基于探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别

脱空病害在水泥路面中不可避免,危害路面结构安全性,迫切需要建立脱空病害区域的准确定位方法。采用探地雷达(GPR)为无损检测工具,通过GPR信号时频特征的提取和正反演实验构建了脱空病害的特征数据集,将特征集进行PCA降维,以PCA主元为输入、正常和脱空为输出分别建立SVM和ANN脱空识别模型;在获得脱空的GPR信号上提出窗口能量法判断脱空区域的深度,在实际路面上对脱空识别进行验证。结果表明:时频特征可表征脱空病害,包含病害的部分数据集更适合用于建模识别;ANN的识别准确度优于SVM,窗口能量法可有效定位脱空区域的深度,并对噪声具有一定的鲁棒性,在室内模型中定位精度平均误差1.51%。研究结果可为路面精准养护提供科学依据。

基于振动传递率函数的水泥混凝土铺面脱空识别方法

为提高水泥混凝土铺面脱空识别的准确性和便捷性,提出一种基于振动传递率函数的板底脱空识别方法。首先,建立了九块板全尺寸铺面结构三维有限元模型,获取冲击荷载作用下铺面板的多点加速度响应;其次,在2个振动传递方向上,分别计算相邻2个测点间的振动传递率函数,分析特定频段内传递率函数的差异,并提出传递率损伤指标(transmissibility-damage indicator,TDI)及其矩阵表达式;最后,计算分析11种不同脱空形式、程度下TDI矩阵的差异,并分析测点布设方式、信号噪声水平对TDI矩阵的影响。结果表明:该脱空判定指标能较好识别定位板角和板边局部脱空。所得TDI矩阵在板角脱空的2个传递方向均十分显著,在板边脱空的垂直脱空边方向较为显著;对于板中脱空,2个传递方向上的TDI矩阵均无法有效识别。板中脱空的分布与TDI矩阵的分布一致性较差;对于多区域脱空,其计算得到的TDI矩阵与单区域脱空类似,对于板角和板边局部脱空均能有效识别;测点布设越密,TDI矩阵的分布与脱空分布的一致性越高。然而,该识别方法对噪声水平较为敏感,噪声水平越高,识别精度越低,需要较高精度的传感器或设备予以支撑。

声振法水泥混凝土路面地基脱空判定

通过声振法采集水泥混凝土路面声频信号,利用MATLAB软件的数据分析和处理功能进行音频信号的频谱及声谱分析,定义频率变量和频率峰态值等状态参数,应用多值神经网络和Dempster-Shafer理论建立了一套噪声环境下的自动识别系统,实现水泥混凝土路面地基脱空的判定。

水泥混凝土路面脱空及检测识别技术发展现状分析

文章介绍了人工判别法、弯沉判别法、声振法、探地雷达法、红外热成像法五类底板脱空检测识别方法,并对比分析其优缺点,提出了脱空检测识别技术定量判定的研究发展方向。

水泥混凝土路面板下地基脱空状况的评定与分析

以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,指出脱空对弯沉的影响是显著的,并提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行,排除了接缝传荷状况不确定的影响。最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用FWD对水泥混凝土路面板下脱空进行快速评定。

基于弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空识别方法

通过分析脱空产生和形成的机理以及板底脱空图式来确定脱空识别的研究方向.采用弹性地基板模型分析了落锤式弯沉仪(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、地基刚度半径、路面板角弯沉比(FWD荷载作用于板角和板中时弯沉之比)之间的近似关系式,建立了通过比较实测弯沉比与理论弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空的识别方法.工程实践表明,采用方法判别水泥混凝土路面板角脱空状况是可行的.

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.

基于声压的水泥混凝土路面板底脱空连续识别方法研究

鉴于南方多雨地区,细颗粒半刚性基层上的水泥混凝土路面板底脱空问题非常严重,极易导致路面板发生断裂和错台等病害,并且考虑到路面脱空缺乏适用于项目级检测的方法和手段的实际情况,该文基于水泥混凝土路面敲击振动的声压变化,开发了适用于项目级检测的板底脱空连续识别方法,同时提出可以利用有限元法确定路面结构在不同脱空形态下的声压值。经实际工程检测验证,认为该方法检测效率高、操作简单和费用低廉,可以用于水泥混凝土路面项目级检测,并为路面项目级养护和维修提供有效依据。

基于FWD的水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究

为了明确落锤式弯沉仪(FWD)检测水泥混凝土路面板底脱空的测试方法和判定标准,基于水泥混凝土路面板底脱空形成机理,对FWD检测水泥混凝土路面板底脱空的基本原理、测点布置要求、脱空判定方法及标准进行了研究分析,提出了在现场检测时应确保测点位置干净整洁并施加恒定荷载以及选择在板块上、下表面温差较小时段检测等要求。根据工程案例以及FWD检测结果验证可知,当水泥混凝土板块板边中点弯沉值与板中弯沉值的比值大于2或板角弯沉值与板中弯沉值的比值大于3时,应综合判定该水泥混凝土板块存在脱空病害。

基于地震波法的水泥混凝土路面脱空检测

为分析地震波法在检测水泥混凝土路面脱空病害中的可行性,在概述地震波法检测原理的基础上,以某待养护高速公路为例,借助IDTS3850振动测试仪,从室内检测和室外检测两个层面对检测方案设计、检测过程实施、检测结果比较等展开研究,总结出水泥混凝土面板在不同脱空状态下振动特性变化的一般规律。结果表明,影响地震波振动特性参数的关键因素是脱空面积;地震波振动特性参数与板底脱空面积之间存在较好的相关关系;应用地震波法展开水泥混凝土路面脱空检测切实可行,简便高效。

