总弯沉比及其在机场刚性道面板底脱空判定中的适用性

提出了一种板底脱空判定弯沉指标——总弯沉比(RTD),分析了其理论特征;为探究RTD在机场刚性道面板底脱空判定中的适用性,基于Abaqus有限元软件建模,以弯沉比和截距为对比对象,计算分析了道面结构参数、接缝传荷能力和脱空参数等对指标的影响。结果表明:相比弯沉比和截距,RTD与道面结构参数相关性更高,可据此建立相对精确的判定标准;此外,RTD在对脱空参数敏感的同时可避免接缝传荷能力与板底脱空的耦合影响。综合而言,RTD在机场刚性道面板底脱空判定中具有更好的适应性。

公路隧道水泥路面板底脱空有限元分析

建立了公路隧道水泥路面板底脱空结构的三维有限元分析模型,在单轴双轮荷载作用下,对由于板底脱空产生断裂情况下板角顶面最大拉应力和最大竖向位移进行了分析。通过讨论脱空宽度、面板厚度、轴载、基层模量以及基岩模量对板顶最大拉应力和竖向位移的影响,得出脱空宽度、面板厚度和轴载对板角顶面最大拉应力的影响较大,而各个因素对板角顶面最大竖向位移的影响程度差别不大。板角出现脱空时,重载是造成路面损坏的主要原因,通过增加面板的厚度和接缝设置传力杆可以有效防止路面板由于板底脱空造成的损坏。

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—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。

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.

土工格室碎石基层+刚性路面承载特性模型试验研究

为深入了解土工格室碎石基层上刚性路面的受力变形性能和破坏机理,在以往工作的基础上开展了进一步的模型试验,分别研究了该结构在静荷载作用下的荷载位移曲线和动荷载下的破坏模式,并且模拟了基层下土体被掏空时的工作情况,获得了大量的试验数据,试验结果表明该处治方法可大大提高路面整体的受力性能,加强路面板的协同工作能力,有效扩散上部荷载,从而可有效增大刚性路面板的破坏荷载,并且可以保证在严重板底脱空情况下的工作性能,将有效减少错台、唧泥等现象的发生。土工格室的加入使得碎石基层具有了半刚性基层的作用与功能,为长寿命水泥路面结构优化研究提供了一条新的思路。

水泥混凝土路面板中弯沉的温度梯度影响修正

在详细分析正温度梯度作用下路面板的翘曲变形的基础上,总结归纳了板中局部脱空可予修正的温度梯度范围,给出了可修正范围内的落锤式弯沉仪(FWD)和贝克曼梁(BB)实测弯沉修正方法和相应回归公式,提高了弯沉测试的精度和效率.

机场水泥道面日周期温度效应

为研究日温变化对机场水泥道面的影响,系统监测分析了日周期内西南某机场水泥道面板内温度、应变及弯沉的变化规律。结果表明:板内温度、平均温度及温度梯度均呈日周期变化,正、负温度梯度最大值分别出现在14:00—16:00、07:00—08:00;应变与温度不同步变化导致其随温度滞回变化,以温度梯度‒曲率分析道面温度效应可减少滞回特征影响;板角翘曲大于板边,接缝类型差异对板边翘曲影响更大;道面边、角弯沉随日温变化波动明显,接缝传荷系数波动主要受温度梯度变化影响,道面性能评价应考虑温度影响;接缝两侧弯沉之和与温度相关性高,且可能与接缝传荷能力无关,在考虑温度影响进行脱空判定时具有一定优势,建议进一步研究其特征。

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。

基于层间接触板底脱空压浆处治力学行为分析

为了分析压浆处治时考虑层间接触状态的板底脱空力学行为,建立了ANSYS三维有限元模型,分析了不同层间接触状态下的处治尺寸、处治厚度和压浆模量对水泥面板挠度和等效应力的影响。结果表明:挠度与弯拉应力随层间接触状态的增强呈下降趋势,尤其是处治尺寸在400～600 mm区间内,接触状态对水泥面板性能的影响较大。层间接触状态由光滑到连续可分为三阶段:接触系数在0. 0～1. 0为优化阶段,接触系数在1. 0～4. 0为发展阶段,接触系数在4. 0～6. 0为次优化阶段。压浆模量的增大与层间接触状态的增强都有利与提高水泥面板的结构性能。在实际施工中,应选择压浆模量不小于500 MPa且粘结度较好的压浆材料进行灌注。

