用于道路加筋、路面监测、交通信息捕捉的智能土工格栅制造技术

本发明专利技术公开了一种用于道路加筋、路面监测、交通信息捕捉的智能土工格栅，包括：多根纵向筋条和与纵向筋条交叉设置的多根横向筋条，部分或全部所述纵向筋条内嵌有玻璃纤维和光纤传感器组形成第一筋条，所述第一筋条均匀间隔排布，所述光纤传感器组连接数据采集设备。本发明专利技术可铺设于道路面层或基层的中部或底部，以对该层进行加筋加强，而光纤传感器组嵌入在筋条内部不直接承受交通荷载影响，无需在施工现场进行光纤铺设、固定等工作，可提高铺设效率，同时增加玻璃纤维可提高抗车辙和抗裂效果。

Intelligent geogrid for road reinforcement, road surface monitoring and traffic information capture

【技术实现步骤摘要】
用于道路加筋、路面监测、交通信息捕捉的智能土工格栅
本专利技术涉及建筑加工领域，特别是涉及一种用于道路加筋、路面监测、交通信息捕捉的智能土工格栅。
技术介绍
随着人工智能、大数据、无人驾驶时代的到来，智能基础设施尤其是智能道路的发展将成井喷之势。对于智能道路，应当具备自主监测路面车辆荷载（包含有人和无人驾驶）的运行轨迹、轴重、行驶速度等信息和数据，同时又需要具备监测自身结构健康状况的能力，包括监测位移、应变等，同时，应当具有高性能的服役能力，包括抗车辙、抗裂等性能。而当前，尚无简单、可靠、易于施工的技术。当前的道路路面、基层设计中，已有较多案例采用土工格栅进行加筋处理，给路面材料提供侧向约束，以提升路面或基层的抗裂、抗车辙能力。但所采用的土工格栅只具备加筋能力而无数据采集、监测功能，不能满足智能道路的要求。当前建设、施工中，分布式光纤技术已经广泛用于建筑、边坡、桩基、隧道等工程监测，但主要用于结构自身的健康监测，无法对外部荷载特征进行感知，同时，光纤相对脆弱，容易受到外部影响。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述现有技术中的技术问题，提出一种用于道路加筋、路面监测、交通信息捕捉的智能土工格栅。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提出了一种智能土工格栅，包括：多根纵向筋条和与纵向筋条交叉设置的多根横向筋条，部分或全部所述纵向筋条内嵌有玻璃纤维和光纤传感器组形成第一筋条，所述第一筋条均匀间隔排布，所述光纤传感器组连接数据采集设备。进一步的，部分或全部所述横向筋条内嵌有玻璃纤维形成第二筋条，所述第二筋条均匀间隔排布。进一步的，所述纵向筋条和所述横向筋条垂直交叉围成多个方形区域。进一步的，所述方形区域内设有与所述纵向筋条和所述横向筋条连接并带有菱形网格的网状筋条。优选地，所述菱形的锐角方向与纵向筋条平行。优选地，所述菱形的锐角角度的范围在45-60°之间。光纤传感器组包括用于探测路面交通荷载轨迹和轴重的第一传感光纤和用于检测道路结构的健康状况的第二传感光纤。第一传感光纤和所述第二传感光纤外包有与第一筋条热塑胶结的表皮，且第一传感光纤与表皮可滑动连接，第二传感光纤与表皮胶结连接。光纤传感器组之间通过光纤连接接头相互搭接。与现有技术比较，本专利技术可铺设于道路面层或基层的中部或底部，以对该层进行加筋加强，而光纤传感器组嵌入在筋条内部不直接承受交通荷载影响，无需在施工现场进行光纤铺设、固定等工作，可提高铺设效率，同时增加玻璃纤维可提高抗车辙和抗裂效果；并采用菱形网格，可有效提高路面结构在行车方向上的刚度，达到同等材料成本下的效果最大化。也可用于挡土墙、边坡、路堤等其他基础设施的加筋、外部荷载特征捕捉和自身健康监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一实施例的局部结构简图；图2为本专利技术一应用实施例中的截面图；图3为本专利技术另一应用实施例中的截面图。图中，第一筋条1，第二筋条2，网状筋条3，面层4，基层5，路基6，光纤传感器组12，第一传感光纤121，第二传感光纤122。