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基于FWD的大厚度半刚性基层层间接触状态分析

熊健  
【摘要】: 大厚度半刚性基层的层间接触状态对路面整体强度的影响较大,为了使路面结构达到理想的承载能力并因此获得较长的使用寿命,基层层间必须具有良好的联结。但大厚度半刚性基层一般分为上下两层施工,此时上下基层之间的层间结合问题就凸现出来了。另外,由于大厚度半刚性基层的施工工艺呈现出多样性,因此可以考虑通过对现场FWD检测数据的分析,以评价基层施工方式对大厚度半刚性基层层间接触状态的影响。 本文首先运用大型有限元计算软件ANSYS,建立与实际路面结构相符合的模型,模拟FWD荷载作用下大厚度半刚性基层沥青路面结构的工作状态,计算得到路表弯沉盆、最大弯拉应力等路面应力变形值,建立了一个考虑大厚度半刚性基层层间接触状态的路表弯沉及应力的数据库。在此基础上,系统分析了在层间接触状态变化、基层厚度变化、面层基层模量变化以及层间接触状态与基层参数共同变化时的路面结构的应力变形的变化规律。 其次,以理论计算得到的数据库为依托,运用非线性多元回归等数值方法,用数学表达式来描述路表弯沉值与层间接触状态及结构层材料参数之间的函数关系,并以此为基础,运用最优化方法,建立了一个通过FWD实测数据来对大厚度半刚性基层层间接触状态进行反分析的数学模型。 最后,运用上述反分析的方法对试验路现场采集的FWD检测数据进行分析,得到各种不同基层施工方式下的路面结构层材料参数值和基层层间接触状态。通过对结果进行比较,以此来确定对这种大厚度半刚性基层沥青路面结构最佳的基层施工方式,从而也验证了这种反分析方法。


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