水泥混凝土路面板底脱空无损检测技术研究

为了进一步明确落锤式弯沉仪(FWD)和探地雷达(GPR)进行水泥混凝土路面板底脱空的无损检测方法和判断标准,基于2种方法的测试原理分析,分别提出了弯沉比值法和雷达信号畸变特征分析法进行路面脱空判定,并对两种脱空检测技术进行了工程应用。结果表明,两种检测技术判定结果具有较好的一致性,由于GPR检测速度快且为连续性检测,更适合运营道路水泥混凝土路面板底脱空检测。

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。

水泥路面脱空区域GPR信号的时频域分析

水泥路面脱空是导致路面板块断裂的主要因素,若能及早确定脱空区域的范围,则可为水泥路面结构安全性的力学分析提供依据。以水泥路面脱空病害为研究对象,采用正演模拟方法研究了不同脱空形状以及不同填充物质对GPR(探地雷达)响应信号的影响;采用编程软件设计了探地雷达(GPR)信号处理模块,使用连续小波变换(CWT)提取脱空区域的信号特征,对病害区域进行了3D重构;并将上述方法在构建的室内脱空模型上进行了验证。结果表明,设计的后处理软件可实现GPR信号的后处理功能,为正演和反演数据的信号分析提供有效工具;经过CWT处理后的脱空与正常路面的GPR信号在时频域差异明显,CWT图谱能量集中区域可表征脱空的深度和范围,CWT结果还可用于3D可视化分析,为解译脱空区域范围以及判断是否含水提供参考,这为GPR信号解译提供了新的处理手段。

混凝土路面脱空高效压浆及提高补强性能施工技术研究

文章介绍了工程项目中混凝土路面脱空高效压浆及提高补强性能的施工技术,通过研发一种定向压浆装置,可使压浆方向更为集中,满足脱空空间压浆充盈度要求,实现了脱空路面高效压浆施工,并对压浆材料配比、压浆工艺进行了改进和优化,提高了压浆对路面的补强效果,道路的使用性能显著提高,可为类似混凝土路面脱空整治提供参考和借鉴。

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。

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。

水泥混凝土路面板脱空检测方法研究

为了及时预防和处治路面板脱空问题,延续和提高道路服务质量,准确判定板底的脱空状况,采用地震波法检测水泥混凝土路面板脱空动力响应。室内试验通过传感器采集和分析水泥混凝土路面板的应变和加速度。结果表明:随着路面板的脱空面积增加,板的应变变大,振动时间变长,最大振幅的频率降低,振动加速度变大,而且板顶应变小于板底应变,随着落锤高度变化,试验结果也不同;非脱空水泥混凝土路面板的应变和振动时间以及最大加速度远小于脱空水泥混凝土路面板,脱空水泥混凝土路面板最大振幅对应的频率要更小。

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。

FWD在旧水泥混凝土路面板底脱空判定中的应用

水泥混凝土路面板底脱空现象影响路面的正常使用。分析了脱空产生的原因,介绍了传统的判定脱空的方法,并结合工程实例,应用FWD法对旧水泥混凝土路面板底脱空现象进行了判定。

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。

截距值法评定水泥混凝土路面板底脱空应用效果研究

以运城市某市政道路工程为依托,采用落锤式弯沉仪对水泥路面板角分3级加载(50kN、70kN、90kN)进行弯沉检测,采用截距值法对板底脱空情况进行判定,并选取了典型面板现场取芯验证脱空情况,得出该路板底脱空率17.4%,采用截距值法评定水泥路面板底脱空时,应综合考虑水泥板设计厚度及强度等影响因素。

机场水泥混凝土道面脱空判定及影响

根据现场实测弯沉数据和理论计算结果,提出了适用于机场水泥混凝土道面的基于HWD(High WeightDeflector)弯沉测试的脱空判定标准.采用三维有限元软件ABAQUS,分析了不同脱空状态对道面荷载应力的影响,并给出了不同脱空程度对道面使用寿命影响的算例.研究表明,水泥混凝土道面板边脱空判定标准为"板边弯沉/板中弯沉>1.8";板角脱空判定标准为"板角弯沉/板中弯沉>3.0";道面脱空严重时,道面板的荷载应力增幅超过250%,道面使用寿命下降迅速;在脱空发展初期时,脱空面积的影响并不显著,随着脱空区域基层反应模量下降,脱空面积影响的显著性迅速增大.

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.

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。

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．

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。