水泥混凝土路面脱空识别技术研究

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1、郑州大学硕士学位论文水泥混凝土路面脱空识别技术研究姓名：潘名伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：乐金朝20070420摘要水泥混凝土路面随着时间的增长都易出现不同程度的病害，其中最为严重的就是板下基层的脱空。如果不及时治理，任由脱空区域逐渐增大，则必会导致面板的断裂及错台，严重时可造成面板的破碎及沉降。因此，如何采用有效的方法对使用中的水泥混凝土路面进行检测，判断板下基础存在脱空病害与否，并确定脱空面积的大小，成为了路面养护与维修工作的关键所在。本文结合现有的路面无损检测技术，基于FWD的工作原理，采用三维有限元法对水泥混凝土路面在FWD荷载作用下的弯

2、沉分布进行了计算分析。在建立有限元计算模型的过程中，分别采用了Winkler地基与弹性多层地基两种不同的地基模型，使用剪切弹簧模拟接缝的传荷能力。针对两种不同的地基模型，调整计算模型中的相关物理力学参数，给出了不同的计算结果，并对计算结果进行了分析与比较。结论表明，不同的参数变化对弯沉均有不同程度的影响，其中影响较大的是脱空面积及接缝的传荷能力。在分析比较的基础上，根据水泥混凝土路面在板角和缝边分别存在脱空时路面弯沉盆的特征，提出了以弯沉盆曲线上某两点的弯沉值之差作为脱空评定的指标，并分析了不同参数对脱空评定指标的影响。在此基础上，利用回归分析得到了标准情况下

3、脱空面积与弯沉差的相关关系式，而其它路面结构参数的变化对此关系式的影响可以用相关的修正系数来反映。通过理论分析，并根据路面结构参数以及实测的弯沉盆数据可以确定相应的修正系数。从而能够根据实测的弯沉差对脱空面积进行估算，并提出了相应的脱空识别的方法与步骤。通过对两条实际水泥混凝土路面的现场FWD检测数据的分析，并利用本文提出的脱空识别方法对路面的脱空状况进行了评定。研究结果表明，本文的评定结果与国际上常用的三点回归脱空判定的结果在判定是否存在脱空上具有较好的一致性。通过将评定结果与钻孔取芯的判定结果即路面的实际脱空状况进行对比，发现两者之间也基本相符。由此证明了

4、本文所提出的脱空识别方法的有效性和实用性。与现有的水泥混凝土路面脱空识别方法相比较，本文所提出的方法不仅具有简单易用的特点，而且能够估算脱空面积的大小，对于指导路面修复工作具有重要的参考价值。关键词：水泥混凝土路面，脱空识别，FWD，有限单元法，Winkler地基，弹性多层地基，弯沉差AbstractWimtheincreaseofservieatimeofexistingcementconcretepavements．variousdiseaseshaveocourredformanyexistingcementconcretepavements．Oneof

5、theprincipaldiseasesisvoidbeneathcementconcreteslabs．Ifthevoidscopesextendgradually,cementconcreteslabswillappearcracksandthenreducetocrash．So，iftherevoidbeneathcementconcreteslab，itissignificantforthepavementrehabilitationtofindamethodtodeterminethesizeofvoidarea．Inthispaper,basedO

6、lloperationalprincipleofFWDandcombined、ⅣillIthepresentnon·destmctivetestinginmadengineerin吕thedistributionofdeflectionsofcementconcretepavementsloadedbyFWDi8calculatedwiththethree-dimensionalfiIliteelementmethod．Intheealculationmodels，theWinklerfoundatioHandmultilayeredelasticfounda

7、tionareusedrespectivelyandshearspringsmodelisusedtosimulatejointcapacityofloadtransmitbetweentwoslabs．Forthetwodifferentkindsoffoundation,variousresultsareobtainedbychangingthecalculationparameters．Throughtheanalysisandcomparison,itcanbefoundthatdifferentcalculationparametershavedif

8、ferentinfluencesoil