一种水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法技术

本发明专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法，所述水泥混凝土道面早期变形监测结构包括道面本体，所述道面本体包括面层、基层、以及位于面层的道面切缝，多个所述三轴位移监测装置均匀间隔，所述三轴位移监测装置的XY面设于面层和基层交界处所在的平面上，所述三轴位移监测装置至少部分设于道面主体的外侧。本发明专利技术所提供的水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法，可以实时监测水泥混凝土道面在运营初期阶段的变形情况，及时监测出道面运营初期阶段变形过度可能造成的道面结构性破坏和存在的安全隐患，起到防患未然的作用。起到防患未然的作用。起到防患未然的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法


[0001]本专利技术涉及道路工程领域，特别是涉及一种水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法。

技术介绍

[0002]随着我国公路与机场建设的发展，其建设规模不断扩大，对于公路(跑道)的要求也不断提高。路(道)面的早期变形情况往往可以反映路(道)面在长期运行状态下的损坏趋势，对于跑道的正常运行极为重要。如果路(道)面的早期变形量大，可能意味着随着运行时间的增加，路(道)面变形程度将严重增加，轻则造成行驶过程中的颠簸，影响行驶平稳性，重则会给路(道)面的运行安全带来严重的威胁。
[0003]目前常用的路(道)面变形监测方法主要以实验室测试方法为主。首先在实验室进行混凝土材料的早龄期变形监测，考虑边界条件、层间接触、应力松弛与徐变等条件，从而模拟计算混凝土路(道)面板的早龄期变形。由于受到施工质量、养护条件等外在因素的影响，通过实验室测试并计算获取的早龄期变形与现场实际的变形通常相差较大，无法实现路(道)面早龄期病害的预警和提示，从而无法准确地指导混凝土现场施工，以降低由于混凝土施工早龄期处理不当而引起的潜在病害。因此，实时的混凝土早龄期变形监测方法可以有效地解决上述的问题，从而提高施工质量，减少后期的病害修复成本。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法，用于解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种水泥混凝土道面早期变形监测结构，所述水泥混凝土道面早期变形监测结构包括道面本体和多个三轴位移监测装置，所述道面本体包括面层、基层以及位于面层的道面切缝，所述三轴位移监测装置的XY面设于面层和基层交界处所在的平面上，且多个所述三轴位移监测装置均匀间隔，所述三轴位移监测装置至少部分设于道面主体的外侧。
[0006]本专利技术还提供一种水泥混凝土道面早期变形监测系统，所述水泥混凝土道面早期变形监测系统包括：
[0007]1)数据采集模块，包括所述水泥混凝土道面早期变形监测结构，用于采集水泥混凝土道面早期变形数据；
[0008]2)数据处理模块，用于根据数据采集模块采集的数据按照下述公式计算道面变形量，并判断道面早期运营状态：
[0009]X＝a1X
A
+a2X
B
[0010]X
A
＝a
1x
X
Ax
+a
1y
X
Ay
+a
1z
X
Az
[0011]X
B
＝a
2x
X
Bx
+a
2y
X
By
+a
2z
X
Bz
[0012]其中：X——道面总累积变形量，单位为μm；
[0013]X
Ax
,X
Ay
,X
Az
——位置A处三轴位移监测装置分别沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向的测量结果，单位为mm；
[0014]X
Bx
,X
By
,X
Bz
——位置B处三轴位移监测装置分别沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向的测量结果，单位为μm；
[0015]X
A
——位置A处三轴位移监测装置的变形量计算结果，单位为μm；
[0016]X
B
——位置B处三轴位移监测装置的变形量计算结果，单位为μm；
[0017]a1，a2——位置A，B处的累计变形量折减系数，a1＝0.6，a2＝0.4；
[0018]a
1x
,a
1y
,a
1z
——位置A处三轴位移监测装置沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向测量结果折减系数，a
1x
＝0.1，a
1y
＝0.1，a
1z
＝0.8；
[0019]a
2x
,a
2y
,a
2z
——位置B处三轴位移监测装置沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向测量结果折减系数，a
2x
＝0.05，a
2y
＝0.1，a
2z
＝0.85；
[0020]3)数据显示模块，用于显示数据采集模块采集的数据和/或数据处理模块处理得到的数据；
[0021]4)供电模块，用于给数据采集模块和数据显示模块供电。
[0022]本专利技术还提供一种水泥混凝土道面早期变形监测方法，通过所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构或所述的水泥混凝土道面早期变形监测系统对道面早期变形量进行监测，根据三轴位移监测装置所提供的位移监测结果，获取道面的早期变形数据。
[0023]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的水泥混凝土道面早期变形监测方法。
[0024]本专利技术还提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行所述的水泥混凝土道面早期变形监测方法的步骤。
