Асфальт б2 характеристика: Типы наполнителя (А, Б, В, Г) и марки асфальтобетона (1, 2, 3)
Эксплуатационные характеристики горячей асфальтовой смеси с
Конструкция тротуара из асфальтобетона: 21
Разравнивание асфальтовой смеси и её дальнейшая трамбовка с помощью строительных катков. К последнему этапу можно отнести нанесение разметки и установление ограждений.
Learn MoreЖурнал укладки асфальтобетонной смеси (СНиП 3.06.03-85
Покрытия на горячей асфальтовой смеси устраивают в сухую погоду: весной и летом при температуре воздуха не ниже +5°С, а осенью – не ниже +10°С.
Learn MoreRoadtec SB2500D Shuttle Buggy
Нажимая кнопку «Отправить», я даю своё согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для
Learn MoreРасход асфальта на 1м2
Oct 12, · 98,4 кг умножается на 1000 м 2, получается 98400 кг (98,4 т) – такое количество асфальтовой смеси потребуется для укладки всего участка. Сметные нормы ГЭСН и ВСН
Learn MoreГОСТ Р 58406.
2- Дороги автомобильные…Дороги автомобильные общего пользования. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения содержания воздушных пустот.
Изготовление асфальта в домашних условиях
Aug 21, · Как сделать асфальт своими руками, чтобы он не уступал по прочности «фирменному», который укладывается на автострадах и шоссе, и при этом не потратить денег?
Learn MoreАсфальтобетонные смеси – National Production Group
Асфальтобетонные смеси ГОСТ 9128- Асфальтобетонная смесь – это композиционный дорожно
Learn MoreАсфальт и асфальтобетон: в чем разница?
Mar 05, · Для горячей смеси важно, чтобы края ямы были обработаны битумом, а в холодное время ее нужно дополнительно прогреть. Стоимость изготовления холодного асфальта в разы выше, чем горячего.
Learn MoreАсфальтобетон б2
Dec 19, · Особенности и основные характеристики асфальта.
Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с
Укртатнафта | Energy_RU – Ukrtatnafta
Телефон горячей линии: 0800-50-50-53. Email: [email protected] Для более детальной информации посетите официальный сайт Energy
Learn MoreПрезентация PowerPoint
Требования к эксплуатационным характеристикам щебеночно-мастичных смесей. Тип смеси SMA. По остальным показателям теплые асфальтобетонные смеси, запроектированные по ГОСТ Р на основе европейских норм, должны удовлетворять
Learn Moreгорячая смесь асфальта испытания
ГОСТ Р 54400-2011 Дороги автомобильные…
Настоящий стандарт распространяется на асфальтобетон дорожный литой горячий и на смеси асфальтобетонные дорожные литые Методы испытаний. ГОСТ Р ИСО 5725-1 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений.
Learn MoreАсфальт и асфальтобетон: в чем разница?
При показателях выше этой отметки горячая смесь очень плохо застывает.
Для холодного асфальта граничные температуры составляют -300С и +400С.
Горячий асфальт купить, асфальтобетонная смесь ЩМА 15,20
Горячая смесь ЩМА 15, 20, раскладывается на дорогу при помощи самосвалов, после чего по ней проходятся тяжелым прессом, чтобы максимально уплотнить покрытие.
Презентация PowerPoint
АСФАЛЬТОБЕТОН. Требования. Методы испытаний. 25 шт. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон. Комплекс национальных стандартов разрабатывался в инициативном порядке Научно-исследовательским институтом
Learn MoreАсфальт литой жесткий для покрытий тротуаров тип ii
Температура укладки. Горячий асфальт не применяют в строительстве дорог, если температура воздуха ниже +50С или выше +250С. При показателях выше этой отметки горячая смесь
Learn MoreСмесь асфальтобетонная дорожная, тип Д, марка III
Смесь асфальтобетонная дорожная, тип Д, марка iii. Подробная информация о товаре/услуге и
Learn MoreЦена на Горячий асфальт – асфальтобетонная смесь тип Б-2
Горячий асфальт – асфальтобетонная смесь тип Б-2.
Цена на асфальт в Новосибирске и обл. по
ГОСТ 12801-84 Смеси асфальтобетонные…
Настоящий стандарт распространяется на смеси асфальтобетонные и дегтебетонные, асфальтобетон и дегтебетон и устанавливает методы их испытаний с целью определения следующих показателей
Learn MoreГОСТ Р 58406.2-20
Потребителей Асфальтобетонных Смесей Р.О.С.АСФАЛЬТ. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон. ГОСТ Р 58406.2 – 2020 смеси (приемо-сдаточные и периодические испытания) требования к данным
Learn MoreКупить асфальт с доставкой по Москве и области | Цена за 1
Таким образом, цена асфальта за 1м3 с доставкой будет рассчитана как 7000 + 3000 = 10 000 Т.е. от 10 000 р
Learn MoreУстановленный расход битума на 1 м2
Показатель Вид битумных мастик Холодная смесь на растворителях Холодная смесь на водной основе Горячая смесь Битум Толщина слоя, мм 0,5-1,0 0,5-1,0 2,0 1,0 Норма расхода, кг/м2 1,5-2,0 1,5-2,0 2,5-3,5 1,5
Learn MoreИспытание асфальтобетона согласно ГОСТ 12801-84
Широкое применение асфальтобетона в строительной индустрии России развернулось в конце девятнадцатого века.
Благодаря высокопрочному качеству, асфальт используется для укладки дорог и покрытий полов в технических
Испытания асфальта
Асфальтовая структура, клей – побочный продукт сырой нефти. Щебень и щебень, которые смешиваются с каменной крошкой и другими минералами, готовятся под названием асфальт. Начинается добыча на карьере, гранитные куски вывозятся и собираются с
Learn MoreРасход битумной мастики на 1 м2
Горячая. Описание: продукт представляет смесь дорожного битума, полимерных наполнителей, термопластов, адгезионных добавок и антиоксидантов. Цена асфальта в
Learn MoreТехнологический регламент | Контент-платформа Pandia.ru
ЩМА – это щебеночно-битумная смесь, состоящая из щебеночного скелета, в котором все пустоты между крупным щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком (битумная мастика).
Learn MoreУкладка асфальта цена за м2
горячая смесь выкладывается на заранее подготовленное место, и утрамбовывается ручным или автоматическим катком.
Холодный способ укладки асфальта более прост.
Испытания асфальта – Muayene
Это иногда отрицательно сказывается на сроке службы асфальта. Поэтому в последние годы производственные мощности по производству асфальта более экономичны, чем горячие смеси и холодные смеси, которые можно наносить быстрее. Асфальтобетонная смесь используется в
Learn MoreКакой асфальт лучше?
Дорожно-климатические зоны автодорог, описание лучшего асфальта, степень вязскости и какой бывает пористость, узнаете в этой статье
Learn MoreВ чем разница между горячей смесью и холодной смесью асфальта?
В мире асфальта у вас есть два основных варианта: холодная асфальтовая смесь и горячая асфальтовая смесь. Если у вас намечается проект по укладке асфальта, вы хотите знать разницу между
Learn MoreСмесь асфальтобетонная тип б марка 2
Смесь асфальтобетонная тип б марка 2: Асфальтобетонная смесь горячая плотная
Learn MoreМелкозернистый асфальтобетон тип Б марка 1
Мелкозернистый асфальтобетон тип Б марка 1 с доставкой – заказать по выгодной цене в Москве и области.
Асфальтобетонная смесь
Шифр Наименование Ед.изм 1 250997 Асфальтобетонная смесь горячая крупнозернистая пористая
Learn MoreАсфальтобетон б2
Особенности и основные характеристики асфальта. Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с
Learn MoreGrand Road Tashkent
Grand Road Tashkent – производитель асфальта, инертных материалов, ЖБИ и дорожной брусчатки. Все дорожно-строительные материалы отвечают требованиям времени и соответствуют мировым стандартам качества.
Learn MoreСкачать ГОСТ Р 54400-2020
2020. Дороги автомобильные общего пользования СМЕСИ ЛИТЫЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ. ДОРОЖНЫЕ ГОРЯЧИЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН ЛИТОЙ ДОРОЖНЫЙ Методы испытаний. Издание официальное. сертификация материалов.
Learn MoreАсфальтирование в СПб, цена за м2
Предлагаем заказать асфальтирование в Санкт-Петербурге по низкой цене за м2 материала.
горячая смесь асфальтового завода горячей смесь асфальт смешивая завод
Учебно-методический комплекс по зоогигиене — allRefs.net
Учебно-методический комплекс по зоогигиене Сельское хозяйство . На сайте allRefs.net есть практически любой реферат, курсовая работа, конспект, лекция, диплом, домашняя работы и пр. учебный материал.
Learn MoreНепридуманные истории вольного путешественника – 2
Эту смесь хорошо укатывают. По такой крыше можно свободно разгуливать, как по балкону. На ней можно хранить сено, сушить мясо и др.
Learn MoreПособие к СНиП 3.06.03-85
Горячие смеси готовят на вязких битумах и используют для укладки 1.6. Щебеночные и гравийные асфальтобетонные смеси в зависимости от массовой 2.6. Жидкие битумы чаще всего выпускают на нефтеперерабатывающих заводах
Learn MoreАсфальтобетон б2
Особенности и основные характеристики асфальта.
Тёплый асфальт – Selena
Асфальтовый завод также потребляет меньше энергии и производит меньше выбросов в атмосферу. температура укладки, °С: теплый асфальт — >70; горячий асфальт — >110. Приготовление теплых асфальтобетонных смесей
Learn MoreПутешествие в тропики (fb2
Путешествие в тропики читать онлайн. Записки научного сотрудника Ленинградского Ботанического института об экспедиции советских ученых в Бразилию
Learn MoreКнига: Операция «Шасть!
Огромная масса горячей воды, почти кипятка, обрушилась на Тыру. Ниоткуда она взялась. Прямо из воздуха. Будто по волшебству.
Learn MoreСтарый асфальт: Можно ли асфальт укладывать на старый асфальт?
Для горячей асфальтовой смеси смесь перемешивают и нагревают в течение примерно 20 минут, прежде чем она будет готова к использованию.
Learn MoreТолщина асфальтового покрытия дорог – ГОСТ Р 54401
Асфальт — это смесь различных смол и битумов – асфальтов с наполнителем – песком, гравием, щебнем и различными добавками, меняющими свойства готовой смеси.
Асфальтобетонный завод BENNINGHOVEN BA RPP 4000
Мы уже делали смесь на 96% из вторичного асфальта»– Knäble , Биберах Обеспечить снабжение асфальтом нужного качества в нужном количестве и в нужное время – непростая задача, которая требует применения идеально
Learn MorePDF) Korshak a a yammazov a m osnovy neftegazovogo dela
Academia.edu is a platform for academics to share research papers.
Learn MoreСкачать ОДМ 218.4.036-2017
6 Приготовление горячих асфальтобетонных смесей на АБЗ Горячие плотные асфальтобетонные смеси «Superpave» приготавливаются на асфальтобетонных заводах аналогично традиционным асфальтобетонным смесям.
Learn MoreНовые стихи 2018-20
Портал предоставляет авторам возможность свободной публикации и обсуждения произведений современной поэзии.
Learn MoreАсфальт из чего делается: Что такое асфальт?
Асфальт — это фактически материал, который связывает щебень и гравий, называемый заполнителем, вместе для создания прочной твердой поверхности.
Удельный вес асфальтобетона: Удельный вес асфальта в 1м3
Смешивая этот природный материал, а вернее — битумы на его основе, с гравием и песком, получают смесь, которой покрывают дороги с небольшой нагрузкой, пешеходные дорожки и
Learn MoreCalaméo – Отраслевой журнал «Вестник», №4-5, 2016
Publishing platform for digital magazines, interactive publications and online catalogs. Convert documents to beautiful publications and share them worldwide. Title: Отраслевой журнал «Вестник», №4-5, 2016, Author: EuroMedia, Length: 204 pages, Published: 2017-01-10
Learn MoreСколько литров тосола в Уаз 469
Технические характеристики автомобиля УАЗ 469 Популярный по сей день отечественный джип Автомобиль повышенной проходимости УАЗ 469, появившийся в нашей стране в начале 70 годов ХХ века, долгое время
Learn MoreСмесь асфальтобетонная тип б марка 2
Смесь асфальтобетонная тип б марка 2: Асфальтобетонная смесь горячая плотная
Learn Moreu0026quot;Забирай свой самовар\u0026quot
Итак, начнем с самого основного — что такое асфальт, или правильнее, асфальтобетонная смесь.
Асфальт — природный или искусственный многокомпонентный материал на основе поверхностного (образованного при
Ресайклинг асфальтобетонных покрытий: ОДМ 218.2.022-2012
С ресайклером Bagela горячая смесь обычно работает так же (если не лучше), чем первичная смесь с местного завода! Переработанный асфальт работает и остается важным защитником окружающей среды.
Learn MoreCalaméo – ЖурнЗpу6июн2013
Publishing platform for digital magazines, interactive publications and online catalogs. Convert documents to beautiful publications and share them worldwide. Title: ЖурнЗpу6июн2013, Author: a a, Length: 246 pages, Published: 2014-08-21
Learn MoreАсфальт порционного смешивания бетонный завод завод асфальта
портативный асфальтовый завод YLB1000 – YLB
Телефон: +86-371-65825868. WhatsApp/Wechat: +86 18137858347. Электронная почта: [email protected] Адрес:Longxiang Industrial Park ,
Learn MoreЧто такое асфальтобетонные заводы, и как они работают?
Бетонные заводы под вибропрессование.
История асфальта в Европе. Несмотря на то, что завод по производству асфальта – это сравнительно Главный признак АБЗ циклического типа – смешивание всех ингредиентов происходит «порционно».
Завод горячего рециклинга асфальта RAP80 (80
Завод горячего рециклинга асфальта RAP80 (80 т/час), Україна. Официальный представитель
Learn MoreМодифицированное асфальтобетонное оборудование – (PMB
Телефон: +86-371-65825868. WhatsApp/Wechat: +86 18137858347. Электронная почта: [email protected] Адрес:Longxiang Industrial Park ,
Learn MoreОборудование для производства теплого асфальта
Оборудование для производства теплого асфальта · Высокая рентабельность · Расширенная гарантия· Техподдержка· Заказать по телефону: 8-800-555-73-40 Бетонный завод Mig- мобильный на шасси
Learn MoreКитай professional
Мобильный готового цемента бетонный завод в . Китай professional используется смешивания асфальта LB1500 асфальт бетонный завод с Лучшая цена для продажи.
Асфальтобетонные заводы купить от AIMIX
Асфальтобетонные заводы 10-320 тонн/ч, продаем из Китая, цена доступная, качество надежное
Learn MoreZAP Переработанный асфa
Завод асфальта смешивания барабанчика главным образом состоит из холодной агрегатной системы снабжения, горелки, суша и смешивая барабанчика, системы сбора пыли, системы снабжения битума
Learn MoreКупить завод по производству асфальта от Aimix
Завод по производству асфальта: описание и характеристики. Завод по производству асфальта – как видно из названия, это комплектующие специальные оборудования, которые используются для производство асфальтобетона.
Learn MoreYLB Мобильный асфальтобетонный завод – Asphalt Batching
Мобильный асфальтовый завод состоит из бункеров инертных материалов, сушильной установки, элеваторов, вибрационного грохота, карманов горячих материалов, смесительной установки, системы подогрева и подачи битума
Learn MoreАсфальтобетон б2
Dec 19, · Особенности и основные характеристики асфальта.
Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с
Zhengzhou Unique Industrial Equipment Co., Ltd. – Concrete
Zhengzhou Unique Industrial Equipment Co., Ltd., Experts in Manufacturing and Exporting Concrete Mixing Plant/ Asphalt Plant/ Mobile Batch Plant/ Concrete Mixer and 7394 more Products.
Learn MoreАсфальт завод / асфальтосмесительные установки / asphalt
Dec 08, · 11. Главный смеситель Главный смеситель Hongda Group 1 набор (ы) Способность смешивания: 500 кг / партия Скорость заполнения: 50% Цикл смешивания: 45 сек. Редуктор Hongda Group 1 комплект (-ы)
Learn MoreАсфальтосмесительный завод – Donuts
Асфальтосмесительный завод может быть стационарного, мобильного, портативного
Learn MoreЦена нового смешивания асфальта, битум hot mix
Бетонный Завод, Мобильный Бетонный Завод, Установка для Смешивания Асфальта, Бетононасос, Бетономешалка.
Экспорт смешивая завода нового строительного оборудования Hzs180 конструкции
Asphalt Batching Plant – Sinoroad
yhzs Серии Бетонный завод — Мобильный бетонный завод в основном используется для смешивания бетона для строительства дорог высокого класса, городских дорог, взлетно-посадочных полос
Learn Moreто, что асфальтобетонная смесь с
Асфальтобетонная смесь мелкозернистая тип Б марка I
Это связано с тем, что она отличается химической нейтральностью. что эта смесь показана к применению в образовательных и лечебных заведениях согласно установленным регламентам
Learn MoreАсфальтобетонная смесь — 30.10. — 12389
Oct 30, · Номер патента: 5315. Опубликовано: 30.06.2003 Авторы: Трутько Александр Александрович, Игошкин
Learn MoreГОСТ 9128- Смеси асфальтобетонные…
Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон применяют для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий в соответствии с действующими строительными
Learn MoreТендер 32110162636
Тендер Асфальтобетонная смесь и битумная эмульсия в Томской области от ООО “ГОРСЕТИ
Learn MoreАсфальтобетон б2
Dec 19, · Особенности и основные характеристики асфальта.
Чтобы ответить на вопрос, чем отличается асфальт от асфальтобетона, необходимо в отдельности разобраться с каждым из
Асфальтобетонная смесь ПДг III 2 0 с добавкой СТБ 1033
Асфальтобетонная смесь с добавкой СТБ 1033- купить оптом в Минске у производителя
Learn MoreПирожное Наполеон: jd_ganna — LiveJournal
Jul 27, · Проводим лето с чувством, с толком, с расстановкой! Торты-пирожные печём, например. Наполеон я готовила не один раз, и всегда из ленивого слоёного теста. Рецепты есть в блоге, то тегу «торт» их найти несложно.
Learn MoreАсфальтобетонная смесь крупнозернистая тип Б марка I
Отгружается данный состав при температуре 145-150 0 С. Возможны незначительные отклонения на 1-2 градуса. что указанная смесь будет плотной и однородной, несмотря на крупную фракцию
Learn MoreВпервые выпущена и уложена асфальтобетонная смесь RAU-8
Aug 02, · ТАТАВТОДОР Наш адрес: 420012, г. Казань, ул. Достоевского, 18/75, а/я 225 (843) 22-17-172, (843) 22-17-112
Learn MoreКакой бывает асфальт?
Сложность в том, что за термином «асфальтобетон» скрываются десятки смесей с разным набором характеристик.
Мы решили разобраться, какие типы асфальтобетонных покрытий существуют и как выбрать подходящий.
Теплый асфальтобетон: прорывная технология или обычная смесь?
Sep 14, · Теплым асфальтобетоном принято считать смесь с температурой от 100 до 150 градусов, что примерно на 30-40 градусов меньше, чем обычный
Learn MoreАсфальтобетон – это… Что такое Асфальтобетон?
асфальтобетон — (асфальтовый бетон), искусственный строительный материал, получаемый в результате уплотнения и затвердевания специально подобранной смеси щебня (гравия), песка
Learn MoreПирог вишневый перевертыш/Upside-down cherry pie: trio_mia
Jun 09, · Очень легкий в приготовлении пирог. Его можно делать, как из свежих ягод, так и из замороженных, которые совсем не надо предварительно размораживать. Есть, правда некоторые особенности, для свежих – они более сочные.
Learn MoreСегрегация асфальтобетонной смеси что это?
Что касается горячих составов, то их количество должно составлять не более шестисот тонн, а холодных – не более двухсот тонн.
Количество раствора определяют по его весу.
Маленькая девочка, которую сослал Сталин | Книги | Republic
Jul 28, · В финском языке есть поговорка Siperia opettaa, «Сибирь научит», означающая, что по-настоящему освоиться с каким-то делом можно только через трудности; нечто вроде нашего «без труда не вытащишь и рыбку из труда».
Learn MoreЗначение слова АСФАЛЬТ. Что такое АСФАЛЬТ?
Асфа́льт (от др.-греч. ἄσφαλτος — горная смола, асфальт) — смесь битумов (60—75 % в природном горном асфальте, 13—60 % — в искусственном) с минеральными материалами: гравием и песком (щебнем или гравием, песком и
Learn Moreасфальтобетон подъездной трещины наполнителя чип уплотнения асфальта
Что дешевле асфальт или бетон?
Mar 25, · Асфальт и бетон имеют схожие технические характеристики – прочность, износостойкость, долговечность. Чтобы выяснить, что лучше асфальт или бетон во дворе можно рассмотреть такие нюансы
Learn MoreСкачать ОДМ 218.
3.060отраженное трещинообразование: Трещины на поверхности асфальтобетонного покрытия, возникающие из-за комплекса горизонтальных (растягивающих) и вертикальных (сдвиговых) деформаций у основания слоя асфальтобетона
Learn MoreНужно ли посыпать асфальт цементом и для чего?
Ремонт асфальта подъездной дороги . Как и в случае с бетоном, очистите трещины от растений и мусора, очистите их из шланга и опрыскайте средством для уничтожения сорняков.
Learn MoreАсфальтобетон б2
Dec 19, · Если рассматривать асфальтобетон, то его главное отличие от асфальта – возможность тщательного уплотнения. Характеристика достигается
Learn MoreКонструкция тротуара из асфальтобетона: 21
Асфальтобетон дорожный литой горячий. а появившиеся трещины и другие дефекты чинить сразу, заделывать герметиками, стойкими к химическому воздействию и воде. «Дали мне отличную цену
Learn MoreУход За Дорогами Машина Для Герметизации Асфальта – Buy
Уход За Дорогами Машина Для Герметизации Асфальта , Find Complete Details about Уход За Дорогами Машина Для Герметизации Асфальта,Машина Для Уплотнения Асфальта,Машина Для Уплотнения Асфальта,Машина Для Уплотнения Трещин from
Learn MoreТолщина асфальтового покрытия гост: Урал56
Суть вопроса в том, что без хорошего уплотнения и разравнивания смеси ремонтируемая поверхность будет не менее серьезной проблемой, чем указанные выше трещины и другие дефекты асфальта
Learn MoreТР 103-07 Технические рекомендации по.
..В составе асфальтобетонов вместо традиционного нефтяного битума применяют альтернативные органические вяжущие, например, природный битум, различные битумные композиции, битумные эмульсии, сланцевые битумы и др.
Learn MoreКакой щебень лучше для дороги?
Содержание1 Строительство дороги из щебня с песчаной подушкой1.1 Экономия на асфальте и бетоне. Щебень для дороги1.2 Как укладывают дорогу из щебня и песка1.3 Долговечность щебеночной дороги2 Строительные технологии.
Learn MoreПесчаный асфальтобетон: Nothing found for Vidy
Песчаный асфальтобетон достаточно простой в производстве, однако соответственно и качество и крепость намного ниже, чем у аналогичных типов асфальта
Learn MoreСколько цемента на куб бетона марки 200
Асфальтобетон – Для наземных дорог, аэропортов, парковок и насыпей плотин требуется асфальтобетон. Они производятся путем смешивания асфальта и заполнителей.
Learn MoreМетоды оценки и показатели морфологических характеристик крупных заполнителей для дорожных материалов: всесторонний обзор
Сайсай Чжан, докторант Школы дорожного хозяйства Чанъаньского университета.
Направление исследований: геном материала асфальтобетонного покрытия. 1. Академический опыт: 2016-настоящее время, кандидат наук в Школе шоссейных дорог Чанъаньского университета; 2014–2016 гг., магистр дорожного движения Чанъаньского университета; 2010–2014 гг., бакалавр дорожного движения Чанъаньского университета. 2. Награды: Выдающийся выпускник Чанъаньского университета, 2016–2017 гг.; Награда первой степени Чанъаньского университета, 2016–2017 гг.
Жуй Ли, доктор философии, профессор Школы шоссейных дорог Чанъаньского университета. Направление исследований: экологически чистое самогенерирующееся асфальтобетонное покрытие. 1. Академический опыт: 2017.10-н.в., профессор Школы шоссейных дорог Чанъаньского университета; 2012–2017 гг., доцент Школы шоссе Чанъаньского университета; 2010–2012 гг., доцент Школы шоссе Чанъаньского университета. 2. Неакадемический опыт (полный рабочий день, если не указано иное): Учеба в Сингапуре, Национальный университет Сингапура, 2017–2018 гг.
3. Членство: Эксперт по обзору коммуникаций Национального фонда естественных наук; Эксперт по обзору Фонда естественных наук провинции Гуандун.
Цзяньчжун Пей, доктор философии, профессор Школы шоссейных дорог Чанъаньского университета. Направление исследований: экологически чистое асфальтобетонное покрытие. 1. Академический опыт: 2011-настоящее время, профессор Школы шоссейных дорог Чанъаньского университета; 2013–2014 гг., приглашенный научный сотрудник, Технологический институт Джорджа, США; 2006–2011 гг., исполнительный заместитель директора Ключевой лаборатории дорожного строительства специального назначения Министерства образования Чанъаньского университета; 2006–2011 гг., доцент Школы шоссе Чанъаньского университета; 2002–2006 гг., преподаватель дорожной школы Чанъаньского университета. 2. Неакадемический опыт (полный рабочий день, если не указано иное): Приглашенный научный сотрудник, Технологический институт Джорджа, США, 2013–2014 гг.
3. Членство: Китайская ассоциация молодых ученых и технологов, директор; Член технического комитета по стандартизации дорог и мостов Министерства жилищного строительства и городского и сельского развития; Американское общество инженеров-строителей, член.
Определение комплексного модуля упругости асфальтобетона с помощью сканирующего лазерного доплеровского виброметра
Материалы (Базель).2019 ноябрь; 12(21): 3542.
Поступила в редакцию 16 окт. 2019 г.; Принято 25 октября 2019 г.
Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).Эта статья цитировалась в других статьях в PMC. .Abstract
Асфальтовые смеси являются наиболее распространенными видами дорожного покрытия, используемыми в мире. Характеристика механического поведения этих сложных материалов имеет важное значение при проектировании долговечных, экономичных и устойчивых дорожных покрытий.
Одним из важных свойств асфальтобетонных смесей является комплексный модуль упругости. Этот параметр можно определить с помощью различных стандартизированных методов, которые часто дороги, сложны в исполнении и чувствительны к экспериментальной установке. Поэтому в последнее время наблюдается значительный интерес к разработке новых, более простых и комплексных методов исследования механических свойств асфальта. Основной целью данного исследования является разработка альтернативного метода, основанного на оптической методике измерений (лазерной доплеровской виброметрии).Для этого используется метод идентификации системы частотной области, основанный на аналитических формулах (теория пучков Тимошенко), для определения комплексного модуля упругости асфальтобетона на его собственных частотах и формирования их эталонной кривой. Эталонная кривая, построенная этим методом, сравнивается с эталонной кривой, полученной в результате стандартного четырехточечного испытания на изгиб, и делается вывод, что предлагаемый метод способен создать эталонную кривую, аналогичную эталонной кривой стандартного метода.
Таким образом, предлагаемый метод может заменить стандартные испытания на жесткость.Кроме того, стандартные методы измерения жесткости обычно проводят эксперименты до максимальной частоты 30 Гц. Однако предлагаемый метод может обеспечить точное определение комплексного модуля на высоких частотах. Это делает возможным точное сравнение свойств асфальтобетонных смесей на высоких частотах и разработку более точных теоретических моделей для моделирования образцов.
Ключевые слова: асфальтобетонные смеси , комплексный модуль, неразрушающий контроль, лазерная доплеровская виброметрия, модальный анализ, мастер-кривая
1.Введение
При традиционном проектировании структурных дорожных покрытий наибольшее внимание уделялось эмпирическим значениям свойств материалов, чтобы спроектировать дорожное покрытие для определенных транспортных и климатических условий. Однако в настоящее время существует огромный интерес к пониманию фундаментальных механических свойств асфальтобетонных смесей [1,2] для проектирования оптимизированных дорог с более длительным сроком службы и меньшими затратами на техническое обслуживание [3].
Первым шагом для достижения этого является хорошее понимание механических свойств асфальтобетонных смесей.
Предположение, что асфальтобетонные смеси являются однородными, изотропными и линейно-вязкоупругими, позволяет прогнозировать их механическое поведение с двумя основными параметрами: комплексным модулем упругости или E*(ω,T) и комплексным коэффициентом Пуассона или ν*(ω,T ). E* является более важным параметром из двух, и европейский стандарт EN 12697-26:2018 вводит различные методы для его характеристики [4]. Эти методы включают испытания на изгиб и испытания на прямое или непрямое растяжение, проводимые на асфальтобетонных смесях различной формы (призматической, трапециевидной или цилиндрической) при циклической синусоидальной или гаверсинусной нагрузке.Рассчитав отношение напряжения к деформации в этих экспериментах, можно вычислить комплексный модуль упругости материалов.
E*=E′+iE″=|E*|eiδ,
(1)
где E′ – модуль накопления, E″ – модуль потерь, а δ – фазовый угол.
Традиционные стандартные процедуры для получения основной кривой асфальтовых смесей имеют относительно сложные и дорогие экспериментальные установки. Альтернативой стандартным методам является модальный эксперимент, который широко используется во многих других областях характеристики материалов и может применяться к вязкоупругому образцу для измерения его комплексного модуля упругости.На основе модальных экспериментов были разработаны различные методы для характеристики свойств асфальтобетонных смесей.
Например, используя основные резонансные частоты образцов асфальта и упрощенные аналитические формулировки, можно оценить комплексные модули при различных температурах [5,6]. Хотя, имея один комплексный модуль на температуру, невозможно сформировать основную кривую.
В другом исследовании первые две или три резонансные частоты цилиндрических дисковых образцов асфальта были найдены с помощью акселерометра для измерения вибрации, вызванной ударом стальной сферы [7] или молотка [8,9].
Затем с помощью аналитических формул оценивались комплексные модули образцов на этих частотах для нескольких температур. Эти методы позволили предсказать основную кривую образцов асфальта с хорошей точностью на некоторых частотах. Однако при проведении измерений в одной точке были обнаружены только первые несколько собственных частот образцов. Имея только эти собственные частоты образца при каждой температуре, эксперимент пришлось повторить при многих различных температурах (одиннадцать в одном исследовании [8]), чтобы можно было сформировать полную эталонную кривую.
Другим методом оценки эталонной кривой асфальтобетонных смесей является метод обратного расчета. В этом методе для моделирования образца используется модель конечных элементов (FEM), а моделирование сравнивается с экспериментом. Этот метод использовался для оценки эталонной кривой асфальтовой смеси путем минимизации расстояний между несколькими точками на функциях частотной характеристики (АЧХ) МКЭ и экспериментов [10,11].