水泥混凝土路面板角脱空判定指标

以ANSYS有限元计算软件为基础,利用FWD(Falling weight deflectometer)板中板角实测弯沉值,建立以板角弯沉为判定指标的板角脱空范围估算方法。对均匀支承的无限大板板角理论弯沉值修正平面尺寸效应和板间接缝传荷能力,求解理论板角弯沉值,将其与FWD实测板角弯沉值相比较以评定路面板角脱空状况;提出板角脱空指数λ,并分析λ与脱空尺寸、面板模量、面板厚度和地基反应模量的相关性,建立λ与脱空尺寸的回归关系式估算脱空尺寸。对湖南耒宜高速公路试验段板角脱空识别结果与实际钻芯结果进行对比,发现最大相对误差为6.32%,与检测结果较吻合,表明该方法具有较高的可靠性,能为水泥混凝土路面板底脱空的识别提供合理、可行的新思路和手段。

水泥混凝土路面板底脱空判别方法研究

根据弹性地基板计算的近似梁法，经过计算与分析，给出了采用板中弯沉值与板边弯沉值之比判断板底脱空现象的方法，并通过实例进行了验证。

水泥混凝土路面板底脱空评判方法研究——以梅观高速为例

为准确有效地评定水泥混凝土路面的脱空状况,通过对现场贝克曼梁(BB)、落锤弯沉仪(FWD)、路面雷达(GPR)和钻芯取样检测结果的分析和计算,并充分参考梅观高速路面的实际情况,提出了以板角弯沉、横缝中点弯沉和接缝传荷系数3个指标作为水泥混凝土路面脱空的判断标准。研究表明:据此评判标准与方法判定的脱空状况与钻芯取样结果基本一致,对板底脱空情况判断的准确率高达86.7%,对脱空等级判断的准确率达到80%,说明该评定方法具有较高的准确度与可靠性,能够满足水泥混凝土路面板底脱空判别与评价的需要。

板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷的影响

基于路面力学专业有限元软件KENSLABS,建立起板底横缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态(接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空)下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化效果。结果表明:接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大;不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著;不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。

水泥混凝土路面板底脱空的原因及防治措施

根据水泥混凝土路面破坏情况的调查,分析了混凝土路面产生板底脱空现象的原因及其防治措施,对预防早期破坏,延长水泥混凝土路面的使用寿命具有指导意义.

水泥混凝土路面板角脱空的有限差分分析

分别对水泥混凝土路面板角脱空的悬臂板模型以及考虑基层缓冲作用的脱空面板进行了有限差分分析。比较了二者的假定条件和计算结果之间的差异,并与传统的结构计算结果作了横向比较。计算结果表明,假定脱空路面板为悬臂板时,由于传统的结构计算方法未考虑荷载的偏心作用,计算结果比有限差分法计算所得的悬臂板模型计算结果要小得多。在考虑基层材料的有限差分计算中,由于基层材料的缓冲作用,板中的拉应力和位移明显减小,但路基土中有一定的拉应力存在,必须设法提高路基土的强度。

水泥混凝土路面板底脱空灌浆材料研究

通过灌浆材料配合比试验,分析了各种成分的掺量对其性能的影响,得出灌浆材料各种成分掺量的合理范围。在此范围内设计出7种不同配合比的灌浆材料,对试验路段的脱空板做现场灌浆试验,28 d用落锤式弯沉仪和探地雷达检测各种灌浆材料对水泥路面板底脱空的治理效果。试验结果表明:灌浆材料Ⅱ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.3∶0.01∶0.1)和Ⅳ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.2∶0.01∶0.08)对治理板底脱空效果较好。

不同脱空形式下水泥混凝土路面破坏应力分析

水泥混凝土路面在车辆荷载的作用下,由于路面施工控制等多方面的原因可能产生接触脱离,进一步生成脱空区。脱空区在车辆荷载的作用下,使路面产生开裂、破碎、折断,从而造成路面破坏。文章将脱空区假定为三角形、矩形、梯形3种典型形状进行力学分析,得出脱空区各点的应力公式和临界面的最大主应力公式,从而分析水泥混凝土路面的应力,研究混凝土路面破坏的主要形式,为水泥路面施工控制奠定基础。

水泥混凝土路面的板底脱空及其影响分析

根据水泥混凝土路面板底产生脱空的机理,利用有限元程序ANSYS,就不同脱空面积和脱空形状对水泥混凝土路面板的影响进行了分析,结果表明:理论计算得到的板底脱空形状与实测值相符;随着脱空面积的增大,水泥混凝土路面板的弯沉值呈反S型增大,而当脱空面积相同时脱空区域的形状对弯沉值的影响不大。

基于模糊层次分析法的水泥混凝土路面板底脱空率的估算

在构建水泥混凝土路面板底脱空层次分析估算模型的基础上,结合模糊数学理论,创立了基于模糊层次分析法的板底脱空率估算方法。建立了与板底脱空相关联病害的层次分析结构模型,通过计算基于专家打分的模糊互补判断矩阵,确定了模型中各评定指标的权重,并通过引入交通等级影响系数ξ,对估算模型进行了交通荷载影响的修正。结合湖南耒宜高速公路试验段进行实例分析,结果表明:与FWD检测结果相比,模糊层次分析法估算的脱空率最大误差为7.4%,与检测结果较为吻合。该方法能为水泥混凝土路面板底脱空处治计划的编制提供新的思路和手段。