[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

本發明屬于道路工程領域，具體涉及一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置及方法。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。本發明通過設置位移傳感器以及微型光柵傳感器實時對瀝青路面層間結合狀態進行實時監測，并將數據進行匯總分析，也可對其內部層間結構狀態進行損傷機理分析，實現災變預判。

技術領域

本發明屬于道路工程領域，具體涉及一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置及方法。

背景技術

瀝青路面通常分層修筑，為增強路面層狀體系的整體性以提高路面結構荷載傳遞能力，從而減少路面損傷，常在面層與基層間及面層各層間分別撒鋪透層油及粘層油將各層有效地粘結在一起。工程實踐中，路面層間接觸狀態常介于完全連續與完全光滑之間，如果層間處置措施不當而失去粘結出現剝離，很容易成為路面結構的薄弱環節，進而降低路面傳遞車輛荷載能力，最終導致路面裂縫、車轍、推移、擁包、坑槽等損壞的出現。滑移會直接導致路面出現開裂，而擁包則直接影響了路面的平整度。般認為瀝青路面的滑移是由于瀝青面層和基層之間由于粘結力不足，在行車荷載的水平力反復作用下，發生層間滑移。目前交通運輸的多軸數，軸數、高輪壓的新特點，使道路受力狀況較以往發生了明顯變化，變為更加復雜，遠非傳統路面結構力學分析所采用的均布輪胎荷載計算模式，復雜的接觸壓力導致了基、面層的嚴重滑移而不得不挖掉重鋪.造成前修后補，降低了道路服務水平。因此監測瀝青路面層間結合狀態，科學預測重載交通荷載下地基累積變形和失穩災變是保障交通運營安全、實現全生命周期優化設計顯得尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置及方法，以解決現有技術中存在的問題，本發明提供的具體技術方案如下：

一種智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

一種智能監測瀝青路面層間狀態的方法，采用上述的智能監測瀝青路面層間狀態的裝置，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