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图以及实施例对本专利技术的原理及结构进行详细说明。如图1所示，本专利技术提出了一种智能土木格栅，主要包括：数据采集设备、多根纵向筋条和多根横向筋条，横向筋条与纵向筋条交叉相连，其中，部分横向筋条中嵌有玻璃纤维组成第二筋条2，部分纵向筋条中嵌入玻璃纤维11和光纤传感器组12组成第一筋条1，光纤传感器12组外包的表皮第一筋条1完全胶结，光纤传感器组12与数据采集设备连接。本专利技术所提出的智能土木格栅可铺设于道路面层4或基层5的中部或底部，以对该层进行加筋加强，而光纤传感器组嵌入在筋条内部不直接承受交通荷载影响，无需在施工现场进行光纤铺设、固定等工作，提高铺设效率，同时增加玻璃纤维可提高抗车辙和抗裂效果。本专利技术中，第一筋条1和第二筋条2均匀间隔设置，保证整体强度均匀，使嵌入第一筋条1的光纤传感器组12设置均匀，确保数据的准确性，且第一筋条1之间的间距范围在0.3m至0.8m之间，第一筋条1的横向宽度在1cm至1.5cm之间，确保光纤传感器组12和玻璃纤维11能够嵌入。本专利技术所提出的智能土木格栅的厚度的范围在2mm至4mm之间，幅宽在3到4米之间，每卷长度在50至100米之间，且每卷与每卷之间通过光纤连接头相互搭接。在具体的实施中，横向筋条与纵向筋条垂直交叉相连，使横向筋条与纵向筋条之间形成多个方形区域，方形区域内设有网状筋条3，网状筋条3与纵向筋条和横向筋条相连，组成了整个网状格栅，其中网状筋条3的网格间隙呈菱形，每个菱形的锐角所指的方向与纵向筋条平行，锐角的角度范围在45-60°之间。通过采用菱形网格，可有效提高路面结构在行车方向上的刚度，达到同等材料成本下的效果最大化。同时本专利技术也可用于挡土墙、边坡、路堤等其他基础设施的加筋、外部荷载特征捕捉和自身健康监测。本专利技术中的横向筋条、纵向筋条和网状筋条的材质为聚丙烯，制造过程中，通过热塑张拉形成横向筋条、纵向筋条和网状筋条组成的网状格栅，热塑张拉过程中，部分纵向筋条和横向筋条中嵌入经编高强玻璃纤维形成第一筋条和第二筋条。且光纤传感器组在格栅热塑成型时嵌入第一筋条内，使光纤传感器组的表皮与纵向筋条完全胶结。本专利技术中，光纤传感器组12包括第一传感光纤121和第二传感光纤122，第一传感光纤121和第二传感光纤122沿纵向并排设置，第一传感光纤121主要用于探测路面交通荷载轨迹和轴重，第二传感光纤122主要用于检测道路结构的健康状况。并且，第一传感光纤121和第二传感光纤122可以相互监测的数据之间可相互印证、相互补偿，优化检测效果。传感光纤的具体原理为，路面荷载所产生的应力以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能土工格栅，包括：多根纵向筋条和与纵向筋条交叉设置的多根横向筋条，其特征在于，部分或全部所述纵向筋条内嵌有玻璃纤维（11）和光纤传感器组（12）形成第一筋条（1），所述第一筋条（1）均匀间隔排布，所述光纤传感器组（12）连接数据采集设备。

【技术特征摘要】
1.一种智能土工格栅，包括：多根纵向筋条和与纵向筋条交叉设置的多根横向筋条，其特征在于，部分或全部所述纵向筋条内嵌有玻璃纤维（11）和光纤传感器组（12）形成第一筋条（1），所述第一筋条（1）均匀间隔排布，所述光纤传感器组（12）连接数据采集设备。2.如权利要求1所述的智能土工格栅，其特征在于，部分或全部所述横向筋条内嵌有玻璃纤维形成第二筋条（2），所述第二筋条（2）均匀间隔排布。3.如权利要求1所述的智能土工格栅，其特征在于，所述纵向筋条和所述横向筋条垂直交叉围成多个方形区域。4.如权利要求3所述的智能土工格栅，其特征在于，所述方形区域内设有与所述纵向筋条和所述横向筋条连接并带有菱形网格的网状筋条（3）。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓辉，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44