[發(fā)明專利]一種基于光纖光柵傳感器檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114361.2
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106894316B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳少鵬;陳俊麗;龐凌;肖月;陳美祝;劉剛;劉全濤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01;G01B11/16;G01N3/08;G01N15/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明

本發(fā)明公開了一種基于光纖光柵傳感器檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的方法，該方法包括以下步驟：1）在車轍試件表面固定安裝一個(gè)或多個(gè)光纖光柵傳感器；2）設(shè)置加速加載的試驗(yàn)參數(shù)，通過加速加載試驗(yàn)?zāi)M車轍形成，實(shí)時(shí)監(jiān)測光纖光柵傳感器；3）監(jiān)測光纖光柵傳感器的應(yīng)變值，制作載荷次數(shù)與試件表面應(yīng)變值的關(guān)系曲線圖；4）試件結(jié)構(gòu)破壞分析：通過表面應(yīng)變值分析試件變形破壞程度。本發(fā)明提出了一種操作簡單，可行度高的瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞檢測方法，對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及養(yǎng)護(hù)具有重大理論意義。采用表面式光纖光柵應(yīng)變傳感器監(jiān)測瀝青路面應(yīng)變響應(yīng)，工藝簡單，易于實(shí)施，且可回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路性能評估技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖光柵傳感器檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的方法。

背景技術(shù)

在超載、重載超頻率負(fù)荷及溫度的耦合作用下，瀝青路面早期常常出現(xiàn)由結(jié)構(gòu)變形引起的路面開裂，瀝青路面出現(xiàn)裂紋，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，否則雨水及其他雜物會(huì)進(jìn)入面層結(jié)構(gòu)及路基，加速路面損害。另一方面，我國現(xiàn)行的道路設(shè)計(jì)規(guī)范以應(yīng)力作為路面結(jié)構(gòu)破壞性能檢測指標(biāo)，而國外則采用最能反映結(jié)構(gòu)局部特性的應(yīng)變作為設(shè)計(jì)指標(biāo)。瀝青混凝土材料的不均勻性導(dǎo)致其在載荷作用下存在局部應(yīng)力集中，當(dāng)超過了瀝青材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。為了更為直觀、準(zhǔn)確的監(jiān)測裂紋的產(chǎn)生、分布情況，采用光纖光柵表面式傳感器監(jiān)測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，國內(nèi)外檢測瀝青道路應(yīng)變值主要有光纖光柵應(yīng)變傳感器及電阻式應(yīng)變片兩種方法，光纖光柵傳感器檢測精度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)，但其價(jià)格高昂，采用埋入式傳感器埋入瀝青混凝土后無法重復(fù)利用，因此成本問題極大的限制了其應(yīng)用。光纖光柵表面式應(yīng)變傳感器安裝在試件表面檢測表面應(yīng)變，解決了埋入式不可重復(fù)利用的問題，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，且測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，能夠準(zhǔn)確反映瀝青混凝土結(jié)構(gòu)破壞情況，對路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及路面養(yǎng)護(hù)具有重要理論意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種基于光纖光柵傳感器檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于光纖光柵傳感器檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的方法，包括以下步驟：

1)在車轍試件表面固定安裝一個(gè)或多個(gè)光纖光柵傳感器；所述光纖光柵傳感器的安裝位置為：光纖光柵傳感器安裝距車轍試件各邊緣大于等于30mm；傳感器距離車轍試件的輪碾?yún)^(qū)域至少30mm；多個(gè)傳感器安裝時(shí)，傳感器間距大于15mm；

2)設(shè)置加速加載的試驗(yàn)參數(shù)，通過加速加載試驗(yàn)?zāi)M車轍形成，實(shí)時(shí)監(jiān)測光纖光柵傳感器；所述加速加載的試驗(yàn)參數(shù)包括溫度、輪碾載荷、輪碾速度；

3)監(jiān)測光纖光柵傳感器的應(yīng)變值，制作載荷次數(shù)與表面應(yīng)變變化率的關(guān)系曲線圖；

4)4)試件結(jié)構(gòu)破壞分析：通過載荷次數(shù)與試件表面應(yīng)變值的關(guān)系曲線圖分析試件變形破壞程度，所述車轍試件變形破壞程度分為三個(gè)階段：遷移期、穩(wěn)定期、破壞期；

當(dāng)試件表面應(yīng)變值不斷增大時(shí)，判定車轍試件處于遷移期，此時(shí)，當(dāng)輪碾時(shí)，瀝青路面的孔隙率減小，車轍的位移變化率不斷增大；

當(dāng)試件表面應(yīng)變值一定數(shù)值范圍內(nèi)波動(dòng)，且波動(dòng)幅值較小時(shí)，判定車轍試件處于穩(wěn)定期，此時(shí)，瀝青路面孔隙基本被壓實(shí)，車轍的位移率基本保持不變；

當(dāng)試件表面應(yīng)變值幅值發(fā)生突變，波動(dòng)幅值為穩(wěn)定期的三倍左右，判定車轍試件處于破壞期，此時(shí)，瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞，車轍位移率急劇增大。該應(yīng)變突變現(xiàn)象可作為瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞判定標(biāo)志。