶段。文中针对现阶段常使用的加铺设计方法,通过案例探讨如何确定半刚性基层沥青路面结构层的有效模量,进而确定沥青路面加铺层设计厚度。结果表明采用现行规范方法进行加铺层设计存在一定局限性,按3层沥青面层的旧路基层在最有利和最不利状态下的弹性模量计算出的适宜加铺厚度相差约3cm,基层弹性模量的变化对加铺厚度的影响不大。

基层模量对路面应力的影响分析

利用程序计算了基层模量变化时对沥青路面面层的应力情况的影响，分析了基层模量对路面疲劳、永久变形的影响，并提出了沥青路面合适的基层模量范围。

基层模量对沥青路面疲劳寿命的影响

以广东省高速公路典型的无机结合料稳定类基层沥青路面结构型式为基础,对比分析了我国2006版、2017版《公路沥青路面设计规范》和壳牌(SHELL)设计法中的七个设计指标在无机结合料稳定类基层沥青路面上基层模量变化时的力学响应结果,并根据不同规范疲劳寿命的计算方法分别对其进行了计算和分析。结果表明:对于选定结构型式疲劳寿命的计算,我国2006版设计规范起控制作用的主要是基层底纵向拉应力,在此基础上,2017版设计规范增加了沥青层永久变形量这一双重控制指标,因而较2006版设计规范更为安全;壳牌设计法不适用于我国无机结合料稳定类基层沥青路面疲劳寿命的计算。

旧路基层实测模量与设计模量的差异对路面受力影响分析

依托高速公路旧路原设计模量参数,现场对基层模量进行实测,采取三维有限元方法建立模型,对比分析路面弯沉、面层和基层层底水平应力等指标随着半刚性基层弹性模量的变化规律。结果表明,路表弯沉继基层模量增大而逐渐减小,沥青各结构层层底受压,尤其是下面层的层底压应力一定程度变大,基层层底拉应力逐渐增大,底基层层底拉应力逐渐减小,相应的基层疲劳寿命将缩短,沥青面层压应力会随着基层模量过度增大而显著增大,路面永久变形可能会增大,从而不利于路面的高温稳定性。

基层模量及层间接触对半刚性沥青路面影响分析

采用BISAR3.0分析软件,研究了基层模量及层间接触对半刚性沥青路面的影响,得出了路表弯沉、沥青面层层底、基层层面竖向应力、径向应力、切向应力随层间连续状态、半刚性基层模量的变化趋势。

对旧水泥混凝土路面基层顶面回弹模量计算公式的探讨

旧混凝土路面基层顶面回弹模量的确定是补强设计中重要参数之一，本文对《公路水泥凝土路面设计规范》（ＪＴＪ０１２－９４）基层顶面回弹模量计算公式在使用中存在的问题做了深入的分析，并提供了可适用于工程设计的计算公式。

改建工程中半刚性基层损坏状况评估方法

为了建立半刚性基层损坏状况无损评价体系,依托昌樟高速公路改建工程检测面层表面和基层表面损坏状况及贝克曼梁/FWD弯沉值。结果表明:面层表面损坏状况和弯沉均与基层损坏状况无良好相关关系;基层表面弯沉平均值与基层损坏状况有显著相关性,而采用弯沉代表值时相关性较差。提出"基层模量比"评价指标表征基层损坏状况,并依据基层表面弯沉平均值建立了基层模量比分类评价标准。最后利用FWD弯沉盆检测结果验证了该评价标准的可行性。