Этот метод требует очень много времени, а эталонные кривые, полученные с его помощью, завышают комплексный модуль упругости образцов из-за более низких уровней деформации, применяемых к образцам с помощью молотка [12].
В этом исследовании предлагается новая, полностью автоматическая экспериментальная установка в сочетании с новым вычислительным подходом для оценки основной кривой асфальтовых смесей. В этом методе образцы возбуждаются с помощью модального встряхивателя, чтобы иметь полный контроль над силой возбуждения, а измерения проводятся с использованием сканирующего лазерного доплеровского виброметра (SLDV), чтобы получить информацию о вибрации на всей поверхности образца (например, измерение 95°). точки на луче). Делая это, можно вычислить формы колебаний систем и использовать только те колебания, которые имеют хорошее качество и хорошо согласуются с формами колебаний, полученными из МКЭ или аналитических формул.С помощью этого метода можно было оценить несколько собственных частот образцов (до 10) при каждой температуре, что помогло сформировать мастер-кривую с более высоким качеством по сравнению с другими методами, основанными на модальных экспериментах.
Кроме того, этот метод требует менее сложной экспериментальной установки, его проще выполнять и он дешевле, чем стандартные эксперименты по жесткости.
Дальнейшее описание этого документа выглядит следующим образом. В разделе 2 представлены теоретические основы, методы обработки данных, процедура производства материала и экспериментальная установка предлагаемого метода прямого расчета.Результаты этих экспериментов представлены в разделе 3 и сравниваются с результатами, полученными стандартным методом. Выводы этого исследования завершают эту статью в разделе 4.
2. Материалы и методы
В этом разделе, во-первых, представлены теоретические основы методов, использованных в этом исследовании. Затем демонстрируются подготовка образца, экспериментальная установка и практическая реализация предложенного метода.
2.1. Теоретическая база
2.1.1. Модальный анализ
Модальный анализ является популярным методом во многих инженерных областях для измерения, улучшения и оптимизации динамических характеристик конструкций.
Модальный анализ — это процесс определения динамических характеристик системы по ее собственным частотам, коэффициентам демпфирования и формам колебаний. Эти три параметра называются модальными параметрами системы [13].
Идея модального анализа заключается в установлении взаимосвязи между силой возбуждения в одном месте и вибрационной реакцией в том же или другом месте в зависимости от частоты.Это отношение, которое часто представляет собой сложную математическую функцию, представляет собой АЧХ системы. Это возбуждение обычно создается либо ударным молотком, либо одним или несколькими вибраторами. Оба прибора могут создавать необходимую силу на разных частотах и измерять ее с помощью датчика силы. Затем к конструкции прикрепляют один или несколько акселерометров для измерения вибрации и формирования частотной характеристики. Многие исследователи уже показали, что массовая нагрузка акселерометра создает неопределенности в оценке модальных параметров, особенно в легких или небольших конструкциях или в сильно демпфирующих нелинейных материалах [14].
Следовательно, использование бесконтактной измерительной системы, такой как SLDV, для измерения вибрации в различных точках конструкции может быть полезным. В ходе этого исследования SLDV использовался в сочетании со шейкером для проведения экспериментов по модальному анализу.
2.1.2. Лазерная доплеровская виброметрия
Лазерный доплеровский виброметр (LDV) представляет собой бесконтактную оптическую измерительную систему, которая работает путем измерения скорости точки на поверхности объекта. LDV значительно расширяют возможности измерения по сравнению с традиционными датчиками вибрации, такими как акселерометры.Они способны измерять вибрацию с высоким разрешением в широком диапазоне частот (достигающем более 1,2 ГГц) [15]. Кроме того, поскольку они не прикреплены к конструкции, они могут избежать ошибки, вызванной массовой нагрузкой датчиков, особенно в легких или небольших конструкциях или в сильно демпфирующих нелинейных материалах, таких как асфальтовые смеси [16].
Усовершенствованная модель LDV, сканирующая LDV или SLDV, имеет возможность быстро и точно направлять лазер на нужные точки измерения на конструкции с помощью двух управляемых компьютером зеркал.Это позволяет проводить измерения на заранее заданной сетке на (большой) конструкции с высоким пространственным разрешением. В последние годы преимущества SLDV сделали его подходящей заменой акселерометрам в модальном анализе конструкций [16,17]. Способность этих приборов проводить измерения на дорожном покрытии доказана в литературе [18,19].
2.1.3. Классические теории балок
Балка – это конструкция, в которой осевой размер ( L ) преобладает по сравнению с другими ортогональными ему размерами.Сечением балки является плоскость, ортогональная оси конструкции. Существуют различные модели для описания механического поведения балки при изгибе [20]. Двумя популярными классическими теориями являются модели Эйлера-Бернулли [21] и Тимошенко [22,23].
Уравнение балки Эйлера-Бернулли игнорирует эффекты деформации сдвига и вращательной инерции и является точным только для тонких балок. На практике уравнение Эйлера-Бернулли используется только для моделирования первых нескольких резонансных частот, связанных с простыми формами мод тонкой балки [24].
В отличие от модели Эйлера–Бернулли , балочная теория Тимошенко учитывает эффекты сдвиговой деформации и вращательной инерции [20], поэтому разумно предположить, что она является усовершенствованием модели Эйлера–Бернулли [20]. 25]. Это предположение приводит к более сложной процедуре оценки модуля Юнга балки. Таким образом, путем упрощения уравнения АЧХ часть знаменателя АЧХ можно записать как gTimo(s), представленное в уравнении (2).Полную процедуру вывода этой формулы из уравнения АЧХ можно найти в литературе [26].
gTimo(s)=ch(b1(s)L)cos(b2(s)L)−1+b22(s)−b12(s)2b1(s)b2(s)sinh(b1(s)L) )sin(b2(s)L),
(2)
где b1 и b2 вычисляются с использованием уравнения (3):
bi2(s)=(−1)i+1c(s)+c2(s)+at(s).
(3)
Значения c(s) и at(s) на полюсе s определяются формулой
c(s)=ρ2E(s)(1+γ(s))s2,
(4)
at(s)=a(s)−ρ2γ(s)E2(s)s4,
(5)
с а и γ:
где ρ — плотность, A — площадь поперечного сечения (A=hzhy для прямоугольного сечения), ν — коэффициент Пуассона материала.
Полюса sk, удовлетворяющие уравнению (8), образуют неявную связь между резонансными частотами и свойствами материала объекта: Алгоритм поиска корня :
xi+1=xi−f(xi)/f′(xi).
(9)
В методе Ньютона-Рафсона сначала предполагается начальное предположение (x0,f(x0)) для материала. Это первоначальное предположение в данном случае может быть модулем упругости, полученным из метода Эйлера-Бернулли или основанным на литературе.Затем, используя эти значения и производную f′(x0), вычисляется лучшее приближение для корня. Этот процесс повторяется столько раз, сколько необходимо на основе уравнения (9), чтобы получить желаемую точность [27].
2.1.4. Основная кривая комплексного модуля
Механические свойства вязкоупругих материалов, таких как асфальтовые смеси, зависят от температуры и частоты нагрузки. Чтобы иметь возможность сравнивать свойства различных смесей, одна из этих переменных должна быть нормализована.Например, данные, собранные при разных температурах, могут быть сдвинуты относительно частоты нагрузки, так что различные кривые при разных температурах могут быть выровнены для формирования единой основной кривой. Эта эталонная кривая впоследствии может быть использована для определения жесткости материала в любых конкретных условиях. Методика определения эталонной кривой основана на принципе суперпозиции время-температура (TTS). Принцип TTS позволяет комбинировать влияние времени и температуры на вязкоупругие материалы.Справедливость принципа TTS для различных линейно-вязкоупругих материалов, включая асфальтовые смеси, была доказана различными теоретическими и экспериментальными исследованиями [28,29].
В этом методе выбирается эталонная температура (Tref), а кривые частота-модуль упругости при разных температурах сдвигаются, чтобы сформировать одну единую эталонную кривую (см. ). Этот сдвиг частоты происходит на основе коэффициента сдвига αt:
или
где ξ — приведенная частота в Гц, f — частота нагрузки в Гц, а αt — коэффициент сдвига.
Концепция принципа суперпозиции время-температура (TTS) и формирования основной кривой, каждый цвет представляет данные при разных температурах, а также то, как данные при разных температурах смещаются для формирования общей кривой, называемой основной кривой (рисунок воспроизведен из [30]).
Существуют различные методы определения коэффициента сдвига αt [31,32]. В этом исследовании используется метод Williams-Landel-Ferry (WLF) [33] из-за его простоты и способности давать удовлетворительные результаты.Уравнение WLF выглядит следующим образом:
logαT=-C1(T-Tref)C2+T-Tref,
(12)
где C1 и C2 — эмпирические значения, определенные из экспериментов.
Популярной математической моделью для построения основной кривой асфальтовых смесей является сигмоидальная подгоночная функция (см. уравнение (13)). Преимуществом сигмоидальных функций перед полиномиальными является их способность лучше моделировать кривую при низких и высоких температурах [34].
log(|E*|)=Smin+α1+eβ−γlog(ξ),
(13)
где Smin — минимальное значение модуля, α — размах значения модуля, а β и γ — параметры формы.
Для упрощения кодирования и вычислений для формирования эталонной кривой в этом исследовании уравнение (13) записывается как [35]:
log(|E*|)=log(Smin)+[log(Smax)− log(Smin)]S,
(14)
с участием
S=1−exp[−(10+logξβ)γ],
(15)
где Smin и Smax — минимальная и максимальная жесткость в МПа соответственно.
В данном исследовании эта процедура используется дважды. Во-первых, результаты стандартного четырехточечного испытания на изгиб призматических образцов (4PB-PR) анализируются в соответствии с этими шагами, и оцениваются шесть неизвестных параметров сигмоидальной функции и уравнения WLF.
Во-вторых, оценка |E*| предложенного метода прямого расчета используются для оптимизации шести неизвестных параметров. Полная процедура обработки данных для обоих методов представлена в разделе 2.2.3, а оптимизированные параметры представлены в разделе 3.2.
2.2. Практическая реализация
2.2.1. Производство материалов
В этом исследовании все эксперименты проводились на типичной смеси базового слоя, разработанной исследовательской группой EMIB в качестве эталона для обычных испытаний.Эта смесь имеет максимальный размер заполнителя 14 мм (AC14) и содержит 4,3% битума по массе заполнителя. Используется обычный битум класса пенетрации 35/50. показаны основные свойства используемого битума. Эти свойства основаны на паспортах поставщика и подтверждены лабораторными испытаниями по стандартам NBN EN 1426:2015 [36], NBN EN 1427:2015 [37] и NBN EN 12593:2015 [38]. Состав смесей представлен и показана окончательная сортировочная кривая смеси.
Градиентная кривая разработанной смеси.
Таблица 1
Основные свойства битума класса пенетрации 35/50.
| Недвижимость (Unit) | Проникновение (1/10 мм) | Умягчающая точка смягчения (° C) | 937 | 54.3 | 54.3 | −10 |
|---|
Таблица 2
Состав смеси (по общей массе).
| Известняк 6,3/14 | 39. 8% | |
| 9021 | 914,0% | |
| 30,0% | 9300208 | Песок реки 0/1 | 7.5% |
| Наполнитель (Наполнитель 15) | 8,7% | |
| Всего | 100% | |
| Битум 35/50 | 4,3% |
Три (B1–B3) для экспериментов по модальному анализу и три (R1–R3) для эталонного четырехточечного испытания на изгиб.
Поскольку размеры образцов не влияют на их механические свойства, размеры образцов каждого эксперимента выбирают исходя из ограничений экспериментальных установок. Размеры образцов B1–B3 были выбраны (см. ) с учетом следующих факторов:
Образцы имеют форму луча в соответствии с классической теорией луча (изложенной в разделе 2.1.3).
Согласно NBN EN 12697-26:2018 [4], для того чтобы образцы асфальта отражали их истинные материальные свойства, рекомендуется, чтобы их ширина hy и высота hz были не менее чем в три раза больше максимального размера зерен смеси .Поэтому ширина hy и высота hz балки для этой смеси больше 42 мм.
Образцы должны поместиться в имеющуюся климатическую камеру, поэтому в данном исследовании их длина L должна быть меньше 45 см, что соответствует ширине рамы, предназначенной для размещения внутри климатической камеры (см. b) .
Экспериментальная установка: ( a ) Вибросито, возбуждающее асфальтобетонную смесь в форме балки сзади; ( b ) сканирующий лазерный доплеровский виброметр (SLDV), проводящий измерения вибрации на поверхности объекта внутри климатической камеры.
Этот модальный эксперимент был проведен при пяти температурах, и его результаты являются исходными данными для предлагаемых методов оценки свойств материала.
Этот модальный эксперимент был проведен при пяти температурах, и его результаты являются исходными данными для предлагаемых методов оценки свойств материала.Таблица 3
Размеры балок, используемых для модального анализа (B1–B3), и балок для эталонных стандартных экспериментов (R1–R3).
| Образец | Высота (В, см) | Ширина (Ш, см) | Длина (Д, см) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5,40 | 40,0 | ||||||
| В2 | 5,27 | 5,37 | 39,9 | ||||
| В3 | 5,26 | 5,51 | 40,0 | ||||
| R1 | 5,02 | 5,07 | 44,8 | ||||
| R2 | 4 | 4. 95 | 5.07 | 5.07 | 44.0222 | 44,8 | 44.8 |
| 4.34 | 4,7 | 1 5.0044.7 |
Кроме того, размеры ссылочных образцов R1 до R3 являются в соответствии с NBN EN 12697 -26:2018 [4] и представлены в .Три балки B1–B3 были изготовлены и вырезаны из двух плит (P1 и P2) в асфальтовой лаборатории Университета Антверпена, а три балки R1–R3 вырезаны из одной плиты (P3). Производство P3 осуществлялось в Agentschap Wegen en Verkeer (перевод: Фламандское агентство дорог и дорожного движения) (AWV), а разрезали его в асфальтовой лаборатории Делфтского университета, так как часть экспериментального оборудования была временно выведена из эксплуатации.
-приказ. Пластины были изготовлены по одной и той же процедуре с целью получения аналогичных объемных свойств, включая воздушные пустоты, максимальную плотность и объемную плотность.Смесь была изготовлена в соответствии с NBN EN 12697-35:2016 [39] и уплотнена с помощью крупногабаритного каткового катка методом двухколесного тяжелого уплотнения в соответствии с NBN EN 12697-33+A1:2007 [40]. Температура смешивания составляла 175 °С, а температура прессования — 165 °С (см. рис. 1).
( a ) Крупногабаритный катковый каток и ( b ) готовый асфальтобетон в форме.
2.2.2. Экспериментальная установка
После подготовки балок B1–B3 их передние стороны были окрашены белой аэрозольной краской (аэрозоль Ardrox ® 9D1B фирмы Chemetall, Франкфурт-на-Майне, Германия) для улучшения качества измерения LDV, как это предлагается в литературе. [19].Затем образцы были подвешены к небольшой раме, построенной для климатической камеры универсальной испытательной машины (UTM), с помощью двух винтовых проушин и лески для имитации свободно-свободных условий.
