一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法技术

一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法，涉及道路工程技术领域，所述评价方法为：计算待检测水泥混凝土路段典型水泥板块的模量比，模量比为水泥混凝土面层当前弹性模量与初始弹性模量的比值；计算待检测水泥混凝土路段每块水泥板的弯沉盆面积比，弯沉盆面积比为水泥混凝土面层当前弯沉盆面积与初始弯沉盆面积的比值；建立典型水泥板的水泥混凝土面层弯沉盆面积比与模量比之间的对应关系；通过该对应关系获取该路段其他水泥板块的预估模量比；以预估模量比作为评价指标对水泥混凝土面板的结构承载力状况进行评定。本发明专利技术能够在准确判断水泥混凝土面板的结构承载力状况的基础上，实现快速全面的评价，提高了水泥混凝土路段面板结构承载力状况评价的效率。土路段面板结构承载力状况评价的效率。土路段面板结构承载力状况评价的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，具体的涉及一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法。

技术介绍

[0002]我国公路建设虽然日益发展，但早期修建的水泥混凝土路面由于原路面设计标准低和重载交通量的快速增长，出现了不同程度的损坏，需要对其进行结构性能检测和评价，以便给水泥路面改造为沥青路面提供理论依据，路面结构承载力状况评价是路面结构性能评价的重要内容之一。
[0003]水泥混凝土路面的结构承载力状况可以通过无损和有损检测来进行评价。其中，有损检测是取出现场的试件在室内实验室进行一系列试验，通过确定各种参数来评价结构承载力，但有损检测由于破坏了原有路面，评价结果与实际路面状况可能有较大的出入。而无损检测可以通过不破坏路面就可检测路面结构承载力状况，并进行相应的评价。
[0004]水泥混凝土路面结构承载力状况的无损检测目前主要是通过测定弯沉值来进行评价，如中国专利技术专利CN114169190A提供了一种基于高速弯沉盆指标的路基路面结构承载力评价方法，基于有限元仿真，设置不同的路基路面结构参数，模拟得到各种结构参数组合下的三项弯沉形态指标，构建路表弯沉指标数据库；基于路表弯沉指标数据库，以各种结构参数组合下的三项弯沉形态指标作为输入项，以各种路基路面结构参数作为输出项，训练神经网络；基于实测的各点弯沉数据，计算三项弯沉形态指标，输入神经网络中，得到各种路基路面结构参数，并据此评价路基路面结构承载力。但弯沉作为综合性指标，更多的时候反映的整个路面结构的承载力状况，有时并不能准确评价水泥混凝土面层的结构承载力状况。
[0005]表面波的频谱分析作为一种新型的无损检测手段，采集敲击待测路面而产生的表面波时域信号，通过频谱分析的方法反演获得路面各结构层弹性模量，从而可用于水泥混凝土面板结构承载力状况的评价。根据室内试验以及与其他检测手段的对比，其具有良好的准确性，但是该法检测与后处理效率低下，并不适合直接用于大规模的公路检测中。
[0006]因此，亟需一种方法能够快速准确判断水泥混凝土面层的结构承载力状况，从而能够大规模应用于公路水泥混凝土路面检测中。

