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脱空是刚性路面常见的病害之一,如果不及时识别并加以治理,必定会造成更大的经济损失。目前,刚性路面脱空评定的方法很多,但是普遍精度不高,很难为道路的预防性养护或是进一步的维修提供可靠的依据。冲击回波法是一种有效的无损检测方法,广泛应用于混凝土检测,但是目前在道路中的应用仅限于检测路面厚度和表面裂缝的深度。因此,研究如何把冲击回波这种优秀的检测方法应用于道路脱空判定,形成一种准确、直观检测脱空的方法具有重要的意义。论文从理论分析和试验研究两个方面出发,对冲击回波在混凝土道路脱空检测中的应用进行研究。主要内容安排如下: (1)理论分析:在对路面板脱空成因及现有检测判别方法分析的基础上,从应力波的基本理论出发,对比分析电磁波、超声波等无损检测技术,从理论上论证冲击回波应用于混凝土路面脱空准确判定的可行性及先进性。 (2)试验研究:应用扫描式冲击回波测试系统(IES)对工大校园内财务南路和游泳馆东路进行实际测试,并辅以探地雷达对测试结果进行对比验证。对测试结果进行详细的分析处理,通过对测点频率峰值个数、测试厚度等指标对路面内部脱空等病害进行识别,通过描绘测点的方法确定其平面位置,从而建立IES指标和刚性路面脱空病害位置及尺寸之间的关系,得到具有较高准确性和实用性的刚性路面脱空检测判定方法和步骤。 (3)数值模拟:利用ABAQUS对冲击回波在刚性路面中的传播规律及对路面脱空的检测结果进行数值模拟。首先对冲击回波法检测完好刚性路面厚度进行模拟,对模拟信号采用傅里叶频谱分析,可知频率图上存在两个频率峰值,计算厚度分别为面层厚度和面层与基层总厚度。从而可以看出冲击产生的应力波在路面结构中的传播过程:遇到分界面时一部分波发生反射返回路面,一部分波继续传播。 在相同的情况下,分别建立了板中空洞和板底脱空模型进行模拟,由模拟结果可知存在脱空处频率图上只有一个频率峰值。存在板中空洞时测试厚度明显偏小,为空洞上表面厚度;存在板底脱空时,厚度为面层厚度,这与冲击回波检测刚性路面的理论和试验结果相一致。由此可知,可以根据频谱图上频率峰值个数和其代表厚度较准确的判断混凝土路面脱空的存在与否及其深度和位置。