Эксперименты проводились при пяти температурах (5, 10, 15, 20 и 30 °С). Эти температуры были выбраны таким образом, чтобы они покрывали широкий диапазон основной кривой, принимая во внимание рабочую температуру встряхивателя, которая не может опускаться ниже 0 °C или превышать 40 °C. Встряхивателем был вибрационный возбудитель типа 4809 фирмы Brüel & Kjær, Нэрум, Дания, который возбуждал образцы периодическим чирп-сигналом в диапазоне частот от 800 до 19 200 Гц (см. а).Сигналы генерировались с помощью бортового генератора сигналов Polytec и усиливались усилителем мощности Brüel & Kjær типа 2706. Датчик силы Brüel & Kjær типа 8230-001 помещали между наконечником жала вибростенда и образцом для измерения силы. и He-Ne SLDV (PSV-400 от Polytec, Вальдброн, Германия) использовали для измерения скорости вибрации в 95 точках сканирования на поверхности образцов (см. b).
2.2.3. Обработка данных
На этом этапе, используя скорость точек сканирования, измеренную SLDV, и измеренную силу возбуждения, рассчитывается АЧХ образцов B1–B3 в каждой точке сканирования (см. ).Для повышения качества измерений каждое измерение проводится пять раз в каждой из точек сканирования. Это делает возможным формирование функции когерентности для исследования повторяемости измерений.
Функции частотной характеристики (АЧХ) 95 точек сканирования образца B3 при 5 °C в качестве примера. (V/F — скорость точек сканирования относительно силы возбуждения, измеренная датчиком силы).
АЧХ (представленные в ) являются входными данными для метода комплексной частотной области PolyMAX или метода наименьших квадратов [41], который использует подход наименьших квадратов для подгонки полиномиальной модели рациональной дроби к АЧХ.Средство оценки PolyMAX использует частотные характеристики конструкции в качестве основных входных данных и может оценивать модальные параметры, включая собственные частоты, коэффициенты демпфирования и формы колебаний системы [42]. Полюса системы sk могут быть найдены с помощью этого алгоритма и связаны с собственными частотами ωk и коэффициентами затухания ξk:
sk=−ξk±i1−ξk2ωk.
(16)
Далее строятся формы мод для каждого полюса системы. При сравнении этих форм колебаний с формами колебаний, полученными с помощью FEM (простая балка, смоделированная в COMSOL Multiphysics) с использованием критерия надежности мод (MAC), формы колебаний изгиба образцов разделяются автоматически.Однако также можно использовать аналитические формулы вместо МКЭ для разделения форм изгибных мод образцов. Затем, как объяснялось в разделе 2.1.3, балочная теория Тимошенко используется для вычисления комплексных модулей образца при различных температурах и собственных частотах. Наконец, используя принцип TTS, представленный в разделе 2.1.4, величина комплексных модулей сдвигается, чтобы сформировать основную кривую образца. иллюстрирует обзор процедуры получения эталонной кривой из экспериментов по модальному анализу.
Обзор предлагаемого метода прямого расчета.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Повторяемость измерений
а иллюстрирует функцию когерентности, рассчитанную для одной точки на поверхности образца.
Видно, что когерентность близка к 1 до 15 кГц, а затем снижается. Причина в малой силе возбуждения на высоких частотах, представленной на рис. Хотя измерения с помощью SLDV в нескольких точках асфальтового покрытия сложны.Это приводит к более низкой усредненной функции когерентности для 95 точек измерения на поверхности образца, как показано в b.
( a ) Функция когерентности АЧХ на основе пяти измерений в одной точке на поверхности образца асфальта. ( b ) Усредненная функция когерентности АЧХ для 95 узлов сетки (пять измерений на точку). Значения, близкие к 1 на верхнем рисунке, показывают хорошую повторяемость измерения до 15 кГц. Для более высоких частот сила возбуждения недостаточна для достаточного возбуждения образца.Нижнее значение функции когерентности на втором рисунке показывает, что асфальтобетонная смесь является сложным материалом для измерения и моделирования.
Возбуждающая сила, прикладываемая модальным встряхивателем и измеряемая датчиком силы, помещенным между кончиком жала и образцом (0 дБ = 1 В).
Видно, что уровень силы относительно низок вблизи собственных частот и на высоких частотах.
3.2. Комплексный модуль упругости
представляет собственные частоты образцов (fk=ωk/2π) и процент коэффициентов демпфирования (Dk=ξk×100) для режимов со значением ПДК выше 75%.Причиной выбора относительно низкого предела ПДК был тот факт, что сетки МКЭ и сетки сканирования экспериментов согласовывались путем ручного измерения положения трех точек на поверхности образца и последующего определения их в МКЭ. Точность этого метода зависит от измерений, выполненных вручную, но дает достаточно информации, чтобы сопоставить аналогичные формы мод экспериментов с МКЭ. содержит только изгибные формы колебаний образцов, поскольку только эти формы колебаний используются в балочной теории Тимошенко для оценки комплексного модуля.
Таблица 4
Собственные частоты и процент коэффициентов демпфирования образцов B1, B2 и B3, определенные в экспериментах по модальному анализу с использованием оценщика PolyMAX и соответствующего комплексного модуля жесткости для каждой формы моды, рассчитанного по теории пучка Тимошенко.
| T (°C) | Форма режима # | B1 | B2 | B3 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| частота. (Гц) | D (%) | |E*| (ГПа) | частота(Гц) | D (%) | |E*| (ГПа) | частота (Гц) | D (%) | |E*| (ГПа) | |||
| 5 | 1 | 1080,2 | 4,7 | 23,91 | 1077,4 | 3,8 | 23,90 | 1160,6 | 3,6 | 26,64 | |
| 3 | 2809,4 | 3,2 | 25,17 | 2875,2 | 4,0 | 26,45 | 2990. 7 | 3,3 | 27,68 | ||
| 4 | 5224,9 | 4,5 | 27,08 | ||||||||
| 6 | 7460,6 | 4,2 | 221|||||||||
| 8 | 10 013,5 | 2,3 | 25,68 | 10 023,8 | 2. 5 | 25,71 | 10,662.5 | 1,8 | 28,61 | ||
| 10 | 12,974.6 | 2,5 | 27,07 | 12,741.2 | 3,0 | 26,06 | 13,360.1 | 2,6 | 28,28 | ||
| 12 | 15 610,2 | 3,4 | 26,72 | 15 594,0 | 1,7 | 26,60 | |||||
| 10 | 1 | 1041. 6 | 4,7 | 22,50 | 1031,9 | 5,1 | 21,93 | 1114,0 | 4,7 | 24,55 | |
| 3 | 2775,2 | 5,9 | 23,94 | 2754,0 | 4,3 | 24,26 | 2880,8 | 4,2 | 25,68 | ||
| 6 | 7369,1 | 6,0 | 25,09 | 2||||||||
| 8 | 9706. 1 | 3,4 | 24,13 | 10 256,3 | 3,6 | 26,48 | |||||
| 10 | 12,503.6 | 2,6 | 25,09 | 12,699. 7 | 1,2 | 25,55 | |||||
| 12 | 15,080.7 | 4,1 | 24,94 | 14,848.8 | 3,2 | 24,12 | 15,775.2 | 3.4 | 26,93 | ||
| 15 | 1 | 1003,2 | 5,5 | 20,62 | 1020,9 | 5,2 | 21,46 | 1077,8 | 6,2 | 22,97 | |
| 3 | 2613,9 | 5,8 | 21. 79 | 21 21.792740222 | 1 2740.64,6 | 24.03 | 2782.5222 | 2782.5922 | 2782.5 | 23.0 | 23.96 |
| 4 | 4899.1 | 4899.1 | 2.00.41 | 4225,6 | 1,6 | ||||||
| 8 | 9500,6 | 3,6 | 23,11 | 9953,8 | 3,6 | 24,94 | |||||
| 10 | 12,026. 9 | 3,8 | 23,26 | 11,964.0 | 6,7 | 22,97 | 12,674.5 | 3,1 | 25,45 | ||
| 12 | 14763.7 | 4,9 | 23,90 | ||||||||
| 1 | 939,7 | 10,1 | 18,09 | 960,8 | 10,9 | 19,01 | 1020,9 | 8,6 | 20,61 | ||
| 3 | 2388,3 | 9,1 | 18,19 | 2520,9 | 7,5 | 20,33 | 2649,2 | 6. 4 | 21,72 | ||
| 8 | 9055,9 5,7 | 20,98 9704,6 | 6.3 23.70 | ||||||||
| 10 | 11,963. 4 6.1 | 23,01 12,072.6 | 5.5 23.39 | ||||||||
| 12 | 14 352,7 | 5,7 | 22,59 | ||||||||
| 30 | 1 | 816. 6 | 15,2 | 13,66 | 796,8 | 13,6 | 13,07 | 886,2 | 14,1 | 15,53 | |
| 3 | 2177,9 | 10,0 | 15,12 | 2244,2 | 11,3 | 16,11 | 2325,8 | 14,2 | 16,74 | ||
| 6 | 6469,7 | 9. 7 | 18,94 | ||||||||
| 8 | 8169,3 | 5,3 | 17,09 | 8798,3 | 8,4 | 19,48 | |||||
| 10 | 10 829,9 | 7,9 | 18,86 | ||||||||
В этой таблице показано, что повышение температуры уменьшает |E*| для всех частот, как и ожидалось.
Кроме того, при определенной температуре |E*| выше на более высоких собственных частотах. Эти два наблюдения согласуются с поведением вязкоупругих материалов, таких как асфальтовые смеси, в литературе [4,43].
После расчета комплексного модуля жесткости для каждой формы изгибной моды () шесть переменных сигмоидальной функции (β, γ, Smin и Smax) и параметры сдвига (C1 и C2) оптимизируются для B1– Образцы B3 методом, описанным в разделе 2.1.4. Эти результаты показаны в .
Таблица 5
Оптимизированные значения параметров коэффициента смещения (уравнение (12)) и сигмоидальной функции (уравнения (14) и (15)) для обоих четырехточечных испытаний на изгиб на призматических образцах (4PB-PR ) испытания (образцы R1–R3) и метод прямого расчета (образцы B1–B3). Используя эти значения, можно построить основные кривые образцов. Стандартное отклонение всех значений, кроме β и Smax, выше для эталонных образцов, чем для образцов B1–B3.
| Образец | β | γ | C1 | C2 | Smin (МПа) | Smax (МПа) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Р1 | 7,17 | 2,15 | 29,47 | 190,88 | 4,49 | 29 960,97 | |||||||||
| 7,34 | 2,29 | 20,76 | 134,53 | 16,95 | 28 291,33 | 8 | 7 | 7 | 7 Р3 | 6. 34 | 1,77 | 31,88 | 199,93 | 1,21 | 30 868,85 |
| В среднем | 6,95 | 2,07 | 27,37 | 175,11 | 7,55 | 29 707,05 | |||||||||
| 0,44 | 0,22 | 4,78 | 28,93 | 6,78 | 1067,48 | 8 | |||||||||
8 пр. R1–3 измерения | 6.81 | 1,98 | 26,97 | 172,35 | 3,39 | 29 793,11 | |||||||||
| В1 | 7,28 | 2,00 | 19,12 | 167,06 | 4,35 | 29 329,50 | |||||||||
| 6,35 | 1,82 | 20,91 | 138,11 | 1,53 | 27 186,87 | ||||||||||
| 5,87 | 1. 57 | 19,25 | 130,58 | 1,63 | 30 554,48 | ||||||||||
| В среднем | 6,50 | 1,80 | 19,76 | 145,25 | 2,50 | 29 023,62 | |||||||||
| 0.59 | 0. 59 | 0,17 | 0,17 | 0,82 | 15.73 | 15.73 | 13.73 | 1391.73 | 221 1391.73
Чтобы проводились эксперименты на эталонной главную кривую, и амплитуда комплексного модуля жесткости, измеренного UTM в четыре температуры (-15, 0, 15, 30 ° C) и восемь частот (0.1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20 Гц) были экспортированы в MATLAB. Затем, используя процедуру, описанную в разделе 2.1.4, параметры мастер-кривых образцов R1–R3 и усредненные данные были оптимизированы и представлены в .
3.
3. Основные кривые, рассчитанные с помощью предлагаемого метода прямого расчетаИспользуя параметры, представленные в , основные кривые трех образцов B1–B3 и трех эталонных образцов (R1–R3) были рассчитаны с помощью предложенного прямого расчета и стандартного методы соответственно ().Видно, что эталонные кривые метода прямого расчета имеют более высокие вариации на разных частотах по сравнению с эталонными кривыми, рассчитанными по тестам 4PB-PR. Причиной могло быть то, что образцы теста 4ПБ-ПР (R1–R3) были вырезаны из одной пластины, а образцы Б1–Б3 вырезаны из двух разных пластин, прессованных на разных установках. Кроме того, образцы R1–R3 были вырезаны на всех шести сторонах, но для доказательства того, что SLDV, используемый в этой главе, способен получать результаты на шероховатой поверхности асфальта, были использованы только верхняя и нижняя поверхности образцов B1–B3. были вырезаны.
( a ) Основные кривые образцов B1–B3 при 15 °C, рассчитанные с использованием модального анализа и балочной теории Тимошенко.
Образец B3 был вырезан из другой асфальтовой плиты, чем образцы B1 и B2. Это может быть причиной того, что у него немного выше |E*| на всех частотах. ( b ) Основные кривые эталонных образцов R1–R3 на основе метода 4PB-PR при 15 °C. Видно, что три кривые не идеально совпадают даже при использовании стандартного метода.
а показывает, что результаты измерений, на которых основаны основные кривые метода прямого расчета, расположены в диапазоне частот от 7 Гц до 0.7 МГц. Это связано с некоторыми ограничениями, связанными с рабочей температурой шейкера, используемого в экспериментах (от 0 °С до 40 °С), и шириной климатической камеры (45 см). Эту ограниченную полосу частот можно расширить, проводя эксперименты в более широком диапазоне температур или используя более длинные лучи. Это уменьшит первую собственную частоту образцов, что приведет к измерению большего количества собственных частот, и, следовательно, будут доступны более сложные точки модуля для расчета эталонной кривой.
Помимо всех упомянутых выше ограничений, показывает, что существует хорошая корреляция между средним значением параметров, вычисленных на основе двух методов. Например, Smax, который показывает предел максимального |E*| на высоких частотах показывает только 2,3% разницы между двумя методами. Эта разница ниже, чем стандартное отклонение для обоих методов. Сравнивать другие параметры по одному непросто, и удобнее сравнивать эталонные кривые, полученные по всем параметрам, вместе.Например, значение Smin, рассчитанное для B1–B3, на 66,9% отличается от значения для R1–R3. Однако это не имеет значения, так как это значение играет лишь небольшую роль в окончательной мастер-кривой в желаемом диапазоне частот. В целом, за исключением параметров β и Smax, стандартное отклонение параметров, рассчитанных по предлагаемому методу, ниже, чем по стандартному методу.
Наконец, используя усредненные параметры из , основные кривые, полученные обоими методами, нанесены в .Можно видеть, что две средние эталонные кривые демонстрируют очень хорошую корреляцию друг с другом.
Разница между двумя эталонными кривыми составляет 0,09 ГПа при 0,1 Гц, увеличивается до максимума 1,62 ГПа при 100 кГц и уменьшается до 0,9 ГПа при 1 ГГц. На более высоких частотах было обнаружено несколько более низкое абсолютное значение комплексных модулей по сравнению со стандартным методом. Это, скорее всего, связано с различиями в образцах, полученных для каждого метода, и допустимо при проведении экспериментов со сложными материалами, такими как асфальтовые смеси.
Сравнение эталонной кривой, полученной в результате эталонного четырехточечного испытания на изгиб, и эталонной кривой, полученной из теории балки Тимошенко при эталонной температуре 15 °C.