技术实现思路

[0007]为了能够进行可靠的大规模公路水泥混凝土面板的结构承载力状况检测，本专利技术提供了一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]步骤S1：利用表面波的频谱分析检测待检测水泥混凝土路段的典型水泥板块车辙处和路肩处的表面波时域信号；
[0010]步骤S2：利用落锤式弯沉仪检测待检测水泥混凝土路段每块水泥板块车辙处和路
肩处的弯沉值；
[0011]步骤S3：反演典型水泥板车辙处的当前弹性模量E和路肩处的初始弹性模量E0，并计算水泥混凝土面层模量比E/E0；
[0012]步骤S4：利用弯沉盆面积公式计算典型水泥板车辙处的当前弯沉盆面积A和路肩处的初始弯沉盆面积A0，并计算弯沉盆面积比A/A0；
[0013]步骤S5：根据步骤S3中获得的水泥混凝土面层模量比E/E0和步骤S4中获得的弯沉盆面积比A/A0建立两种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价指标的对应关系，构建水泥混凝土面板结构承载力状况评估模型；
[0014]步骤S6：通过该结构承载力状况评估模型评价该路段其他水泥板块的结构承载力状况，即通过待检测路段其他水泥板的弯沉盆面积比A/A0和步骤S5中建立的对应关系获取该检测路段其他水泥板的预估模量比；
[0015]步骤S7：对水泥混凝土面板的结构承载力状况进行分级评定。
[0016]典型水泥板通过水泥板表面结构性损坏程度确定。
[0017]典型水泥板表面结构性损坏程度中：轻微可认为是水泥板表面无结构性损坏，即仅存在功能性损坏如露骨、表面剥落等，或者水泥板块完好无损也可归入轻微这一表面结构性损坏一类。
[0018]典型水泥板表面结构性损坏程度中：中度可认为是水泥板表面出现至少一条贯穿裂缝。
[0019]典型水泥板表面结构性损坏程度中：严重可认为是水泥板表面出现至少两条贯穿裂缝。
[0020]典型水泥板表面结构性损坏程度中明显裂缝是由人工肉眼直观可观察到的裂缝。
[0021]典型水泥板挑选时，即根据水泥混凝土路段整体表面结构性破损状况挑选轻微、中度和严重三种不同程度的每类水泥板块至少一块。若无某类结构性破损程度水泥板块，则每少一种破损程度水泥板类型，其他破损程度水泥板增加一块。
[0022]确定典型水泥板进行表面波检测具体位置，即表面波检测设备中两个位移传感器连线的中心。位置由沿行车道方向和垂直于行车道方向两个方向共同确定。其中，沿行车道方向位置的确定遵从以下原则：若水泥板块完整，则表面波的检测位置在水泥板沿行车道方向中心处；若水泥板存在断板或者裂缝等表面结构性病害，则表面波的检测位置在面积最大的断板沿行车道方向中心处。
[0023]垂直于行车道方向位置的确定遵从以下原则：在典型水泥板块的车辙方向和垂直于行车道方向的路肩中心处。
[0024]表面波检测在典型水泥板的每一位置处进行沿车道方向和垂直于车道两个方向的检测，路肩处仅进行沿车道方向的表面波检测，即典型水泥板每块需要进行两处的表面波检测。
[0025]水泥板若没有车辙处则选择在行车轨迹处进行表面波的频谱分析检测。
[0026]水泥板若没有路肩处则选择在非行车轨迹处进行表面波的频谱分析检测。
[0027]通过落锤式弯沉仪检测所述待检测水泥混凝土路段每块水泥板的弯沉值，所述的落锤式弯沉仪能检测9个测点的弯沉值。
[0028]所述的落锤式弯沉仪能检测9个测点弯沉值的位置分别是0mm、100mm、200mm、
300mm、600mm、900mm、1200mm、1500mm和1800mm。
[0029]每块水泥板的落锤式弯沉仪荷载圆盘具体位置，与表面波检测位置一致。
[0030]水泥板若没有车辙处则选择在行车轨迹处进行落锤式弯沉仪的弯沉检测。
[0031]水泥板若没有路肩处则选择在非行车轨迹处进行落锤式弯沉仪的弯沉检测。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术所提供的技术方案通过落锤式弯沉仪和表面波的频谱分析两种无损检测手段，协同获得评价路段水泥板的预估模量比来评价该路段水泥混凝土面板的结构承载力状况，解决了现有的弯沉评价方法无法快速判断水泥混凝土面板的结构承载力状况的问题，降低了结构承载力状况评价所需的调查成本，并且该评价方法可行性强、操作简单，能够提高检测效率和评价可靠性。
附图说明
[0034]通过阅读下面优选实施方式的详细描述，本领域普通技术人员将会对此有清晰了解，附图仅用于展示优选实施方式的目的，而并不是对本专利技术的限制。
[0035]图1为本专利技术实施例提供的水泥混凝土面板结构承载力状况评价方法的流程示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法，其特征在于，所述评价方法为：计算待检测水泥混凝土路段典型水泥板块的模量比，模量比为水泥混凝土面层当前弹性模量与初始弹性模量的比值；计算待检测水泥混凝土路段每块水泥板的弯沉盆面积比，弯沉盆面积比为水泥混凝土面板当前弯沉盆面积与初始弯沉盆面积的比值；建立典型水泥板的水泥混凝土面板弯沉盆面积比与模量比之间的对应关系，构建水泥混凝土面板结构承载力状况评估模型；通过该结构承载力状况评估模型评价该路段其他水泥板块的结构承载力状况；对面板结构承载力状况进行分级评定。2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法，其特征在于，所述评价方法具体包括下述步骤：步骤S1：利用表面波的频谱分析无损手段检测待检测水泥混凝土路段的典型水泥板块车辙处和路肩处的表面波时域信号；步骤S2：利用落锤式弯沉仪无损手段检测待检测水泥混凝土路段每块水泥板块车辙处和路肩处的弯沉值；步骤S3：反演步骤S1中典型水泥板车辙处的当前弹性模量E和路肩处的初始弹性模量E0，并计算水泥混凝土面层模量比E/ E0；步骤S4：利用弯沉盆面积公式计算典型水泥板车辙处的当前弯沉盆面积A和路肩处的初始弯沉盆面积A0，并计算面积比A/ A0；步骤S5： 根据步骤S2中的获得的水泥混凝土面层模量比E/ E0和步骤S4中获得的面积比A/ A0建立两种评价水泥混凝土面板的结构承载力评价指标的对应关系，构建水泥混凝土面板结构承载力状况评估模型；步骤S6：通过该结构承载力状况评估模型评价该路段其他水泥板块的结构承载力状况，即通过计算待检测路段其他水泥板的面积比A/ A0和步骤S5中建立的对应关系获取该检测路段其他水泥板的预估模量比；步骤S7：对面板结构承载力状况进行分级评定。3.根据权利要求2所述的一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法，其特征在于，在步骤S1中，所述待检测水泥混凝土路段的典型水泥板通过水泥板表面结构性损坏程度确定。4.根据权利要求3所述的一种水泥混凝土面板的结构承载力状况评价方法，其特征在于，在步骤S1中，挑选典型水泥板时，即根据水泥混凝土路段整体表面结构性破损状况挑选轻微、中度和严重三种不同程度的每类水泥板块...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔明，谢群，吴晟，丁明浩，柯赛华，黄海元，李涛，缪国平，吴成忠，夏治菘，史斌，侯睿，陶卓辉，
申请(专利权)人：上海道淳交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：