[發明專利]一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置及方法

在審

• 申請號: 202111481928.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114184503A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 呂新建;李炳良;王帥;崔新壯;張明;王冠;趙夫國;王藝霖;閻宗堯;王明明
• 申請（專利權）人: 山東高速建設管理集團有限公司;滕州建工建設集團有限公司;山東大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/02;G01N3/06;G01B11/16;E01C23/01;G06F30/20;G06F30/13;G06F111/08;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

1.一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于，包括實驗箱，所述實驗箱底端設置有實驗箱底座，所述實驗箱上端設置有實驗箱箱蓋，所述實驗箱內設置有瀝青路面模型，所述瀝青路面模型的頂端設置有液壓系統及微型光柵傳感器，所述瀝青路面模型內埋設有位移傳感器，所述位移傳感器通過電路與計算機系統電連接。

2.根據權利要求1所述的一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于，所述瀝青路面模型分為若干層，所述瀝青路面模型的每層均埋設有位移傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于，所述實驗箱由鋼化玻璃分段加工而成，且最上段的鋼化玻璃的上端高于瀝青路面模型的頂面。

4.根據權利要求1所述的一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于，所述液壓系統包括水平液壓裝置和豎向液壓裝置，所述水平液壓裝置與所述豎向液壓裝置均與計算機系統電連接，所述水平液壓裝置為瀝青路面模型施加水平力，用于模擬車輛剎車時對瀝青路面施加的水平力，所述豎向液壓裝置為瀝青路面模型施加豎向載荷，用于模擬車輛對瀝青路面的豎向載荷。

5.根據權利要求1所述的一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于，所述微型光柵傳感器為若干個且均勻布設在瀝青路面模型的頂端，所述微型光柵傳感器與所述液壓系統的布置互不干涉。

6.一種智能監測瀝青路面層間狀態的方法，采用權利要求1-5中任一項所述的智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，其特征在于包括以下步驟：

1)、瀝青路面模型的制作及位移傳感器的設置

根據實驗要求確定瀝青路面模型的層數以及每層的厚度，并在實驗箱內逐層鋪設完成瀝青路面模型的設置，在鋪設過程中將位移傳感器埋設于瀝青路面模型的每一層中；

2)、微型光柵傳感器的設置

將微型光柵傳感器均勻布置于瀝青路面模型的頂端，用于實時獲取地基累積變形的信息以及瀝青路面模型的表層形變量；

3)、法向力確定

實驗中法向力為車輛對瀝青路面的載荷，根據情況對最大車輛載荷進行取值計算，考慮車輛的運動狀態，將法向力定為脈動循環載荷；

4)、水平力確定

實驗中水平力為車輛制動時對瀝青路面產生的制動載荷，取水平力為循環載荷，以對實際路段進行模擬；

5)、輸入損傷機理的確立

該實驗通過模擬一種重載交通下動力失穩災變機理，以實驗結果為基礎，建立了瀝青層間位移相互作用的損傷機理模型；

6)、瀝青路面層間狀態監測實驗

將預先建立的模型輸入計算機系統，點擊實驗開始，設置路面層間位移20mm或者瀝青開裂20mm時停止，完成瀝青路面層間狀態的智能監測。

7.根據權利要求6所述的一種智能監測瀝青路面層間狀態的方法，其特征在于，步驟3中法向力的表達式為

式中：F_法表示豎向液壓裝置施加的法向力；

A表示路段最大車輛載荷；

ω為常數，可對脈動循環周期進行控制；

t表示時間。