Для проверки повторяемости экспериментов рассчитывается коэффициент вариации (CV). CV — это стандартное отклонение от среднего значения, и, согласно литературным данным, оно обычно составляет от 0,15 до 0,30 при проведении испытаний материалов на асфальтовых смесях. CV = 0,15, 0,3 и 0,45 означают низкую вариацию, высокую вариацию и чрезвычайно высокую вариацию между измерениями соответственно [44].
CV особенно важен в диапазоне от 10-3 Гц до 107 Гц, что, учитывая температурный сдвиг, является диапазоном, который должен измеряться в соответствии с европейскими стандартами [4]. показывает, что в этом диапазоне CV экспериментов 4PB-PR составляет от 0,18 до 0,032, что означает приемлемое отклонение между эталонными кривыми образцов R1–R3. CV метода прямого расчета выше, чем CV экспериментов 4PB-PR в этом диапазоне. Причиной такого большого разброса является тот факт, что эталонные кривые не основаны на измеренных значениях |E*| на низких частотах и экстраполируются (см. а).Кроме того, как объяснялось ранее, образцы для метода 4PB-PR были вырезаны из одной пластины, а образцы для метода прямого расчета были вырезаны из двух пластин, что также может увеличить CV.
Сравнение коэффициента вариации (CV) эталонных кривых, полученных двумя методами.
3.4. Преимущества и ограничения предлагаемого метода
Первым преимуществом предлагаемого метода прямого расчета перед традиционным методом являются менее жесткие ограничения на размеры испытуемых образцов.
Например, согласно тесту 4PB-PR, проведенному с имеющимся для этого исследования UTM, длина балки должна быть от 350 мм до 462 мм. Однако это ограничение не существует в методе прямого расчета.
Кроме того, стоимость оборудования, используемого в методе прямого расчета, конкурентоспособна по сравнению с базовой системой испытаний на жесткость для проведения стандартных экспериментов. Простая испытательная машина, способная проводить испытания на жесткость в соответствии со стандартом косвенного испытания на растяжение, стоит около 215 тыс. евро.С другой стороны, предложенная в этой статье испытательная установка (включая SLDV, модальный шейкер, усилитель и климатическую камеру) стоит примерно 170 тыс. евро. Следует отметить, что, как объяснялось в разделе 2.1.2, SLDV применимы во многих различных областях, а также могут использоваться для других экспериментов. Кроме того, подготовка образцов и время тестирования методов аналогичны. Экспериментальные установки и оборудование, используемые в экспериментах по прямому расчету, менее сложны, а проведение испытаний менее сложно.
Однако время вычислений и постобработки метода прямого расчета в настоящее время на несколько минут больше, чем время вычислений стандартного метода.
Основными практическими ограничениями метода, представленного в этом исследовании, были:
Рабочая температура шейкера, использованного в этом исследовании, составляла от 0 до 40 °C. Поэтому температуры испытаний были выбраны исходя из этого ограничения. Используя шейкер с более широким диапазоном рабочих температур или сконструировав климатическую камеру таким образом, чтобы шейкер можно было разместить за пределами камеры, можно проводить измерения в более широком диапазоне температур.Это приводит к большему количеству данных для создания эталонной кривой и, следовательно, к более точным эталонным кривым.
Первая собственная частота луча в этом исследовании была относительно высокой. Поэтому первая точка эталонной кривой при 15 °C располагалась на частоте 7 Гц, а эталонная кривая была экстраполирована для более низких частот.
Это может привести к менее точному результату на низких частотах. Эту проблему можно решить, увеличив длину балки или уменьшив размеры поперечного сечения.Как объяснялось ранее, поперечное сечение образца не может быть меньше, чем в три раза больше самого большого заполнителя в смеси. Следовательно, для этой смеси базового слоя наименьшее поперечное сечение может составлять 4,2 мм. Кроме того, длина балки была выбрана исходя из размеров доступных климатических камер. Используя климатическую камеру большего размера, можно производить более длинные образцы с более низкой первой собственной частотой. В этом случае будет доступно больше данных на более низких частотах, что полезно для формирования более точной эталонной кривой.Например, согласно анализу, проведенному методом МКЭ, первая собственная частота асфальтобетонной смеси, используемой в этом исследовании, с размерами 0,6 м × 0,042 м × 0,042 м составляет 193 Гц, что с учетом параметров смещения означает точку данных на уровне 0,5. Гц для основной кривой, построенной при эталонной температуре 15 °C. Изготовление образцов с такими размерами удобно в асфальтовой лаборатории, так как асфальтовые плиты обычно изготавливаются с размерами 0,6 м × 0,4 м × г/м и из них можно вырезать балки соответствующего поперечного сечения.В соответствии с техническими данными вибратора, использованного в этом исследовании, диапазон частот вибратора составляет от 10 Гц до 20 кГц. Однако в этих экспериментах встряхиватель не мог достаточно возбудить образец на высоких частотах, что приводило к зашумлению данных на некоторых частотах. Поэтому формы колебаний, построенные на высоких частотах, не очень хорошо согласовывались с моделью FEM, что приводило к низким значениям MAC, поэтому они были удалены из расчетов. Наличие более мощного вибратора может привести к получению большего количества форм колебаний системы и, следовательно, к оценке более сложных модулей и более точных эталонных кривых.Однако также важно соблюдать осторожность и не увеличивать нагрузку слишком сильно, чтобы поддерживать деформацию ниже уровня, при котором материал можно рассматривать как линейно-вязкоупругий.
Это может привести к менее точному результату на низких частотах. Эту проблему можно решить, увеличив длину балки или уменьшив размеры поперечного сечения.Как объяснялось ранее, поперечное сечение образца не может быть меньше, чем в три раза больше самого большого заполнителя в смеси. Следовательно, для этой смеси базового слоя наименьшее поперечное сечение может составлять 4,2 мм. Кроме того, длина балки была выбрана исходя из размеров доступных климатических камер. Используя климатическую камеру большего размера, можно производить более длинные образцы с более низкой первой собственной частотой. В этом случае будет доступно больше данных на более низких частотах, что полезно для формирования более точной эталонной кривой.Например, согласно анализу, проведенному методом МКЭ, первая собственная частота асфальтобетонной смеси, используемой в этом исследовании, с размерами 0,6 м × 0,042 м × 0,042 м составляет 193 Гц, что с учетом параметров смещения означает точку данных на уровне 0,5. Гц для основной кривой, построенной при эталонной температуре 15 °C.
Изготовление образцов с такими размерами удобно в асфальтовой лаборатории, так как асфальтовые плиты обычно изготавливаются с размерами 0,6 м × 0,4 м × г/м и из них можно вырезать балки соответствующего поперечного сечения.
4. Выводы
В этом исследовании предлагается процедура прямого расчета для расчета комплексного модуля асфальтобетонных смесей и формирования их основных кривых. Во-первых, был разработан эксперимент по модальному анализу с использованием шейкера и сканирующего лазерного доплеровского виброметра для проведения модальных экспериментов на образцах асфальта, подвешенных в свободном состоянии.Затем результаты этих экспериментов были проанализированы оценщиком PolyMAX для оценки модальных параметров образцов. Затем с помощью балочной теории Тимошенко был найден комплексный модуль упругости образцов при различных температурах и собственных частотах. Эти комплексные модули использовались для построения основной кривой асфальтовой смеси с использованием сигмоидальной функции. Наконец, было показано, что мастер-кривые, рассчитанные предложенным методом прямого расчета, коррелируют с мастер-кривыми, построенными с использованием традиционных тестов 4PB-PR.Этот метод кажется многообещающим для характеристики линейного вязкоупругого поведения асфальтовых смесей путем получения точной эталонной кривой |E*| и может использоваться вместо традиционных испытаний на жесткость.
Поскольку стандартные методы определения жесткости, используемые сегодня, ограничены испытаниями при максимальной частоте 30 Гц, предлагаемый метод прямого расчета может обеспечить более точное знание комплексного модуля асфальтобетонной смеси при высоких частотах и низких температурах. Эта информация может быть использована для точного сравнения свойств асфальтобетонных смесей на высоких частотах и разработки более точных теоретических моделей для моделирования образцов.Кроме того, этот метод можно использовать для оценки основной кривой комплексного модуля других вязкоупругих материалов, таких как асфальтовый раствор, и дальнейшие исследования для изучения этой идеи представляют интерес.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Agentschap Wegen en Verkeer (AWV) и Технологический университет Делфта за изготовление и резку эталонных образцов.
Вклад авторов
Conceptualization, N.H., C.V., and S.V.; методология, Н.Х. и С.В.; программное обеспечение, NH; Валидация, AM; написание – подготовка первоначального проекта, Н.
Х.; написание – обзор и редактирование, AM, SV и CV; надзор, C.V., S.V., J.D. и W.V.d.b.
Финансирование
Авторы хотели бы поблагодарить исследовательский совет Факультета прикладной инженерии за предоставление этого проекта, финансируемого наследием Everdepoel.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры не участвовали в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; в написании рукописи или в решении опубликовать результаты.
Ссылки
1. Ван Х., Чжан С., Лю Г. Влияние миграции асфальта на динамический модуль асфальтовой смеси. заявл. науч. 2019;9:2747. doi: 10.3390/app [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]3. Гудмарссон А. к.т.н. Тезис. KTH Королевский технологический институт; Стокгольм, Швеция: 2014 г.Резонансные испытания асфальтобетона. [Google Академия]4. NBN EN 12697-26:2018 Битумные смеси. Методы испытаний. Часть 26. Жесткость. бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2018 г. Технический отчет. [Google Академия]5. Уитмойер С., Ким Ю. Определение свойств асфальтобетона методом ударного резонанса. Дж. Тест. оценка 1994; 22: 139–148. дои: 10.1520/JTE12648J. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Лакруа А., Ким Ю.Р., Садат М., Фар С. Построение мастер-кривой динамического модуля с использованием испытаний на ударный резонанс.Том 78 Ассоциация технологов асфальтоукладчиков; Лино Лейкс, Миннесота, США: 2009. [Google Scholar]7. Мун С. Определение динамического модуля вязкоупругой асфальтовой смеси с использованием теста на ударный резонанс с демпфирующим эффектом. Рез. Не разрушать. оценка 2015; 26: 189–207. doi: 10.1080/09349847.
2015.1023914. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Райден Н. Испытание на резонансную частоту цилиндрических образцов асфальта. Евро. Дж. Окружающая среда. Гражданский англ. 2011; 15: 587–600. doi: 10.1080/19648189.2011.9693349. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9.Гудмарссон А., Райден Н., Биргиссон Б. Применение резонансной акустической спектроскопии к асфальтобетонным балкам для определения динамического модуля. Матер. Структура 2012; 45:1903–1913. doi: 10.1617/s11527-012-9877-3. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Гудмарссон А., Райден Н., Биргиссон Б. Определение комплексного модуля упругости при низкой деформации образцов асфальтобетона посредством оптимизации функций частотной характеристики. Дж. Акус. соц. Являюсь. 2012;132:2304–2312. doi: 10.1121/1.4747016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11.Гудмарссон А., Райден Н., Ди Бенедетто Х., Созеат С. Комплексный модуль и комплексный коэффициент Пуассона по результатам циклических и динамических модальных испытаний асфальтобетона.
Констр. Строить. Матер. 2015;88:20–31. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.04.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Гудмарссон А., Райден Н., Ди Бенедетто Х., Созеат К., Тапсоба Н., Биргиссон Б. Сравнение линейных вязкоупругих свойств асфальтобетона, измеренных с помощью лабораторных сейсмических испытаний и испытаний на растяжение-сжатие. Дж. Неразрушимый. оценка 2014; 33: 571–582.doi: 10.1007/s10921-014-0253-9. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Хе Дж., Фу З.Ф. Модальный анализ. Эльзевир; Оксфорд, Великобритания: 2001. [Google Scholar]14. Кастеллини П., Мартарелли М., Томасини Э.П. Лазерная доплеровская виброметрия: разработка передовых решений, отвечающих потребностям технологий. мех. Сист. Сигнальный процесс. 2006; 20:1265–1285. doi: 10.1016/j.ymssp.2005.11.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Ротберг С., Аллен М., Кастеллини П., Ди Майо Д., Диркс Дж., Эвинс Д., Халкон Б., Мюйшондт П., Паоне Н., Райан Т., и другие. Международный обзор лазерной доплеровской виброметрии: облегчение измерения вибрации.
Опц. Лазеры инж. 2016;99:11–22. doi: 10.1016/j.optlaseng.2016.10.023. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Мартателли М., Ревел Г., Сантолини К. Автоматизированный модальный анализ с помощью сканирующей лазерной виброметрии: проблемы и неопределенности, связанные с калибровкой сканирующей системы. мех. Сист. Сигнальный процесс. 2001; 15: 581–601. doi: 10.1006/mssp.2000.1336. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Стэнбридж А.Б., Эвинс Д.J. Модальное тестирование с использованием сканирующего лазерного доплеровского виброметра. мех. Сист. Сигнальный процесс. 1999; 13: 255–270. doi: 10.1006/mssp.1998.1209. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 18. Педерсен Л., Хьорт П.Г., Кнудсен К., доктор философии. Тезис. Технический университет Дании; Люнгбю, Дания: 2013. Вязкоупругое моделирование прогибов дороги для использования с дефлектометром скорости движения. [Google Академия] 19. Хашеминежад Н., Вуйе К., Ван денберг В., Диркс Дж., Ванландуит С. Сравнительное исследование лазерных доплеровских виброметров для измерения вибрации материалов дорожного покрытия.
Инфраструктуры. 2018;3:47. doi: 10.3390/infrastructure3040047. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Каррера Э., Джунта Г., Петроло М. Балочные конструкции: классические и продвинутые теории. 1-е изд. Джон Уайли и сыновья, ООО; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2011. стр. 9–22. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Euler L. Methodus Inveniendi Lineas Curvas Maximi Minimive Proprietate Gaudentes. апуд Маркум-Михаэлем Буске; Лозанна, Швейцария: Женева, Швейцария: 1744 г. [Google Scholar] 22. Тимошенко С. О поперечных колебаниях стержней одинакового сечения.Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1922; 43: 125–131. doi: 10.1080/14786442208633855. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Тимошенко С. О поправке на сдвиг дифференциального уравнения поперечных колебаний призматических стержней. Лонд. Эдинб. Дублин Филос. Маг. J. Sci. 1921; 41: 744–746. doi: 10.1080/14786442108636264. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24. Инман Д.Дж. Инженерная вибрация. Пирсон Эдьюкейшн, Инк.; Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси, США: 2014.
[Google Scholar]25. Лабушан А., ван Ренсбург Н.Ф., ван дер Мерве А.Дж. Сравнение теорий линейных пучков. Мат. вычисл. Модель. 2009;49:20–30. doi: 10.1016/j.mcm.2008.06.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Пинтелон Р., Гийом П., Ванландуит С., Де Бельдер К., Ролен Ю. Идентификация модуля Юнга из экспериментов по широкополосному модальному анализу. мех. Сист. Сигнальный процесс. 2004; 18: 699–726. doi: 10.1016/S0888-3270(03)00045-1. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Ипма Т.Дж. Историческое развитие метода Ньютона-Рафсона. соц. инд. заявл. Мат. 1995; 37: 531–551.дои: 10.1137/1037125. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28. Вайнман А.С., Раджагопал К.Р. Механическая реакция полимеров: введение. Издательство Кембриджского университета; Кембридж, Великобритания: 2000. с. 317. [Google Академия] 29. Нгуен Х.М., Пуже С., Ди Бенедетто Х., Созеат К. Принцип суперпозиции время-температура для битумных смесей. Евро. Дж. Окружающая среда. Гражданский англ. 2009;13:1095–1107.
doi: 10.1080/19648189.2009.9693176. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Ли Х.С. Кандидат наук. Тезис. Университет штата Мичиган; Ист-Лансинг, Мичиган, США: 2013 г.Разработка нового решения для распространения вязкоупругих волн в конструкциях дорожных одежд и его использование в динамических обратных расчетах. [Google Академия] 31. Роу Г. М., Шаррок М. Дж. Зависимость коэффициента альтернативного сдвига для описания температурной зависимости вязкоупругого поведения асфальтовых материалов. трансп. Рез. Рек. 2011;2207:125–135. дои: 10.3141/2207-16. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Валубита Л.Ф., Альварес А.Е., Симате Г.С. Оценка и сравнение различных методов и моделей для построения основных кривых модуля релаксации для асфальтовых смесей.Констр. Строить. Матер. 2011;25:2619–2626. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2010.12.010. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 33. Уильямс М.Л., Ландел Р.Ф., Ферри Дж.Д. Температурная зависимость механизмов релаксации в аморфных полимерах и других стеклообразующих жидкостях.