[0025]如上所述，本专利技术的水泥混凝土道面早期变形监测结构和方法，具有以下有益效果：为监测道面早期变形的动态变化提供了一种直接可行的方法，并可在此基础上研究道面早期变形随时间的动态变化规律，从而可以及时监测到由于这种道面早期变形可能带来的跑道结构性问题以及产生的安全隐患，起到防患于未然的作用。此外，监测结构整体上布设在道面外侧，使得对于道面早期变形的监测可以在不影响道面运行的情况下进行，从而大大提高道面的运行效率，具有良好的产业化前景。
附图说明
[0026]图1显示为本专利技术所提供的水泥混凝土道面早期变形监测结构的俯视结构示意图。
[0027]图2显示为本专利技术所提供的水泥混凝土道面早期变形监测结构的侧视结构示意图。
[0028]图3显示为本专利技术所提供的水泥混凝土道面早期变形监测结构的剖面示意图。图1至图3中A、B与实施例1中A、B含义一致，均为布设点位。
[0029]图4显示为本专利技术所提供的水泥混凝土道面早期变形监测结构的监测仪支架示意图。
[0030]元件标号说明
[0031]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
道面本体
[0032]11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
面层
[0033]12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基层
[0034]13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
道面切缝
[0035]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
三轴位移监测装置
[0036]21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑部
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，所述水泥混凝土道面早期变形监测结构包括道面本体(1)和多个三轴位移监测装置(2)，所述道面本体(1)包括面层(11)、基层(12)以及位于面层(11)的道面切缝(13)，所述三轴位移监测装置(2)的XY面设于面层(11)和基层(12)交界处所在的平面上，且多个所述三轴位移监测装置(2)均匀间隔，所述三轴位移监测装置(2)的至少部分设于道面主体(1)的外侧。2.根据权利要求1所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，所述三轴位移监测装置(2)包括支撑部(21)和监测部(22)，所述监测部(22)包括横向位移计、纵向位移计及竖向位移计，三个位移计的方向分别沿道面本体(1)的横向、纵向、竖向设置，其中横向位移计及纵向位移计形成所述三轴位移监测装置(2)的XY面。3.根据权利要求2所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，所述支撑部(21)设于道面主体(1)的外侧；所述监测部(22)至少部分设于面层(11)的内部。4.根据权利要求2所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，所述支撑部(21)与道面本体(1)的间距为10
‑
15cm。5.根据权利要求1所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，至少一个所述三轴位移监测装置(2)靠近道面切缝(13)设置作为切缝监测装置。6.根据权利要求1所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，所述三轴位移监测装置(2)设有两个，一个设于距离相邻两道面切缝(13)的中间位置
±
5cm处作为中心监测装置，另一个靠近道面切缝(13)作为切缝监测装置。7.根据权利要求1所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，其特征在于，还包括以下特征中的一项或多项：1)所述面层(11)的厚度为20～40cm；2)所述基层(12)的厚度为20～40cm；3)所述道面切缝(13)竖直向下设置，且道面切缝(13)向下延伸形成的面与道面本体(1)延伸方向之间的角度为85
°
～90
°
。8.一种水泥混凝土道面早期变形监测系统，其特征在于，所述水泥混凝土道面早期变形监测系统包括：1)数据采集模块，包括如权利要求1～7任一所述的水泥混凝土道面早期变形监测结构，用于采集水泥混凝土道面早期变形数据；2)数据处理模块，用于根据数据采集模块采集的数据按照下述公式计算道面变形量，并判断道面早期运营状态：X＝a1X
A
+a2X
B
X
A
＝a
1x
X
Ax
+a
1y
X
Ay
+a
1z
X
Az
X
B
＝a
2x
X
Bx
+a
2y
X
By
+a
2z
X
Bz
其中：X——道面总累积变形量，单位为μm；X
Ax
，X
Ay
，X
Az
——位置A处三轴位移监测装置分别沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向的测量结果，单位为mm；X
Bx
，X
By
，X
Bz
——位置B处三轴位移监测装置分别沿道面本体横向、道面本体纵向、道面本体竖向的测量结果，单位为μm；X
A
——位置A处三轴位移监测装置的变形量计算结果，单位为μm；
X
B
——位置B处三轴位移监测装置的变形量计算结果，单位为μm；a1，a2——位置A，B处的累计变形量折减系数，a1＝0.6，a2＝0.4；a
1x
，a
1y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家科，王警辉，凌建明，李一凡，金辰，石蓉，
申请(专利权)人：四川省机场集团有限公司，
类型：发明
国别省市：