专利名称：基于fwd无损检测路面状况的方法
基于FWD无损检测路面状况的方法技术领域
本发明属于道路检测领域，涉及一种路面状况检测方法，尤其是一种基于FWD无损检测路面状况的方法。
背景技术：
传统的路面翻修根据路面破坏程度一般分为面层翻修和面层基层共同翻修。而确定翻修程度需要对基层状况甚至土基状况有比较准确的预估。传统的做法是有损式的取芯检测，或者在面层铣刨之后判断基层损害程度。取芯法检测较为复杂，且对路面造成较严重损坏，难以达到足够的检测密度；铣刨后再判断基层状况，判断结果比较准确，但导致工程计划滞后，对养护计划的制定和安排不利。
利用FWD(Falling Weight Deflectometer，落锤式弯沉仪)检测评价路面的主要技术之一是利用测得的弯沉盆进行各结构层的模量反算，应用较广的方法有数据库法和迭代法。一般的研究成果均基于连续层状体系，对于完好路面的各层模量有较好的检测结果。
国外相近的有无损结构层模量反算技术。反算方法主要有数据库搜索法和迭代法。
1)数据库搜索法的基本原理先根据路面各层厚度、材料泊松比和弹性模量的可能范围，应用多层线弹性理论计算，求得各种模量组合下的理论弯沉盆，并将理论计算结果以数据库的形式保存，然后利用模式搜索和拉格朗日插值方法确定一组模量，使计算弯沉盆和实测弯沉盆最为接近。该方法的优点在于求解稳定、迅速，避开了反分析中的“病态” 问题。其缺点是对不同的路面结构需要建立相应的数据库，不具有通用性，其代表软件是 MODULUS。
2)迭代法是目前研究得最多的方法。其基本过程是界定路面各层材料特性，应用路面力学模型计算对应于FWD设备传感器位置处的弯沉值，并与实际弯沉值进行比较， 据此调整路面各层参数，直到计算弯沉盆和实测弯沉盆之间的误差达到最小。该方法的优点在于反算精度高，便于引入各种不同的力学分析模型，具有良好的可扩展性。其缺点是无法避免初始值和局部极小的问题。代表性的软件是M0DC0MP3和TOSDEF等。
但上述方法利用FWD弯沉测试检测路面结构所解决的是对完好路面(路面结构不存在导致结构不连续的损伤)的结构模量的反算，评价完好路面的结构强度。所面临的不足在于无法判别路面损坏是否存在及其损坏的严重程度。发明内容
本发明的目的在于提出一种基于FWD无损检测路面状况的方法，可对面层、基层及土层实现无损检测。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是
一种基于FWD无损检测路面状况的方法，其包括以下步骤
1)对路面面层进行损伤调查，若观测得到路面存在结构性损坏则认定面层损伤；
2)用FWD进行弯沉检测，记录各测点的弯沉值并修正；
3)根据相邻两测点的表面模量差值，判定面层是否存在损伤；
4)根据曲率指标和相邻两测点的表面模量差值，判定基层是否存在损伤；
5)根据弯沉盆指标，求得土基模量的值。
进一步，所述步骤2)中弯沉值的修正，按照如下公式修正，s〇
d = Ρ X W其中，P为FWD检测的实际荷载；d为标准荷载作用下的路面弯沉值；dP为实际荷载作用下的路面弯沉值。
所述步骤3)中相邻两测点的表面模量分别为和仏⑴，i = 2，3，···，6，其中， Es(i)为测点i处的表面模量，为测点i-Ι处的表面模量；且若^ii-D-Esw < 0，则判定面层存在损伤。
所述步骤4)中相邻两测点的表面模量分别为和仏⑴，i = 2，3，···，6，其中， Es(i)为测点i处的表面模量，Esa^1)为测点i-Ι处的表面模量；曲率指标为CI3 = d3-d4，d3、 d4分别为FWD检测的在测点3、4处的路表弯沉值；且，
若CI3 < 16 μ m，则判定基层完好；
若CI3 > 50 μ m或Es(H)-Esii) < 0，则判定基层小块开裂或松散；
若CI3 = 16 50 μ m，则判定基层大块开裂。
所述
权利要求
1.一种基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于其包括以下步骤1)对路面面层进行损伤调查，若观测得到路面存在结构性损坏则认定面层损伤；2)用FWD进行弯沉检测，记录各测点的弯沉值并修正；3)根据相邻两测点的表面模量差值，判定面层是否存在损伤；4)根据曲率指标和相邻两测点的表面模量差值，判定基层是否存在损伤；5)根据弯沉盆指标，求得土基模量的值。
2.如权利要求1所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于 所述步骤2)中弯沉值的修正，按照如下公式修正，d = ^ X (f》M3其中，P为FWD检测的实际荷载；d为标准荷载作用下的路面弯沉值；dP为实际荷载作用下的路面弯沉值。
3.如权利要求1所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于所述步骤3)中相邻两测点的表面模量分别为& 和& ω，i = 2，3，…，6，其中，Es ω 为测点i处的表面模量，Es(H)为测点i-Ι处的表面模量；且若ES(H)-ES⑴< 0，则判定面层存在损伤。
4.如权利要求1所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于所述步骤4)中相邻两测点的表面模量分别为& a_D和& ω，i = 2，3，…，6，其中，Es ω 为测点i处的表面模量，Esa^为测点i-Ι处的表面模量；曲率指标为CI3 = d3-d4，d3、d4分别为FWD检测的在测点3、4处的路表弯沉值；且， 若CI3 < 16 μ m，则判定基层完好；若CI3 > 50 μ m或Es(H)-Esii) < 0，则判定基层小块开裂或松散； 若CI3 = 16 50 μ m，则判定基层大块开裂。
5.如权利要求3或4所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于所沐
6.如权利要求1所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于所述步骤5)中弯沉盆指标为Ci7与F8,Cf7 = k欣、u；屮’ ki、k2分别为回归系数，其取值与土基模，量有关，根据1^1 与土基模量的关系确定土基模量的值。
7.如权利要求6所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于 所述kp k2与土基模量的关系如下表所示
8.如权利要求6所述的基于FWD无损检测路面状况的方法，其特征在于所述弯沉盆指标叫=+-^^=^5，其中Cli为测点i处的路表弯沉值，i = 1，2，…，9。L4 H
全文摘要
本发明公开了一种基于FWD无损检测路面状况的方法，其包括1)对路面面层进行损伤调查，若观测得到路面存在结构性损坏则认定面层损伤；2)用FWD进行弯沉检测，记录各测点的弯沉值并修正；3)根据相邻两测点的表面模量差值，判定面层是否存在损伤；4)根据曲率指标和相邻两测点的表面模量差值，判定基层是否存在损伤；5)根据弯沉盆指标，获取土基模量。本技术可以通过FWD设备无损检测半刚性基层破损路面的各结构层状况，在不对路面结构层进行破坏的前提下判断路面是否完好，提前预估半刚性基层损害状况，并能反算土基模量，判断土基状况是否良好。
文档编号E01C23/01GK102505622SQ20111030447
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者丛林, 谢兆星, 邱蒙 申请人:同济大学