Варенье. хим. соц. 1955; 77: 3701–3707. doi: 10.1021/ja01619a008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 34. Пеллинен Т.К., Витчак М.В., Бонаквист Р.Ф. Построение основной кривой асфальтовой смеси с использованием сигмоидальной аппроксимирующей функции с нелинейной оптимизацией методом наименьших квадратов; Материалы 15-й конференции отдела инженерной механики; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.2–5 июня 2002 г.; стр. 83–101. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 35. Медани Т.О., Хуурман М. Построение основных кривых жесткости асфальтобетонных смесей. Делфтский технологический университет; Делфт, Нидерланды: 2003 г. Технический отчет. [Google Академия] 36. NBN EN 1426:2015 Битум и битумные вяжущие — определение проникновения иглы. бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2015 г. Технический отчет. [Google Академия] 37. NBN EN 1427:2015 Битум и битумные вяжущие. Определение температуры размягчения. Метод кольца и шарика.бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2015 г. Технический отчет. [Google Академия] 38. NBN EN 12593:2015 Битум и битумные вяжущие — определение предела прочности по Фраасу. бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2015 г. Технический отчет. [Google Академия] 39. NBN EN 12697-35:2016 Битумные смеси. Методы испытаний. Часть 35. Лабораторное смешивание. бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2016 г. Технический отчет. [Google Академия]40. NBN EN 12697-31:2007 Битумные смеси. Методы испытаний горячих асфальтовых смесей. Часть 31. Подготовка образцов с помощью вращательного компактора.бюро нормализации; Брюссель, Бельгия: 2007 г. Технический отчет. [Google Академия] 41. Питерс Б., Ауверар Х.В.Д., Гийом П., Леуридан Дж. Метод частотной области PolyMAX: новый стандарт для оценки модальных параметров? Шок Виб. 2004; 11: 395–409. doi: 10.1155/2004/523692. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 42. Питерс Б., Лоуэт Г., Ван дер Ауверар Х., Леуридан Дж. Новая процедура оценки модальных параметров. Звук Виб. 2004; 38: 24–29. [Google Академия]43. Ройланс Д. Инженерная вязкоупругость.Департамент материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института; Кембридж, Массачусетс, США: 2001.
стр. 1–37. [CrossRef] [Google Scholar]44. Моленаар А. Конспект лекций: Проектирование нежестких покрытий. Делфтский технологический университет; Делфт, Нидерланды: 2018 г. [Google Scholar]%PDF-1.4 % 376 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 376 114 0000000016 00000 н 0000002632 00000 н 0000004117 00000 н 0000004381 00000 н 0000004484 00000 н 0000005085 00000 н 0000005364 00000 н 0000006456 00000 н 0000006478 00000 н 0000006813 00000 н 0000006835 00000 н 0000007199 00000 н 0000007221 00000 н 0000008318 00000 н 0000008595 00000 н 0000009019 00000 н 0000009041 00000 н 0000009317 00000 н 0000010415 00000 н 0000011518 00000 н 0000011799 00000 н 0000012338 00000 н 0000012360 00000 н 0000012649 00000 н 0000013752 00000 н 0000014851 00000 н 0000015123 00000 н 0000015562 00000 н 0000015584 00000 н 0000016036 00000 н 0000016058 00000 н 0000016503 00000 н 0000016525 00000 н 0000016955 00000 н 0000016979 00000 н 0000029009 00000 н 0000029031 00000 н 0000029974 00000 н 0000029997 00000 н 0000031228 00000 н 0000031251 00000 н 0000032548 00000 н 0000032571 00000 н 0000033860 00000 н 0000033883 00000 н 0000035202 00000 н 0000035225 00000 н 0000036606 00000 н 0000036629 00000 н 0000038078 00000 н 0000038101 00000 н 0000039526 00000 н 0000039549 00000 н 0000040983 00000 н 0000041006 00000 н 0000042404 00000 н 0000042427 00000 н 0000043927 00000 н 0000043950 00000 н 0000045409 00000 н 0000045432 00000 н 0000046893 00000 н 0000046916 00000 н 0000048366 00000 н 0000048389 00000 н 0000049860 00000 н 0000049883 00000 н 0000051425 00000 н 0000051448 00000 н 0000053027 00000 н 0000053050 00000 н 0000054609 00000 н 0000054632 00000 н 0000056221 00000 н 0000056244 00000 н 0000057753 00000 н 0000057776 00000 н 0000059310 00000 н 0000059333 00000 н 0000060849 00000 н 0000060872 00000 н 0000062293 00000 н 0000062316 00000 н 0000063870 00000 н 0000063893 00000 н 0000065489 00000 н 0000065512 00000 н 0000067131 00000 н 0000067154 00000 н 0000068641 00000 н 0000068664 00000 н 0000070117 00000 н 0000070140 00000 н 0000071582 00000 н 0000071605 00000 н 0000073327 00000 н 0000073350 00000 н 0000074939 00000 н 0000074962 00000 н 0000076531 00000 н 0000076554 00000 н 0000078055 00000 н 0000078078 00000 н 0000079693 00000 н 0000079716 00000 н 0000081226 00000 н 0000081249 00000 н 0000082718 00000 н 0000082741 00000 н 0000084176 00000 н 0000084199 00000 н 0000085549 00000 н 0000002708 00000 н 0000004094 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 377 0 объект > эндообъект 488 0 объект > ручей HTmLSg>ｷK[^LWSF%b6ԏ`U)ԀT”T\u[FȔc?f:ӥS,?d7qsCt{[h{vy999′
Методика анализа и показатели оценки уязвимости асфальтобетонного покрытия в холодных регионах | Сохранение и устойчивость инфраструктуры
Таким образом, система индексов оценки уязвимости асфальтового покрытия в холодных регионах показана на рис. 1.
Система индексов оценки уязвимости автомобильных дорог в холодных регионах
Методология и процесс оценки уязвимости
AHP-нечеткий комплексный метод оценки
Чтобы получить вес каждого индекса оценки и индекса уязвимости, процесс аналитической иерархии Был принят (AHP)-нечеткий комплексный метод оценки, и принцип расчета показан на рис. 2. Ниже приведены конкретные шаги [35]:
- 1)
фактор установлен U = { у 1 , U 2 , …, U м } и комментарий установить V = { v 1 , v 2 , …, v n } объекта оценки.
- 2)
Матрица нечеткой связи R между U и V , то есть матрица принадлежности, может быть построена качественными или количественными методами.
- 3)
На основе AHP можно определить вес каждого фактора в U для получения матрицы весов A .
- 4)
По формуле нечеткого преобразования A ∘ R = B результаты оценки получаются по принципу максимальной принадлежности.
Процесс расчета AHP-нечеткого комплексного метода
На основе AHP-нечеткого комплексного метода оценки степень принадлежности уязвимости дорожного покрытия может быть рассчитана по уравнению.{\hbox{‘}} $$
(2)
где S V V V V 8 – членская матрица уязвимости тротуара, S E – это членская матрица воздействия на асфальте, S F – это членская матрица асфальтирования S R R R – членская матрица устойчивости тротуар, Ω E E – это вес выдержки тротуара, Ω F – это вес асфальтирования хрупкость, а Ω R вес упругости дорожного покрытия.
В соответствии с максимальной степенью принадлежности индекс уязвимости дорожного покрытия V может быть рассчитан по уравнению. 3, а оценку уязвимости асфальтовых покрытий можно проанализировать в сочетании с таблицей 1.
$$ V={a}_i+0,2{s}_v $$
(3)
, где a i — нижняя граница интервала, соответствующего степени уязвимости; i = 1, …, 5; и s v — максимальная степень принадлежности уязвимости дорожного покрытия.
Процесс оценки уязвимости
При анализе уязвимости асфальтовых покрытий соответствующий индекс следует выбирать в соответствии с фактической средой эксплуатации оцениваемого участка. Процесс оценки уязвимости асфальтовых покрытий в холодных регионах, предложенный в данной работе, включает идентификацию факторов уязвимости, определение индексов оценки, оценку эксплуатационной способности покрытия в режиме реального времени и оценку уязвимости асфальтового покрытия в экстремальных климатических условиях, как показано на рисунке.
на рис.3.
Процесс оценки уязвимости асфальтового покрытия в холодных регионах
Сначала были определены факторы уязвимости для определения внешних и внутренних факторов, приводящих к уязвимости дорожного покрытия. К основным источникам данных относятся статистические данные о метеорологических и геологических условиях, данные мониторинга и данные полевых исследований. Были определены и проанализированы метеорологические и геологические характеристики дорожного покрытия, включая температуру, количество осадков, солнечную радиацию, распространение вечной мерзлоты, топографию и геотехнические типы.Затем были исследованы и проанализированы конструкция маршрута, комбинация конструкции дорожного покрытия и характеристики распределения трафика.
Во-вторых, по результатам идентификации можно определить экстремальные типы климата и характеристики повреждения дорожного покрытия для выбора соответствующих индексов оценки. Другими словами, индекс подверженности дорожной одежды следует определять в соответствии с выбранным экстремальным климатом, а индекс хрупкости дорожной одежды следует определять в соответствии с анализом характеристик повреждения дорожной одежды в экстремальных климатических условиях.
Наконец, индекс оценки устойчивости дорожного покрытия должен определяться на основе местных социальных и природных факторов.
Затем эксплуатационные характеристики в режиме реального времени и фактическое эксплуатационное состояние дорожного покрытия могут быть изучены с помощью выбранных индексов оценки хрупкости и данных измерений на месте. Состояние трещин дорожного покрытия должно быть исследовано для расчета скорости растрескивания дорожного покрытия. В сочетании с температурным полем покрытия можно рассчитать и оценить усталостную долговечность при температуре.Точно так же усталостная долговечность и остаточная деформация под нагрузкой могут быть рассчитаны и оценены с использованием данных измерений. Наконец, оставшийся срок службы дорожного покрытия может быть получен с использованием фактического срока службы.
Наконец, в соответствии с AHP-нечетким комплексным методом оценки можно получить вес воздействия дорожного покрытия, индексы хрупкости и устойчивости, а также индекс уязвимости.
Может быть реализована оценка уязвимости дорожного покрытия в экстремальных климатических условиях в холодных регионах в режиме реального времени.
Вес индексов оценки
Важность каждого индекса была исследована с помощью анкетного опроса. Пункты анкеты оценивались от 1 до 5 баллов в зависимости от важности каждого показателя в таблицах 10 и 11. Были отобраны шесть типов респондентов, которые в основном занимаются исследованиями асфальтобетонных покрытий в холодных регионах, включая преподавателей колледжей, аспирантов, научных сотрудников, специалисты предприятий, практики и др. Всего из 100 выданных анкет было собрано 66 валидных анкет, и результат является надежным из-за универсальности респондентов.Долевое распределение респондентов показано на рис. 4.
Рис. 4Долевое распределение респондентов
Согласно принципу AHP вес каждого индекса уязвимости асфальтобетонных покрытий в холодных регионах может быть получен по результатам опроса, как показано в таблицах 9, 10 и 11.
Оценка уязвимости асфальтового покрытия в условиях экстремально высокотемпературного климата
Учитывая, что непрерывно Низкая температура мало влияет на эксплуатационные характеристики дорожного покрытия, дорожное покрытие подвержено повреждениям при резком повышении температуры до 40 °C в регионе с постоянно низкими температурами.Поэтому этот экстремальный климат был выбран для анализа уязвимости. Согласно предложенной методологии оценки уязвимости, уязвимость асфальтовых покрытий в условиях экстремально высоких температур климата была проведена на платформе ГИС и с использованием методологии сценарного анализа. Оцениваемое дорожное покрытие находится в Хума в провинции Хэйлунцзян, Китай, где высока вероятность экстремально высоких температур летом.
При такой высокой температуре и нагрузке внутри дорожного покрытия обычно может возникать большая деформация, и высока вероятность усталостного разрушения.
Во-первых, факторы уязвимости были определены в соответствии с условиями эксплуатации дорожного покрытия в Хума, а система индексов оценки была определена, как показано на рис. 5. В качестве одного из методов анализа периодов повторяемости экстремальных климатических условий использовалась кривая Пирсона III типа. метод прогнозирования широко используется, поскольку результаты его прогнозирования согласуются с реальными гидрологическими явлениями в Китае. На основе 30-летних (1990–2019 гг.) суточных данных о высоких температурах семи станций в провинции Хэйлунцзян, полученных Китайской сетью метеорологических данных, можно получить теоретическую кривую повторяемости исторических данных, а также прогнозные значения событий при различные частоты могут быть рассчитаны с использованием уравнений.4 и 5. Затем кривую прогноза можно сопоставить с кривой исторических данных путем корректировки коэффициента отклонения метода кривой Пирсона типа III.
Результаты сопоставления прошли тест на значимость, а коэффициент корреляции Пирсона для температуры на каждой станции превысил 90%, что указывает на то, что метод кривой Пирсона типа III является приемлемым. Наконец, были разработаны два варианта анализа уязвимостей, а именно один раз в 20 лет (вариант 1) и один раз в сто лет (вариант 2), как показано на рис.2} $$
(5)
, где x P — значение прогноза при вероятности p; \( \overline{x} \) — среднее значение исторических данных; Ф — коэффициент отклонения; C V – коэффициент вариации; x i — исторические данные; i = 1, …, n , а n — суммарные данные.
Рис.5Индекс оценки системы асфальтового покрытия в условиях экстремально высоких температур
Рис. 6 Сценарий анализа один раз в двадцать лет (вариант 1).
a Распределение экстремально высоких температур. b Распределение продолжительности высокой температуры
Сценарий анализа один раз в сто лет (вариант 2). a Распределение экстремально высоких температур. b Распределение продолжительности высокой температуры
В случае 1 экстремальная максимальная температура в Хума составляла от 34 °C до 35 °C, что можно классифицировать как сильное воздействие в соответствии с таблицей 3.Продолжительность высокой температуры составляла от 13 до 15 дней, что свидетельствует о серьезном воздействии. В случае 2 экстремальная максимальная температура превысила 39 °C, что можно классифицировать как экстремальное воздействие. Продолжительность высокой температуры составляла примерно от 19 до 23 дней, что указывает на экстремальное воздействие. Между тем, согласно радиационной статистике с 2010 по 2019 год, среднегодовая радиация в регионе составляла примерно 61,80 кВт/м 2 , что свидетельствует о микрооблучении.
