[發(fā)明專利]基于OFDR的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810364514.3
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108547203A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高磊;許情歡;劉漢龍;陳育民;楊濤;許闖
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種基于OFDR的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)及使用方法，系統(tǒng)包括應(yīng)變傳感光纖、溫度補償光纖、光纖數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、光纖數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)和監(jiān)測結(jié)果顯示系統(tǒng)。通過在土工格柵表面采用S型布設(shè)分布式傳感光纖，并將土工格柵嵌于瀝青路面中間，使用數(shù)據(jù)采集儀進行光纖數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸，再通過光纖數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲取瀝青路面的應(yīng)變、溫度變化等信息，經(jīng)過監(jiān)測結(jié)果顯示系統(tǒng)顯現(xiàn)出來。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有高靈敏度、高空間分辨率、測量精度大、抗干擾能力強的優(yōu)點，能夠?qū)崟r監(jiān)控瀝青路面應(yīng)變，以獲知高速公路中瀝青路面的變形發(fā)展規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及基于OFDR(Optical Frequency DomainReflectometer)的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，市政道路建設(shè)不僅與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活息息相關(guān)，同時也是一項惠及民生的建筑工程，因此其質(zhì)量的好壞備受社會各界的關(guān)注。瀝青路面自身具有路面開闊平整、取材方便、流程簡單等優(yōu)點，同時也有一定的缺陷，即受到車輛長時間的反復(fù)碾壓之后容易出現(xiàn)變形、開裂以及車轍等情況。瀝青路面的變形不僅會影響行車舒適性，還會直接影響交通安全。如何實現(xiàn)對瀝青路面的實時動態(tài)監(jiān)測，從而對瀝青路面變形進行監(jiān)測已成為工程領(lǐng)域關(guān)注和研究的熱點之一。

目前主要采用電阻式應(yīng)變片、裂縫測寬儀及激光檢測等監(jiān)測手段，這些手段存在著以下不足之處：(1)多是點式傳感器，只能采集有限的數(shù)據(jù)，容易漏檢，不能夠有效保障監(jiān)測有效性，無法全面反映監(jiān)測對象的變形特點；(2)信息反饋有滯后，導(dǎo)致時間上產(chǎn)生誤差，后期的數(shù)據(jù)處理不夠智能化；(3)測點布置繁瑣，而且測點存活率低，影響監(jiān)測進度；(4)勞動強度較大，需要監(jiān)測人員花費大量時間去投入，在自動化方面處于欠缺狀態(tài)；(5)儀器的測量精度低，難以獲得監(jiān)測對象細微的變化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于OFDR的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)及使用方法。

技術(shù)方案：基于OFDR的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)，包括相鄰鋪設(shè)在土工格柵上的應(yīng)變傳感光纖和溫度補償光纖、光纖數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、光纖數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)和監(jiān)測結(jié)果顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)將采集到的應(yīng)變傳感光纖和溫度補償光纖的數(shù)據(jù)導(dǎo)入光纖數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)處理后，顯示在監(jiān)測結(jié)果顯示系統(tǒng)中。

土工格柵材料為玻璃纖維，土工格柵表面有凹槽；應(yīng)變傳感光纖受力繃直后鋪設(shè)于土工格柵表面，對溫度補償光纖不施加作用力。

基于OFDR的瀝青路面變形監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)土工格柵的大小和光纖鋪設(shè)的間距截取應(yīng)變傳感光纖和溫度補償光纖，在光纖彎折處和伸出土工格柵部分用護套保護；

(2)將應(yīng)變傳感光纖受力繃直后鋪設(shè)于土工格柵表面；

(3)將套有圓管的溫度補償光纖固定在土工格柵表面，并保證圓管中的光纖不受力；

(4)光纖布設(shè)好后，對土工格柵表面伸出的應(yīng)變傳感光纖和溫度補償光纖分別進行熔接；

(5)將光纖布設(shè)完成后的土工格柵嵌置于瀝青路面面層內(nèi)，在放置前將伸出土工格柵部分用護套進行保護；

(6)將光纖接頭接入數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)；

(7)將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入光纖數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)中處理后，在監(jiān)測結(jié)果顯示系統(tǒng)中顯示。

步驟(4)中，在光纖熔接處加上增加剛度和耐久性的熱膨脹管。

步驟(6)中，在數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)后，進行數(shù)據(jù)初始值的采集以核實監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性。

步驟(7)中，光纖數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理得到實測數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理得到瀝青路面應(yīng)力應(yīng)變曲線。