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| 弯沉仪测量方法优化分析及应用 摘 要 新中国成立以来，共发布了1958、1966、 1978、1986、1997、2006和2017共七版公路柔性（或沥青）路面设计规范。1958和1966版采用弹性半空间体理论，将路面结构转化为匀质体。采用匀质体模型计算分析单圆均布荷载作用下荷载中心点的表面弯沉。并提出了中国气候分区及路基和路面材料计算参数值。经过20世纪60和70年代的大规模调查和试验研究1978版规范做了许多根本性的改变，路面结构视作由路面和土基组成的双层体系，采用弹性层状连续体系理论，计算分析双圆均布荷载作用下轮隙中心点的路表弯沉。1986版规范的路面结构设计方法对1978版规范做了较大变动，路面结构采用三层弹性层状体系理论进行计算分析。1997版的设计规范对设计指标并未提出新的思路，但对指标容许值的计算式进行了修编，路面结构采用多层弹性层状体系计算分析。在9个省市54个不同公路等级、沥青面层类型、无机结合料类基层和交通量的路段，进行了路况调查和弯沉测定，经过回归分析，并以设计弯沉替代容许弯沉和引入路面结构基层关系系数并给出了相关方程式。本次修改与1986版主要内容的设计思路相对比，设计弯沉值与容许弯沉值比较大大降低，1997版规范针对半刚性基层弯沉设计指标降低数值更为明显，对公路质量设计要求更高，结构分析时，沥青混合料和无机结合料类材料的模量均采用压缩模量，其强度均采用劈裂强度。2006年设计规范的路面结构设计方法与1997年版本基本相同，改动较小。2017版规范所构建的沥青路面结构设计新指标和参数体系，能够反映沥青路面的结构性能和材料的力学特性以及各级路面不同的使用性能要求，充分考虑行车荷载的作用和环境因素的影响，吸取沥青路面修筑使用经验以及已有的研究成果和水平，提出力学-经验法的路面结构设计方法。规范了轴载谱及交通参数的调查，引入了温度调至系数和等效温度，增加了沥青混合料层永久变形量、路基顶面竖向压应变和路面低温开裂指标。 笔者主要从设备硬件和压应变检测数据这两方面深入研究激光自动弯沉仪。主要通过剖析自动弯沉仪的基本构造组成和检测原理，按新规范设计理论，通过弯沉仪器检测旧路状况，为旧路改建设计提供基础资料。 关键词:路面结构设计；弯沉测定；行车荷载；自动弯沉仪 目 录 1绪 论 1 1.1课题研究的必要性及意义 1 1.1.1路表弯沉指标 1 1.1.2沥青层底面拉应力指标 5 1.1.3材料性质参数 6 1.1.4小结 7 2自动弯沉仪构件组成、测量程序 8 2.1自动弯沉仪的构件组成 8 2.2自动弯沉仪检测的原理 9 2.3自动弯沉仪的功能性 10 3自动弯沉仪实测值数据验证分析 14 3.1自动弯沉仪实测值的分布形态 14 3.1.1 检验 14 3.1.2偏度、峰度检验 17 3.2自动弯沉仪实测值误差原因 19 3.2.1 测量过程中的误差因素 19 3.2.2 自动弯沉仪构件误差因素 19 3.3本章小结 23 4自动弯沉仪与贝克曼梁的比对试验探讨 24 4.1实测值统计分析 24 4.1.1回归方程原理 24 4.1.2比对试验数据处理和分析 26 4.1.3实验数据整理结果 28 4.2回归实测值整理 29 4.2.1回归实测值的残差检验 29 4.2.2数学模型方差统计和显著性验算 30 4.2.3回归模型普遍性验证 31 4.3本章小结 32 5自动弯沉仪弯沉检测影响因素分析 34 5.1自然条件因素分析 34 5.1.1环境影响因素分析 34 5.1.2操作影响因素 34 5.1.3路面超高影响因素分析 35 5.2设备影响因素分析 37 5.2.1仪器标定影响因素分析 37 5.2.2测试速度影响因素分析 38 结 论 53 主要研究成果与相关结论结论及展望 53 |