Матрицы принадлежности воздействия дорожного покрытия показаны в уравнениях.{Case2}=\left(\begin{array}{ccccc}0& 0& 0& 0& 1\\ {}0& 0& 0& 0& 1\\ {}1& 0& 0& 0& 0\end{массив}\right) $$
(7)
Были исследованы и проанализированы шесть полноразмерных и одна полуширинная трещины выбранного дорожного покрытия. Ширина трещины в основном превышала 2,5 см, а индекс трещины составлял примерно 6,5, что можно было классифицировать как умеренную хрупкость в соответствии с таблицами 6 и 7. Расчетная степень повреждения дорожного покрытия составила 1.8, а степень усталостного повреждения под нагрузкой составила 4,04 × 10 - 11 , что указывает на микрохрупкость. Остаточный срок службы покрытия составил 0,96, что также свидетельствует о микрохрупкости. Матрица принадлежности хрупкости дорожного покрытия показана в уравнениях. 8 и 9.
$$ {R}_{C2-U}=\left(0\kern0.5em 1\kern0.5em 0\kern0.5em 0\kern0.5em 0\right) $$
(8)
$$ {R}_{C3-U}=\left(\begin{array}{ccccc}1& 0& 0& 0& 0\\ {}1& 0& 0& 0& 0\end{массив}\right) $$
(9)
По данным исследования, матрицы принадлежности дорожной упругости показаны в уравнениях.
10 и 11.
$$ {R}_{C4-U}=\left(\begin{array}{ccccc}0& 1& 0& 0& 0\\ {}0& 0& 0& 1& 0\end{массив}\right) $$
(10)
$$ {R}_{C5-U}=\left(0\kern0.5em 0\kern0.5em 0\kern0.5em 1\kern0.5em 0\right) $$
(11)
Вес индексов воздействия на дорожное покрытие можно получить с помощью Таблицы 10, и можно рассчитать степень принадлежности воздействия на дорожное покрытие при различных сценариях.{Case2}=\left(0.2168\kern0.5em 0\kern0.5em 0\kern0.5em 0\kern0.5em 0.7832\right) $$
(14)
Вес индекса хрупкости может быть получен с помощью Таблицы 11. Затем матрица принадлежности хрупкости асфальтового покрытия может быть рассчитана по уравнениям. 15–18.
$$ {\omega}_{C3-U}=\left(0,6449\kern1em 0,3551\right) $$
(15)
$$ {R}_{B2-C}=\left(\begin{array}{ccccc}0& 1& 0& 0& 0\\ {}1& 0& 0& 0& 0\end{массив}\right) $$
(16)
$$ {\omega}_{B2-C}=\left(0.
6952\kern1em 0.3048\справа) $$
(17)
$$ {R}_{B2}={\omega}_{B2-C}\circ {R}_{B2-C}=\left(0.3048\kern0.5em 0.6952\kern0.5em 0\kern0 .5em 0\kern0.5em 0\справа) $$
(18)
В соответствии с принципом нечеткой комплексной оценки, матрица принадлежности устойчивости дорожного покрытия может быть установлена посредством качественного анализа и рассчитана по уравнениям. 19–23.
$$ {\omega}_{C4-U}=\left(0.631\kern1em 0.369\справа) $$
(19)
$$ {\omega}_{B3-C}=\left(0,6559\kern1em 0,3441\right) $$
(20)
$$ {R}_{C4}={\omega}_{C4-U}\circ {R}_{C4-U}=\left(0\kern0.5em 0.631\kern0.5em 0\kern0 .5em 0.369\kern0.5em 0\справа) $$
(21)
$$ {R}_{B3-C}=\left(\begin{array}{ccccc}0& 0,631& 0& 0,369& 0\\ {}0& 0& 0& 1& 0\end{массив}\right) $ $
(22)
$ $ {\ displaystyle \ begin {array} {l} {R} _ {B3} = {\ omega} _ {B3-C} \ circ {R} _ {B3-C} = \ left (0.
{Case2}=\left(0.2064\kern0.5em 0.2855\kern0.5em 0\kern0.5em 0.1013\kern0.5em 0.4067\right) $$
(28)
В соответствии с принципом максимальной степени принадлежности степень принадлежности уязвимости дорожного покрытия в случае 1 составляет 0,5081, что соответствует набору комментариев V 4 , а индекс уязвимости V основан на case1 . по уравнению 3, что указывает на серьезную уязвимость. Степень принадлежности уязвимости дорожного покрытия в случае 2 равна 0.4067, что соответствует набору комментариев V 5 , а рассчитанный индекс уязвимости V case2 равен 0,8813, что указывает на крайнюю уязвимость. Следовательно, одно и то же асфальтовое покрытие более уязвимо при экстремально высоких температурах раз в сто лет, чем раз в 20 лет, что соответствует действительности. Таким образом, предлагаемая методология оценки уязвимости является разумной и выполнимой.
%PDF-1.4 % 1764 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 1764 175 0000000016 00000 н 0000003856 00000 н 0000004117 00000 н 0000008191 00000 н 0000008370 00000 н 0000008457 00000 н 0000008621 00000 н 0000008762 00000 н 0000008825 00000 н 0000009023 00000 н 0000009160 00000 н 0000009222 00000 н 0000009381 00000 н 0000009443 00000 н 0000009611 00000 н 0000009673 00000 н 0000009814 00000 н 0000009876 00000 н 0000010020 00000 н 0000010082 00000 н 0000010191 00000 н 0000010253 00000 н 0000010395 00000 н 0000010457 00000 н 0000010695 00000 н 0000010757 00000 н 0000010961 00000 н 0000011023 00000 н 0000011129 00000 н 0000011231 00000 н 0000011293 00000 н 0000011410 00000 н 0000011472 00000 н 0000011609 00000 н 0000011671 00000 н 0000011812 00000 н 0000011874 00000 н 0000011983 00000 н 0000012045 00000 н 0000012162 00000 н 0000012224 00000 н 0000012341 00000 н 0000012403 00000 н 0000012512 00000 н 0000012574 00000 н 0000012697 00000 н 0000012759 00000 н 0000012900 00000 н 0000012962 00000 н 0000013107 00000 н 0000013169 00000 н 0000013295 00000 н 0000013357 00000 н 0000013479 00000 н 0000013541 00000 н 0000013714 00000 н 0000013776 00000 н 0000013838 00000 н 0000014008 00000 н 0000014070 00000 н 0000014167 00000 н 0000014268 00000 н 0000014330 00000 н 0000014448 00000 н 0000014510 00000 н 0000014635 00000 н 0000014697 00000 н 0000014818 00000 н 0000014880 00000 н 0000014993 00000 н 0000015055 00000 н 0000015168 00000 н 0000015230 00000 н 0000015369 00000 н 0000015431 00000 н 0000015564 00000 н 0000015626 00000 н 0000015742 00000 н 0000015804 00000 н 0000015919 00000 н 0000015981 00000 н 0000016096 00000 н 0000016158 00000 н 0000016289 00000 н 0000016351 00000 н 0000016413 00000 н 0000016631 00000 н 0000016693 00000 н 0000016803 00000 н 0000016927 00000 н 0000016989 00000 н 0000017109 00000 н 0000017171 00000 н 0000017291 00000 н 0000017353 00000 н 0000017515 00000 н 0000017577 00000 н 0000017737 00000 н 0000017799 00000 н 0000017960 00000 н 0000018022 00000 н 0000018135 00000 н 0000018197 00000 н 0000018314 00000 н 0000018376 00000 н 0000018513 00000 н 0000018575 00000 н 0000018637 00000 н 0000018819 00000 н 0000018881 00000 н 0000018998 00000 н 0000019137 00000 н 0000019199 00000 н 0000019316 00000 н 0000019378 00000 н 0000019489 00000 н 0000019551 00000 н 0000019661 00000 н 0000019723 00000 н 0000019843 00000 н 0000019905 00000 н 0000019967 00000 н 0000020133 00000 н 0000020194 00000 н 0000020313 00000 н 0000020449 00000 н 0000020511 00000 н 0000020644 00000 н 0000020705 00000 н 0000020766 00000 н 0000020872 00000 н 0000020933 00000 н 0000021026 00000 н 0000021136 00000 н 0000021197 00000 н 0000021325 00000 н 0000021386 00000 н 0000021447 00000 н 0000021554 00000 н 0000021615 00000 н 0000021722 00000 н 0000021783 00000 н 0000021904 00000 н 0000021965 00000 н 0000022026 00000 н 0000022151 00000 н 0000022278 00000 н 0000022339 00000 н 0000022498 00000 н 0000022559 00000 н 0000022747 00000 н 0000022808 00000 н 0000022909 00000 н 0000022969 00000 н 0000023087 00000 н 0000023188 00000 н 0000023287 00000 н 0000023399 00000 н 0000023507 00000 н 0000023558 00000 н 0000023609 00000 н 0000023672 00000 н 0000023879 00000 н 0000024061 00000 н 0000025013 00000 н 0000025333 00000 н 0000025764 00000 н 0000026325 00000 н 0000026655 00000 н 0000029216 00000 н 0000031047 00000 н 0000033097 00000 н 0000053540 00000 н 0000004183 00000 н 0000008167 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 1765 0 объект > /PageMode /UseOutlines /PageLayout /Одностраничный /OpenAction 1766 0 Р /PageLabels 1708 0 R /Метаданные 1763 0 R >> эндообъект 1766 0 объект > эндообъект 1937 0 ОБЖ > ручей HLSTW!B#$kP%节H|Vf2$ᡄQ(CZHAYVI`QA!aXl1(Y j0Vz=
Диагностический анализ динамического прогиба асфальтовых покрытий с трещинами при импульсной нагрузке FWD
1.
Введение Благодаря недавним разработкам и усовершенствованиям технологии дефлектометра с падающим грузом (FWD) для расчета параметров, связанных с жесткостью конструкций дорожного покрытия, неразрушающая оценка физических свойств и эксплуатационных характеристик дорожных покрытий приобрела новые возможности. Одной из критически важных технологий, реализованных FWD, является оценка модулей упругости (Юнга) на месте отдельных слоев дорожной одежды с использованием обратных расчетов [1]. Обратный расчет FWD математически представляет собой обратную задачу, которую можно решить с помощью детерминированного или вероятностного подхода.Обзор используемых в настоящее время процедур обратного расчета показывает, что расчет обычно основан на однородной, непрерывной и линейной упругой многослойной системе. Исходя из этих теоретических допущений, типичный метод обратного расчета, такой как итерационный метод или метод поиска в базе данных, может, как правило, давать удовлетворительные результаты обратного расчета путем подбора в высшей степени теоретически оцененных бассейнов прогиба с измеренными бассейнами прогиба.
Очевидно, что результат обратного расчета теста FWD будет зависеть от физического состояния конструкции дорожного покрытия, и, следовательно, возникновение повреждений покрытия любого типа может привести к различию в результате обратного расчета FWD.Асфальтовые покрытия подвержены воздействию факторов окружающей среды, таких как кумулятивная транспортная нагрузка, старение материала и неблагоприятные погодные условия, которые со временем постепенно ухудшают существующие асфальтовые покрытия в течение срока службы, что приводит к различным типам растрескивания, таким как поперечное и продольное растрескивание, усталостное растрескивание и растрескивание блоков. В таких условиях асфальтобетонные покрытия проявляют прерывистые и анизотропные характеристики [2]. При нагрузке FWD бассейны динамического прогиба асфальтового покрытия с трещинами будут иметь прерывистую форму из-за трещин, возникающих в конструкции покрытия, что может значительно отличаться от особенностей распределения неповрежденных асфальтовых покрытий [3].
Таким образом, без учета влияния проблемных асфальтовых покрытий на данные испытаний на прогиб поверхности, результаты обратного расчета, полученные на основе вышеупомянутого предположения, могут иметь большую изменчивость и могут не отражать фактические характеристики структурных слоев асфальтового покрытия.
За последние два десятилетия было проведено несколько исследований для изучения возможных факторов, которые могут способствовать различиям в интерпретации и обратном расчете результатов теста FWD.Например, Уддин и др. выполнили значительное количество динамических анализов, принимая во внимание прерывистые асфальтовые покрытия. Результаты исследования показали, что бассейны прогиба FWD вблизи мест расположения трещин не могут быть использованы в качестве основы для обратного расчета модулей, поскольку значения прогиба вблизи места расположения трещин имеют тенденцию к резкому увеличению [4, 5]. Точно так же Ли и соавт. сообщили, что растрескивание асфальтовых покрытий оказало значительное влияние на обратный расчет модулей в инженерной практике [6].
Интересно, что Саймон и соавт. и Мехта и др. продемонстрировали, соответственно, очевидные изменения в бассейнах прогиба дорожной одежды до и после резки швов к конструкциям дорожной одежды. Исследования показали, что параметры бассейна прогиба вместо модулей структурного слоя можно использовать непосредственно для оценки характеристик поврежденных асфальтовых покрытий [7, 8]. Кроме того, результаты проекта 1-37A Национальной совместной исследовательской программы автомобильных дорог (NCHRP) по проектированию новых и реабилитированных конструкций дорожного покрытия указывают на то, что параметры бассейна прогиба следует рассматривать как разумные индикаторы, отражающие характеристики поврежденных асфальтовых покрытий, а не чем обратно рассчитанные модули слоя [9].
Таким образом, вышеупомянутые результаты исследования показали, что измеренные условия дорожного покрытия должны удовлетворять теоретическим предположениям, установленным для обратного расчета модуля при выполнении обратного расчета для оценки модуля структурного слоя.
В противном случае рассчитанные обратно модули не могли бы в действительности представлять собой возможность оценки характеристик асфальтовых покрытий. Следовательно, идентификация эффективных данных бассейнов динамического прогиба стала важной задачей, которую необходимо выполнить для точного выполнения обратного расчета модуля.Таким образом, основная цель этой статьи состоит в том, чтобы обсудить особенности распределения бассейнов динамического прогиба асфальтовых покрытий с трещинами и представить разумные индикаторы и соответствующие критерии для фильтрации данных испытаний бассейнов прогиба FWD. Наконец, документ также служит для проверки установленных критериев путем проведения тематического исследования на месте.
2. Основы структурно-динамического анализа
2.1. Уравнение динамического равновесия
Общее уравнение динамического равновесия, когда фактор времени учитывается в динамическом анализе, может быть представлено в уравнении.(1) [10]:
где, u¨t и u˙t — вектор ускорения и вектор скорости узлов системы соответственно.
M, C, K и Qt — матрица масс, матрица затухания, матрица жесткости и вектор нагрузки соответственно. Единичная матрица масс выражается как непротиворечивая матрица масс, чтобы соответствовать методу решения Newmark-β прямого интегрирования. Влажная матрица использует форму Рэлея, как показано в уравнении. (2):
, где α — параметр вязкого демпфирования, а β — параметр структурного демпфирования, которые являются функцией критического коэффициента демпфирования ζ и собственной частоты ωi.
Разумно принять ζ равным 0,05 для обычных конструкций дорожного покрытия. Собственные частоты могут быть рассчитаны с помощью структурного модального анализа. Учитывая, что использование первых двух основных режимов для расчета параметров демпфирования может повысить точность результатов по сравнению с результатами, полученными с использованием только первого принципа, параметры демпфирования для α и β могут быть обозначены уравнением (3):
(3)
β=2ξω1+ω2, α=2ω1ω2ω1+ω2ξ.2.2. Метод решения уравнения
Традиционные методы решения уравнений динамического равновесия включают суперпозицию мод и прямое интегрирование. Мы предполагаем, что решение до момента времени t известно при использовании метода прямого интегрирования, а метод центральной разности используется для определения решения в момент времени t + ∆t. Смещение, скорость и ускорение рассчитываются с использованием алгоритма итераций Ньютона-Рафсона для удовлетворения условия сходимости. Основное уравнение решения в анализе обозначено как Eq.(4):
(4)
u˙i+1=u˙i+1-γΔtu¨i+γΔtu¨i+1,ui+1=ui+Δtu˙i+12-vΔt2u¨i+vΔt2u¨i+1,, где γ и v — параметры, построенные на основе известной точности и стабильности. Функция устойчива при γ≥ 0,5 и v≥ 0,25 (0,5+γ) 2 на основе алгоритма Ньюмарка-β. В работе γ и v приняты равными 0,505 и 0,2525 соответственно, а шаг по времени ограничен менее чем 1/50 времени базового периода [10].