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。

板角脱空条件下悬臂板模型的有限差分分析

分析比较了板角脱空条件下传统计算方法和有限差分法的优劣和计算结果之间的差异。传统的计算方法假设脱空面板为一等截面的悬臂板,在计算脱空部位有多个轮载作用的情况下,未考虑荷载偏心对板中应力的影响;利用有限差分法则能克服这个缺陷,并能方便地计算出整个板体不同部位的应力和位移分布。计算结果表明,假定脱空路面板为悬臂板时,无论是由传统方法还是有限差分法,在任何交通等级作用下,路面板均会产生破坏;由有限差分法计算得出的荷载疲劳应力和弯沉均大于利用传统公式的计算结果,在路基路面的设计中应增大安全系数。

基于弯沉的刚性道面板底脱空判定方法综述

为促进刚性道面板底脱空判定相关研究的发展,基于广泛文献调研和分析,系统梳理了国内外有关研究的发展现状、存在问题及研究方向。首先,介绍了弯沉法的起源及常用检测设备;其次,对基于弯沉的板底脱空判定方法进行了综述,详细分析和阐述了现有研究中发现的问题,并进一步指出各方法在实际应用中的局限性;最后,总结归纳了刚性道面板底脱空判定研究中存在的关键问题及研究方向,提出接缝传荷能力和脱空对弯沉影响的区别可作为今后研究的重点。

机场水泥道面动态弯沉的温度影响分析

为研究机场水泥混凝土道面动态弯沉受温度变化影响的规律,在机场飞行区内选取水泥板连续24h测试道面弯沉的情况。分析道面板中、板边、板角弯沉值,接缝传荷系数及脱空判定值与路表温度变化之间的关系。结果表明:板中弯沉几乎不受路表温度变化影响;板边弯沉、板角弯沉、脱空判定值受路表温度变化影响显著,且与路表温度变化规律呈负相关;假缝类道面接缝传荷能力受温度影响显著,企口缝类道面则基本不受影响。

无机自补偿压浆材料处治板底脱空有效性评定

本文首先通过力学计算分析压浆材料类型与板底脱空处治有效性之间的量化关系,确定基于压浆材料浆体模量的板底脱空压浆处治有效面积,然后引入自膨胀补偿收缩理论对压浆材料进行改良,推荐无机自补偿压浆材料适宜配合比为水泥∶粉煤灰∶膨胀剂=1∶0.53∶0.17～0.2,水灰比为0.45～0.47,最后以某高速路试验段为依托工程,实际验证推荐的无机自补偿压浆材料处治旧水泥路面板底脱空的有效性。试验段弯沉检测评定与钻芯核查验证结果表明,推荐的无机自补偿压浆材料处治水泥路面板底脱空效果良好。

机场混凝土道面板底竖向脱空量分析模型

通过设定不同温度梯度使道面板翘曲以模拟道面不同脱空程度,采用有限元方法分析了板底竖向脱空量与道面板厚度h、基层厚度、接缝传荷能力、基层反应模量及道面板材料参数、道面板角中弯沉比、边中弯沉比的相关关系,并通过大量数据分析得到了道面板竖向脱空量的理论分析模型。经机场道面钻芯及弯沉测试数据验证表明,本经验公式预测值完全符合实际情况,可以作为脱空量的判定公式。

路基上单元板式轨道底座板底脱空对轨道受力的影响分析

针对高速铁路路基上单元板式无砟轨道底座板底脱空病害,运用有限元法,建立了底座板脱空力学分析模型,计算分析了不同脱空长度对轨道结构和路基受力的影响,并考虑其对轨道结构使用寿命的影响。研究结果表明:底座板底脱空长度不应超过0.81 m。

板底脱空灌浆材料的正交设计方差分析

在试验设计中,正交设计得到越来越广泛的应用,三因素三水平正交设计的应用尤为普遍。研究拟在选定原材料的基础上、以板底脱空灌浆材料对强度、流动性和干缩性的要求为出发点、利用正交设计对所研究砂浆进行试验分析,采用方差分析法处理及分析试验数据,研究砂浆组分相对水泥的掺量的变化对砂浆强度、流动性和干缩性能的影响,并对其性能的变化的机理作简要的分析,最后确定最优的各因素的水平组合。

水泥混凝土板底脱空研究

对水泥混凝土板底脱空产生和发展的过程进行了研究,提出板底脱空分为"唧泥型脱空"和"结构型脱空",并指出两者之间的演化关系,对及时治理板底脱空具有理论指导意义。

水泥混凝土路面板底脱空弯沉判别方法

针对目前水泥混凝土路面板底脱空弯沉判别方法仅依靠单一弯沉值的情况,在系统分析基于静弯沉的单一弯沉值法和基于动弯沉的弯沉盆变异法、夹角法、弯沉比法等路面板底脱空弯沉判别方法基本原理的基础上,根据徐州地区某水泥路改造中试验数据,提出利用弯沉盆3步法进行水泥板脱空评定的科学方法,为综合利用路面板底脱空弯沉判别方法,提供依据。