基於fwd無損檢測路面狀況的方法
2024-02-09 04:09:15
專利名稱：基於fwd無損檢測路面狀況的方法
基於FWD無損檢測路面狀況的方法技術領域
本發明屬於道路檢測領域，涉及一種路面狀況檢測方法，尤其是一種基於FWD無損檢測路面狀況的方法。
背景技術：
傳統的路面翻修根據路面破壞程度一般分為面層翻修和面層基層共同翻修。而確定翻修程度需要對基層狀況甚至土基狀況有比較準確的預估。傳統的做法是有損式的取芯檢測，或者在面層銑刨之後判斷基層損害程度。取芯法檢測較為複雜，且對路面造成較嚴重損壞，難以達到足夠的檢測密度；銑刨後再判斷基層狀況，判斷結果比較準確，但導致工程計劃滯後，對養護計劃的制定和安排不利。
利用FWD(Falling Weight Deflectometer，落錘式彎沉儀)檢測評價路面的主要技術之一是利用測得的彎沉盆進行各結構層的模量反算，應用較廣的方法有資料庫法和迭代法。一般的研究成果均基於連續層狀體系，對於完好路面的各層模量有較好的檢測結果。
國外相近的有無損結構層模量反算技術。反算方法主要有資料庫搜索法和迭代法。
1)資料庫搜索法的基本原理先根據路面各層厚度、材料泊松比和彈性模量的可能範圍，應用多層線彈性理論計算，求得各種模量組合下的理論彎沉盆，並將理論計算結果以資料庫的形式保存，然後利用模式搜索和拉格朗日插值方法確定一組模量，使計算彎沉盆和實測彎沉盆最為接近。該方法的優點在於求解穩定、迅速，避開了反分析中的「病態」 問題。其缺點是對不同的路面結構需要建立相應的資料庫，不具有通用性，其代表軟體是 MODULUS。
2)迭代法是目前研究得最多的方法。其基本過程是界定路面各層材料特性，應用路面力學模型計算對應於FWD設備傳感器位置處的彎沉值，並與實際彎沉值進行比較， 據此調整路面各層參數，直到計算彎沉盆和實測彎沉盆之間的誤差達到最小。該方法的優點在於反算精度高，便於引入各種不同的力學分析模型，具有良好的可擴展性。其缺點是無法避免初始值和局部極小的問題。代表性的軟體是M0DC0MP3和TOSDEF等。
但上述方法利用FWD彎沉測試檢測路面結構所解決的是對完好路面(路面結構不存在導致結構不連續的損傷)的結構模量的反算，評價完好路面的結構強度。所面臨的不足在於無法判別路面損壞是否存在及其損壞的嚴重程度。發明內容
本發明的目的在於提出一種基於FWD無損檢測路面狀況的方法，可對面層、基層及土層實現無損檢測。
為達到以上目的，本發明所採用的解決方案是
一種基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其包括以下步驟
1)對路面面層進行損傷調查，若觀測得到路面存在結構性損壞則認定面層損傷；
2)用FWD進行彎沉檢測，記錄各測點的彎沉值並修正；
3)根據相鄰兩測點的表面模量差值，判定面層是否存在損傷；
4)根據曲率指標和相鄰兩測點的表面模量差值，判定基層是否存在損傷；
5)根據彎沉盆指標，求得土基模量的值。
進一步，所述步驟2)中彎沉值的修正，按照如下公式修正，s〇
d = Ρ X W其中，P為FWD檢測的實際荷載；d為標準荷載作用下的路面彎沉值；dP為實際荷載作用下的路面彎沉值。
所述步驟3)中相鄰兩測點的表面模量分別為和仏⑴，i = 2，3，···，6，其中， Es(i)為測點i處的表面模量，為測點i-Ι處的表面模量；且若^ii-D-Esw < 0，則判定面層存在損傷。
所述步驟4)中相鄰兩測點的表面模量分別為和仏⑴，i = 2，3，···，6，其中， Es(i)為測點i處的表面模量，Esa^1)為測點i-Ι處的表面模量；曲率指標為CI3 = d3-d4，d3、 d4分別為FWD檢測的在測點3、4處的路表彎沉值；且，
若CI3 < 16 μ m，則判定基層完好；
若CI3 > 50 μ m或Es(H)-Esii) < 0，則判定基層小塊開裂或鬆散；
若CI3 = 16 50 μ m，則判定基層大塊開裂。
所述
權利要求
1.一種基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於其包括以下步驟1)對路面面層進行損傷調查，若觀測得到路面存在結構性損壞則認定面層損傷；2)用FWD進行彎沉檢測，記錄各測點的彎沉值並修正；3)根據相鄰兩測點的表面模量差值，判定面層是否存在損傷；4)根據曲率指標和相鄰兩測點的表面模量差值，判定基層是否存在損傷；5)根據彎沉盆指標，求得土基模量的值。
2.如權利要求1所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於 所述步驟2)中彎沉值的修正，按照如下公式修正，d = ^ X (f》M3其中，P為FWD檢測的實際荷載；d為標準荷載作用下的路面彎沉值；dP為實際荷載作用下的路面彎沉值。
3.如權利要求1所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於所述步驟3)中相鄰兩測點的表面模量分別為& 和& ω，i = 2，3，…，6，其中，Es ω 為測點i處的表面模量，Es(H)為測點i-Ι處的表面模量；且若ES(H)-ES⑴< 0，則判定面層存在損傷。
4.如權利要求1所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於所述步驟4)中相鄰兩測點的表面模量分別為& a_D和& ω，i = 2，3，…，6，其中，Es ω 為測點i處的表面模量，Esa^為測點i-Ι處的表面模量；曲率指標為CI3 = d3-d4，d3、d4分別為FWD檢測的在測點3、4處的路表彎沉值；且， 若CI3 50 μ m或Es(H)-Esii) < 0，則判定基層小塊開裂或鬆散； 若CI3 = 16 50 μ m，則判定基層大塊開裂。
5.如權利要求3或4所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於所沐
6.如權利要求1所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於所述步驟5)中彎沉盆指標為Ci7與F8,Cf7 = k欣、u；屮』 ki、k2分別為回歸係數，其取值與土基模，量有關，根據1^1 與土基模量的關係確定土基模量的值。
7.如權利要求6所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於 所述kp k2與土基模量的關係如下表所示
8.如權利要求6所述的基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其特徵在於所述彎沉盆指標叫=+-^^=^5，其中Cli為測點i處的路表彎沉值，i = 1，2，…，9。L4 H
全文摘要
本發明公開了一種基於FWD無損檢測路面狀況的方法，其包括1)對路面面層進行損傷調查，若觀測得到路面存在結構性損壞則認定面層損傷；2)用FWD進行彎沉檢測，記錄各測點的彎沉值並修正；3)根據相鄰兩測點的表面模量差值，判定面層是否存在損傷；4)根據曲率指標和相鄰兩測點的表面模量差值，判定基層是否存在損傷；5)根據彎沉盆指標，獲取土基模量。本技術可以通過FWD設備無損檢測半剛性基層破損路面的各結構層狀況，在不對路面結構層進行破壞的前提下判斷路面是否完好，提前預估半剛性基層損害狀況，並能反算土基模量，判斷土基狀況是否良好。
文檔編號E01C23/01GK102505622SQ20111030447
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者叢林, 謝兆星, 邱蒙 申請人:同濟大學