3.
Численный анализ динамического отклика3.1. Анализ модели
Типичное асфальтовое покрытие состоит из асфальтового слоя (AC), обработанного цементом базового слоя (BC), грунтового нижнего слоя основания (sub-BC) и земляного полотна (SG). Свойства материалов различных слоев представлены в таблице 1. Трехмерный твердотельный элемент с 10 узлами использовался в методе конечных элементов (МКЭ). Предполагалось, что длина стороны элемента составляет 5 см, а метод отображения неравномерной сетки был принят с учетом размещения точек тестирования FWD.Чтобы уменьшить граничный эффект, оптимальные размеры расчетной модели были приняты равными 5 м × 5 м × 4 м. Ограничение фиксированного смещения было назначено нижней части модели, тогда как ограничение нормального смещения было применено к четырем боковым областям модели. Состояние интерфейса между слоями конструкции считается полностью связанным. Четверть сетки модели и четверть диаграммы напряжений для анализируемого асфальтобетонного покрытия проиллюстрированы на рис.
1.
Таблица 1. Свойства материалов асфальтобетонных покрытий
Слой | Толщина (м) | Модуль (МПа) | Коэффициент Пуассона | Плотность (кг·м -3 ) | Коэффициент влажности |
АС | 16 | 3 000 | 0.35 | 2 200 | 0,05 |
г. | 40 | 5 000 | 0,25 | 2 100 | |
Суб-БК | 15 | 250 | 0.35 | 1 900 | |
СГ | – | 150 | 0,40 | 1 800 |
до н.э.3.
2. Модель загрузки FWDПриложенная сила FWD представляет собой импульсную нагрузку с синусоидальным распределением, как указано в уравнении. (5). Радиус загрузки составляет 15 см. Соответствующие прогибы измерялись на расстоянии 0, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180 и 210 см от центра нагрузки. Схема расположения девяти датчиков представлена в таблице 2. Расстояние между центром приложенной нагрузки ППР и краем трещины составляло 16 см. Для замеров поперек поперечной трещины были установлены датчики прогиба:
, где Pmax — пиковое значение нагрузки, 0.7 МПа. T – время воздействия нагрузки FWD, 0,03 с.
Таблица 2. План размещения датчика FWD
Номер | д1 | д2 | d3 | d4 | d5 | d6 | d7 | d8 | d9 |
Расстояние | 0 | 20 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 |
Рис.
1. Модель сетки FEM и диаграмма напряжений
а) Сеточная модель конечных элементов
b) Диаграмма напряжения при импульсной нагрузке FWD
3.3. Решение параметров демпфирования
Модальный анализ был использован для определения собственных частот ωi и соответствующих параметров демпфирования α и β, которые являются ключевыми параметрами для проведения анализа динамического отклика асфальтовых покрытий. Методом конечных элементов были рассмотрены три вида алгоритмов, включая блочный Lannzos (BL), Subspace (SS) и PowerDynamics (PD).Из таблицы 3 видно, что три типа алгоритмов демонстрируют почти одинаковые значения собственных частот, а параметры демпфирования для α и β составляют 3,32 и 0,001 соответственно.
Таблица 3. Собственные частоты и коэффициенты затухания различных методов
Режим | БЛ | нержавеющая сталь | ПД | ||||||
ωi | α | β | ωn | α | β | ωi | α | β | |
1 | 61. | 3,32 | 0,001 | 61,22 | 3,32 | 0,001 | 61,15 | 3.32 | 0,001 |
2 | 72,59 | 72,59 | 72,50 | ||||||
22 Влияние параметров демпфирования подвхода на динамическое отклонение поверхности показано на рис.
2(а). Условия расчета включают совпадение α и β, только α и только β. Результат указывает на рис. 2 (а), что такое же распределение во времени динамического отклонения поверхности наблюдается между совпадением α и β и только β. Однако параметр демпфирования α мало влияет на распределение динамического прогиба поверхности во времени. Поэтому им можно пренебречь при динамическом анализе конструкций асфальтобетонного покрытия.
Влияние свойства демпфирования материала слоя на динамическое отклонение поверхности представлено на рис.2(б). Результат показывает, что поведение демпфирования SG оказывает заметное влияние на динамическое отклонение поверхности по сравнению с другими структурными слоями. Демпфирование конструкционных слоев, включая AC, BC и Sub-BC, почти не влияет на динамическое отклонение поверхности, что аналогично невлажному состоянию исследуемого асфальтового покрытия. Это указывает на то, что параметр демпфирования β может быть определен исключительно в зависимости от состояния грунтового основания и не имеет ничего общего с другими структурными слоями.
Кроме того, это означает, что различные состояния трещин на поверхности асфальтовых покрытий не влияют на расчетное значение параметра демпфирования. Это открытие обеспечивает очень важную поддержку для проведения анализа динамической реакции асфальтовых покрытий с трещинами.
Рис. 2. Влияние параметров демпфирования на динамический прогиб поверхности
а) Влияние параметров демпфирования подзахода
b) Влияние параметров демпфирования укладочного материала
4.Контактный анализ поверхностей вертикальных трещин
4.1. Обзор повреждений трещин
Согласно обширным полевым исследованиям, разрушение трещин является распространенной проблемой структурных повреждений асфальтовых покрытий. Типичные повреждения трещин включают поперечные/продольные трещины, трещины блоков и трещины типа «крокодил». Иллюстрация различных повреждений трещин показана на рис.
3. Как показано на рис. 3, продольная трещина обычно параллельна осевой линии дорожного покрытия, а поперечные трещины проходят поперек осевой линии.Такие продольные и поперечные трещины возникают в результате нескольких условий, включая усадку поверхности асфальта из-за низких температур, затвердевания асфальта или из-за отражающих трещин, вызванных трещинами под поверхностью асфальта, на долю которых приходится почти 80 % всех повреждений. С другой стороны, блочная или крокодиловая трещина представляет собой серию взаимосвязанных трещин, вызванных усталостным разрушением обработанного цементом основания при повторяющихся транспортных нагрузках. Эти блочные трещины распространяются на поверхность первоначально в виде одной или нескольких продольных параллельных трещин.
Рис. 3. Иллюстрация различных трещин
а) Поперечные/продольные трещины
b) Трещины в блоках
c) Аллигаторные трещины
Чтобы ввести условие разрыва в систему моделирования, элементы интерфейса использовались для моделирования состояния контакта вертикального трещинообразования.
В общем, условие вертикального контакта между трещинами определяется максимально допустимым напряжением сдвига и коэффициентом трения [11].В исследовании было выбрано типичное поврежденное асфальтовое покрытие с поперечной трещиной, проходящей от асфальтового слоя к основному слою, для анализа влияния ширины трещины и коэффициента трения на прогиб поверхности с помощью трехмерных динамических моделей конечных элементов.
4.2. Результаты и обсуждение
План реализации контактного анализа, включая ширину трещины и коэффициент трения, описан в таблице 4. Как показано на рис.4, покрытия с шириной трещины более 0,2 мм, такие как A1, A2, B1 и B2, дают одинаковые прогибы поверхности независимо от значений коэффициентов трения. Это можно объяснить тем, что зазоры остаются отдельным условием, поскольку деформации между поверхностями трещин меньше 0,2 мм. С другой стороны, когда ширина трещины меньше 0,2 мм, прогибы постепенно уменьшаются с уменьшением ширины трещины и увеличением коэффициента трения.
Аналогичные выводы делают Lee et al. и Уддин и др. [5, 6]. Полевые исследования показывают, что типичный зазор различных повреждений трещин часто превышает 1 мм, поэтому можно не учитывать условия вертикального контакта поверхностей раздела трещин.
Рис. 4. Прогибы при различных контактных параметрах
Таблица 4. План анализа
Номер | Ширина трещины (мм) | Коэффициент трения |
А1 | 1 | 0.5 |
А2 | 1 | 1 |
В1 | 0,5 | 0,5 |
В2 | 0. | 1 |
С1 | 0,2 | 0,5 |
С2 | 0,2 | 1 |
Д1 | 0.05 | 0,5 |
Д2 | 0,05 | 1 |
Е1 | 0,02 | 0. |
Е2 | 0,02 | 1 |
5
55. Влияние разрушения трещин на динамические прогибы
5.1. Поперечная одиночная трещина
Анализируется влияние поперечной одиночной трещины на динамический прогиб поверхности, и переменные анализа включают расстояние от центра нагрузки FWD до края трещины, которое определяется как d, и ширину трещины.Как показано на рис. 5, влияние ширины трещины в условиях поперечной одиночной трещины на прогибы поверхности дает разные результаты с изменением d. Когда d находится между 0 см и 150 см, формы бассейнов прогиба резко меняются и появляются прерывистые особенности распределения. Однако с увеличением d форма поверхности прогиба становится все более гладкой, что сходно с распределением прогиба неповрежденного дорожного покрытия. При условии d менее 150 см прогиб поверхности в точках вблизи края нагрузки FWD заметно увеличивается с увеличением ширины трещины. Напротив, значения других точек отклонения остаются неизменными.
Рис. 5. Влияние поперечной одиночной трещины на прогиб поверхности
а)d= 16 см
б)г= 45 см
в)d= 110 см
d)d= 165 см
Рис.6. Влияние поперечных множественных трещин на прогиб
5.2. Поперечные множественные трещины
Расстояние от центра датчика приложенной нагрузки FWD до края первой трещины сохранялось на уровне 16 см. Другие датчики отклонения были размещены поперек первой трещины. Ширина трещины принята равной 5 мм. На рис. 6 показано влияние интервала поперечной трещины на прогибы поверхности.
Результаты показывают, что интервал между трещинами является основным определяющим фактором, влияющим на распределение бассейнов прогиба поверхности асфальтовых покрытий.С уменьшением интервала трещин форма распределения постепенно становится плавной.
5.3. Продольная одиночная трещина
Все датчики прогиба располагались параллельно краю продольной трещины. Были проанализированы две переменные, включающие расстояние от центра нагрузки FWD до края трещины, которое определяется как d, и ширина трещины. На рис. 7(а) показано влияние d на прогиб поверхности при ширине трещины 10 мм. Результаты показывают, что центральные прогибы непрерывно уменьшаются и стремятся к величине прогиба неповрежденного покрытия с увеличением d.На рис. 7(b) показано влияние ширины трещины на прогиб поверхности, когда d составляет 35 см. Видно, что распределения прогиба поверхности подобны друг другу при разной ширине трещины, однако они явно отличаются от такового у неповрежденного дорожного покрытия.
Рис. 7. Влияние расстояния и ширины трещины на прогиб
а) Расстояние
б) Ширина трещины
5.4. Трещины блока
В действительности форма трещин в блоках весьма неправильная и не поддается полному описанию. Поэтому была создана своего рода «идеальная» модель блочной трещины с множеством поперечных, поперечных и продольных трещин, чтобы усилить эффект сплошности, который может возникнуть на месторождении. Центр нагрузки FWD располагался посередине трещин блока, а остальные датчики размещались поперек трещин. На рис. 8 показано влияние трещин блока на прогибы поверхности при ширине трещины 5 мм.Результаты показывают, что характеристики распределения бассейнов динамического прогиба показали значительную разницу между неповрежденными покрытиями и покрытиями с трещинами с увеличением интервала между трещинами.
Рис.
8. Влияние трещин блока на прогиб
Рис. 9. Модуль поверхности в зависимости от расстояния
6. Индикаторы для фильтрации данных об отклонении
6.1. Индикатор прямого отклонения
Трещины часто снижают жесткость слоя AC, а также вызывают разрывы в покрытиях. Когда существуют серьезные разрывы, впадины прогиба FWD могут иметь необычную форму. Как видно из вышеупомянутых результатов, отклонение внешнего датчика больше, чем отклонение внутреннего датчика, когда в верхних слоях существуют серьезные разрывы. Следовательно, индикатор прямого отклонения, как показано в уравнении. (6), может использоваться для выявления повреждений асфальтового покрытия, таких как множественные поперечные трещины и трещины в блоках:
(6)
di Как правило, поверхностный модуль (E) асфальтового покрытия постепенно уменьшается, приближаясь к стабильному модулю грунтового основания.
Рис. 9 иллюстрирует типичную тенденцию поверхностного модуля. Согласно теории Буссинеска, поверхностный модуль можно рассчитать по прогибу, измеренному на заданном расстоянии, как показано в уравнении. (7):
(7)
E1=2pδ1-µ2d1,Ei=pδ2(1-µ2)di⋅ri, i=2, 3,…,9,
, где p — давление нагрузки, δ — радиус области нагрузки, ri — радиальное расстояние до i-го датчика, u — коэффициент Пуассона, а di — отклонение положения ri.Для многослойных асфальтобетонных покрытий радиальные расстояния 20 см, 30 см и 60 см были скорректированы до 18 см, 29 см и 59 см соответственно, как это было предложено Джонсоном и Баусом [12].
Рис. 10. Распределение поверхностного модуля
а) Поперечная одиночная трещина
b) Продольная одиночная трещина
в) Поперечные множественные трещины
d) Трещины в блоках
Поверхностные модули асфальтовых покрытий с трещинами были рассчитаны и нанесены на график, как показано на рис.
10. Для поперечной или продольной одиночной трещины символ WCBC-10 мм-16 см указывает на то, что трещина возникает в слое AC и слое BC, с шириной трещины 10 мм и расстоянием 16 см от центра нагрузки FWD до края трещины. . Для поперечных множественных трещин или трещин в блоках символ WCBC-5 мм-50 см указывает на то, что существующая трещина возникает в слое AC и слое BC с шириной трещины 5 мм и интервалом между трещинами 50 см. Результаты показывают, что распределение поверхностного модуля резко различается между неповрежденными покрытиями и покрытиями с трещинами.Таким образом, для асфальтовых покрытий с трещинами предлагается индикатор модуля поверхности для выявления таких необычных случаев, как показано в уравнении. (8):
(8)
Ei-1-Ei<0,i=2, 3,…,9.Рис. 11. Подтверждение показателей фильтрации асфальтовых покрытий с трещинами
а) Распределение прогиба
b) Распределение поверхностного модуля
Рис.
12. Исследование повреждений трещин на месте
а) Поперечная одиночная трещина
b) Образцы керна на соответствующей поперечной трещине
c) Усталостные трещины поверхности дорожного покрытия
d) Трещины соответствующей базовой кладки
7. Анализ полевых испытаний
Чтобы проверить установленные показатели для фильтрации данных о прогибе асфальтовых покрытий с трещинами, на скоростной автомагистрали Хунин в Китае были проведены испытания FWD, которые охватывают продольные одиночные трещины, поперечные одиночные трещины, трещины блоков и усталостные трещины.Особенности распределения прогиба и поверхностного модуля показаны на рис. 11. Полевые исследования показывают, что в точках испытаний наблюдаются различные типы повреждений трещин, как показано на рис. 12. Результаты наглядно демонстрируют, что показатели, установленные в этом исследовании для Данные о фильтрующем бассейне отклонения для треснутого асфальтового покрытия являются жизнеспособными и разумными.
Добавить комментарий