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首页ANSYS与FWD结合:板角弯沉法鉴定水泥混凝土路面脱空的新方法
本文以"水泥混凝土路面板角脱空判定指标 (2009年)"为研究主题,作者通过将ANSYS有限元计算软件与FWD(落锤弯沉仪)结合,提出了一个创新的方法来评估路面板角的脱空情况。该方法的核心是利用FWD在板角处的实际弯沉测量数据,作为判定板角脱空的重要指标。 首先,作者对均匀支撑的理想无限大板的理论板角弯沉值进行了修正,考虑了平面尺寸效应和板间接缝的传荷能力,以得到更为准确的理论值。然后,通过将理论板角弯沉值与实际FWD测试值进行对比,对路面板角的脱空状况进行评价。这种比较有助于识别出可能存在的脱空区域,因为脱空会导致弯沉值的显著变化。 文章引入了一个关键概念——板角脱空指数λ,它反映了脱空尺寸与面板特性(如模量和厚度)以及地基反应模量之间的关系。通过深入分析λ与这些参数的关系,作者建立了λ与脱空尺寸的回归模型,以此来估算具体的脱空尺寸。这种方法具有较高的准确性,因为它能够量化脱空的影响,并提供一种科学的脱空识别方法。 在应用实例部分,作者将该方法应用于湖南耒宜高速公路的试验路段,结果显示与实际钻芯检测结果相比,最大相对误差仅为6.32%,这表明该方法的性能得到了验证,能有效地用于水泥混凝土路面板底脱空的识别。本文的研究为道路工程领域提供了一种实用且可靠的板角脱空判定标准,为公路维护和质量控制提供了新的思路和技术支持。
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第 40 卷第 1 期 中南大学学报(自然科学版) Vo l . 4 0 No.1
2009 年 2 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Feb. 2009
水泥混凝土路面板角脱空判定指标
曾 胜,曾小军,许 佳
(长沙理工大学 交通运输工程学院,湖南 长沙,410076)
摘 要: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。
关键词:道路工程;水泥混凝土路面;板角脱空;判定指标;板角弯沉
中图分类号:U416.216 文献标识码:A 文章编号:1672−7207(2009)01−0248−08
Criterion for void identification beneath cement
concrete pavement slab corner
ZENG Sheng, ZENG Xiao-jun, XU Jia
(School of Communication and Transportation Engineering, Changsha University of Science and Technology,
Changsha 410076, China)
Abstract: Based on ANSYS and field FWD (Falling weight deflectometer) deflection testing data for the center and the
corner of the slab, a method was established to estimate void scope beneath slab corner. Its criterion of judgment was the
deflection in slab corner. By modifying the effect between slab planar dimension and load-transfer efficiency to the
theoretical slab corner deflection of both in infinite site slab and good bearing conditions, the theoretical slab corner
deflection was calculated and compared with field FWD testing data to estimate the void conditions beneath slab corner.
A concept of void index was initiated, and it is defined as the ratio of deflections of field testing in slab corner under
FWD load against theoretical deflections. Considering the relationship between void index and some factors such as void
size, slab modulus, slab thickness and foundation reaction modulus, the regression formula between void index and void
size was established for estimation of void size. The results show that the biggest error is 6.32% between the results of
void identification and that of core-drilling for the test road of Hunan Leiyi Expressway, which fits perfectly with the
actual results. The agreement between both results indicates that the method is reliable and provides new ideas and means
for void identification under cement concrete pavement corner.
Key words: pavement engineering; cement concrete pavement; slab corner void; criterion of judgment; slab corner
deflection
收稿日期:2008−06−22;修回日期:2008−09−30
基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(06jj4072)
通信作者:曾 胜(1973−),男,湖南洞口人,博士后,教授,从事路面性能研究;电话:0731-2309896;E-mail: zszs35@sohu.com
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