沥青路面FWD标准检测规程与弯沉温度修正研究

论文摘要

FWD是二十世纪七十年代末期发展起来的路面无破损弯沉技术,其测速快,精度高,操作方便。FWD检测的完整的弯沉盆信息为分析路面结构层材料性能提供了基础。目前我国公路部门有130多台FWD,由于缺乏相应的技术标准和统一的检测方法,相应造成测试数据的客观性、代表性与准确性得不到有力保证,影响其推广和应用。本文依托西部交通科技建设项目《沥青路面设计指标和参数研究—沥青路面结构性能评价》,通过对比分析国内外的FWD检测方法、实际检测中的经验和对FWD应用单位进行调研,制定了适合我国的FWD标准检测规程。利用室外足尺试验段温度测试数据,得出不同天气情况(晴天、多云、阴天)的温度场变化规律和温度梯度变化规律。对比国内外现有沥青路面代表温度预估方法,得出Bells3公式适用于我国沥青路面代表温度预估的结论。通过分析不同天气情况(晴天、多云、阴天)下的温度数据,利用统计方法得出沥青路面代表温度简单预估公式。温度对沥青路面的承载能力和使用性能有显著影响。在高温气候环境下,沥青混凝土路面发生软化现象,造成整体弯沉值变大,模量降低。低温气候环境下,沥青混凝土发生硬化现象,造成整体弯沉值变小,模量提高。因此,FWD实测弯沉值应当修正到标准温度或其它代表温度下的弯沉值。将沥青路面按土基模量、基层模量、基层厚度、面层厚度分为若干亚类,利用BISAR3分析各亚类沥青路面弯沉温度修正系数,分查表法和公式法两种方法得出沥青路面弯沉修正方法,并利用试验路验证了修正公式的准确性。对沥青路面FWD弯沉指标进行分类,对每一种弯沉盆指标进行相关性分析,得出弯沉比指标DRi适合修正沥青路面FWD其它点弯沉的结论。同时,得到了沥青路面FWD其它点弯沉修正公式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 FWD 检测规程
• 1.2.2 沥青路面温度预估
• 1.2.3 沥青路面弯沉修正
• 1.3 本文主要研究内容与技术路线
• 第二章 FWD 标准检测规程研究
• 2.1 FWD 标定与校准
• 2.1.1 弯沉传感器标定
• 2.1.2 距离传感器标定
• 2.1.3 温度传感器标定
• 2.1.4 FWD 校准
• 2.2 检测程序与测试要点
• 2.2.1 检测程序
• 2.2.2 测试标准荷载及荷载盘半径
• 2.2.3 传感器个数及布置
• 2.2.4 测点落锤数
• 2.2.5 测试中的错误
• 2.2.6 测点位置及间距
• 2.2.7 温度测试
• 2.2.8 数据处理与测试报告
• 2.2.9 反算软件的选择
• 2.3 新建沥青路面质量验收
• 2.4 新建路基质量验收
• 2.5 本章小结
• 第三章 足尺沥青路面铺筑及数据采集
• 3.1 足尺沥青路面结构设计
• 3.1.1 足尺沥青路面结构各层材料的选取
• 3.1.2 足尺沥青路面结构形式的选取
• 3.1.3 材料的选取
• 3.2 足尺沥青路面施工
• 3.2.1 原地面处理
• 3.2.2 足尺试验段各结构层填筑
• 3.3 足尺沥青路面温度数据采集
• 3.3.1 温度类型与温度数据采集方法
• 3.3.2 温度观测方案
• 3.4 路面沥青层厚度测试
• 3.5 弯沉数据采集
• 3.5.1 数据来源
• 3.5.2 足尺沥青路面弯沉检测
• 3.6 本章小结
• 第四章 沥青路面温度场与代表温度预估方法
• 4.1 沥青路面温度场规律研究
• 4.1.1 各种天气条件下路面温度场变化
• 4.1.2 路面温度场变化速率
• 4.2 沥青路面代表温度预估
• 4.2.1 沥青层代表温度的选取
• 4.2.2 Bells3 公式在各种天气情况下的预估
• 4.2.3 各种修正式预测温度与实际值比较
• 4.3 沥青路面代表温度预估方法
• 4.3.1 第一层次：实测法
• 4.3.2 第二层次：Bells3 公式
• 4.3.3 第三层次：简单中点温度预估公式
• 4.4 本章小结
• 第五章 沥青路面 FWD 弯沉的温度修正
• 5.1 沥青路面中心点弯沉温度修正影响因素分析
• 5.1.1 因素水平的确定
• 5.1.2 考核指标的选择
• 5.1.3 正交试验结果与分析
• 5.2 国内外现有弯沉修正式分析
• 5.3 沥青路面FWD 中心点弯沉修正-实测数据回归法
• 5.3.1 FWD 中心点弯沉与沥青路面代表温度的关系
• 5.3.2 确定标准温度下中心点弯沉值
• 5.3.3 各结构温度修正公式
• 5.3.4 中心点弯沉温度修正式的确定
• 5.4 沥青路面FWD 中心点弯沉修正-查表法
• 5.4.1 沥青路面代表参数选取
• 5.4.2 沥青路面弯沉修正系数
• 5.5 沥青路面FWD 中心点弯沉修正-公式法
• 5.6 沥青路面FWD 其它点弯沉温度修正
• 5.6.1 FWD 弯沉指标构造
• 5.6.2 弯沉盆指标与中点温度敏感性
• 5.6.3 其它点弯沉温度修正
• 5.7 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果
• 落锤式弯沉仪（FWD）检测规程
• 规程释义