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沥青路面裂缝检测方法研究与评价
| 论文题名： | 沥青路面裂缝检测方法研究与评价 |
| 关键词： | 沥青路面;表面裂缝;内部裂缝;检测方法;养护决策 |
| 摘要： | 沥青混凝土路面在荷载和温度的作用下易产生表面裂缝和内部裂缝。在沥青路面裂缝养护工作中，能否对表面裂缝和内部裂缝进行及时和精准的检测至关重要。目前对于裂缝的检测识别研究主要集中在表面裂缝，而对内部裂缝的检测存在不足，使得内部裂缝不能被及时发现处理，从而影响路面整体结构和使用性能，无法制定合适的养护决策与有效的养护措施。基于此本文开展了裂缝检测方法研究以及基于表面裂缝检测的内部裂缝预测研究。 首先在表面裂缝的检测方法研究中，采用二维图像检测法、三维图像检测法、无人机检测法、红外热像法对表面裂缝进行检测，综合对比分析精度、便利性、经济性、效率因素，提出沥青路面表面裂缝检测的实用方法。另外，为了对路面开裂状况有更精准的判断，在对路面裂缝进行大量调研和现场取芯的基础上，总结路面表面裂缝中反射裂缝的表现形式，获取路面表面反射裂缝的数量。采用探地雷达法开展内部裂缝的检测研究，基于表面裂缝处的雷达图像判断裂缝存在时的图像形式，对内部裂缝的位置进行寻找。对寻找到的内部裂缝进行取芯验证，进而评价方法的可行性。 其次，为了预测内部裂缝发展到表面的时间，开展路面内部裂缝扩展过程的有限元模拟。建立路面温度模型，设置路面材料的热学性质，获取路面的温度场。利用PARIS公式建立损伤模型，在ABAQUS软件中将其与扩展有限元技术（XFEM）相结合，建立含内部裂缝的路面有限元模型。在模型中引入路面温度场，并施加相应的车辆荷载，实现了热-力耦合作用下路面裂缝扩展的全过程模拟，获取内部裂缝扩展深度与时间的关系，对不同深度内部裂缝发展到表面的时间进行预测。 最后，进行了基于表面裂缝的内部裂缝数量与其扩展时间的预测，模拟分析了多条内部裂缝扩展到表面的过程。通过理论计算获取基层裂缝的最小间距，在此基础上多次改变裂缝的间距来模拟不同间距下路面内部裂缝的扩展规律。综合分析不同间距下多条裂缝扩展到表面的过程，进一步确定内部裂缝扩展的最小间距，并通过分析得到裂缝之间影响基本可以忽略的一般间距。基于表面反射裂缝的数量建立内部裂缝的预测模型，计算内部裂缝出现的概率。对具体路段进行内部裂缝的预测和实际数量对比分析来验证模型的适用性，并结合不同裂缝间距下裂缝扩展速率预估了内部裂缝的剩余扩展时间。 |
| 作者： | 黄啊奇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 高英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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