一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法技术

一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，涉及一种沥青路面压实临界阈值确定方法。在预压实路面布设智能集料采集加速度和角度信号，智能集料连接数据存储模块、数据计算模块、压实反馈模块以及电源模块；压实路面的过程中通过数据计算模块调用信号数据进行计算并传输至压实反馈模块实时显示；数据计算模块根据加速度和角度信号，计算信号局部能量进而得出压实信号帧能量平均值；计算出当加速度和角度信号的CCT<1时的帧序列号，并计算两者帧序列号的最大值，根据CCT最大值帧序列号计算对应的压实时间确定为压实临界阈值。通过智能集料对沥青路面实时监测，根据智能集料姿态变化快速准确的计算压实临界阈值。姿态变化快速准确的计算压实临界阈值。姿态变化快速准确的计算压实临界阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法


[0001]本专利技术涉及一种沥青路面压实临界阈值确定方法，尤其是一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，属于沥青路面压实度检测


技术介绍

[0002]沥青混合料由多种材料组成，是一种非均匀、多相多层次的复杂颗粒体系，集料颗粒间的相互作用是沥青混合料压实紧密的主要成因。压实是沥青路面施工中重要的工序，而良好的压实质量能够有效提高沥青路面的服务质量和服役寿命，因此，准确测定压实度对沥青路面服役性能具有非常重要的意义。而在沥青路面压实度中，主要通过现场测试沥青路面密度并与实验室标准密度进行比值，作为沥青路面压实度。
[0003]目前，用于确定沥青路面压实度的方法主要分为钻芯取样方法和无损检测方法。钻芯取样方法是直接通过在新建路面中钻芯取样测试压实度，该方法会破坏沥青路面整体板体结构，而且检测周期长，影响工程进度；无损检测方法主要通过采用伽马射线、高频电磁波等具有传统能力的粒子流穿透沥青混合料，采集回波进行分析不同位置处沥青混合料密度，操作方便且能够快速检测，但是其选取的检测位置并不能普遍反应压实状况，且缺乏实时监测能力。
[0004]针对上述目前的沥青路面压实度检测方法存在的不足，亟需提供一种无需破坏沥青路面结构，并且能够对沥青路面压实度进行实时准确评估的检测方法。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，它通过智能集料对沥青路面实时监测，根据智能集料姿态变化快速准确的计算压实临界阈值。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：智能集料路面布设
[0008]在预压实路面阵列布设智能集料，所述智能集料能够采集加速度和角度信号，首先将路面进行切槽处理，并根据智能集料的信号采集连接线进行刻槽以布置走向，同时在路肩部位对应每行智能集料依次连接数据存储模块、数据计算模块、压实反馈模块以及电源模块；
[0009]步骤二：压实路面信号采集
[0010]在摊铺沥青混合料之后压实路面的过程中，采集智能集料所在监测断面处的加速度和角度信号，并分别发送至对应的所述数据存储模块，之后通过对应的所述数据计算模块调用信号数据进行计算并传输至压实反馈模块，所述压实反馈模块具有显示屏能够进行实时显示；
[0011]步骤三：压实信号帧能量平均值确定
[0012]数据计算模块根据采集智能集料的加速度和角度信号，计算信号局部能量进而得出压实信号帧能量平均值，算法分为两部分：
[0013]3.1利用汉宁窗函数和帧移长度计算加速度和角度信号不同时刻的局部能量，计算公式如下：
[0014][0015][0016]式中：S(n)表示信号在时刻n的局部能量，x(i)表示信号时间序列，w(n)表示汉宁窗函数，M表示窗函数长度；
[0017]3.2根据不同时刻信号局部能量确定帧能量平均值
[0018]根据上一帧与下一帧的能量比值确定帧能量比值，进而计算帧能量平均值，计算公式如下：
[0019][0020][0021]式中：K(i)表示帧能量比值，CCT(j)表示帧能量平均值；
[0022]步骤四：压实临界阈值的确定
[0023]计算出当加速度和角度信号的CCT<1时的帧序列号，并计算两者帧序列号的最大值，计算公式如下：
[0024]CCT＝max[CCT(Angle),CCT(Acceleration)](5)
[0025]式中：Angle表示角度信号，Acceleration表示加速度信号，
[0026]根据CCT最大值帧序列号计算对应的压实时间确定为压实临界阈值。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过智能集料实时监测沥青路面压实过程中颗粒间相互作用，对沥青路面实时压实状态进行准确评估，与传统压实度方法相比，本专利技术可根据智能集料姿态变化计算压实临界阈值，具有快速、准确的优势，易于推广和普及，可以用于沥青路面压实特性研究，作为一种沥青路面压实监测方法，对于提升沥青路面内部压实质量具有十分关键的意义。
附图说明
[0028]图1是实施例中智能集料布设示意图；
[0029]图2中(a)部分是实施例中8号智能集料的压实加速度信号；
[0030]图2中(b)部分是实施例中8号智能集料的压实角度信号；
[0031]图3中(a)部分是实施例中加速度信号局部能量；
[0032]图3中(b)部分是实施例中角度信号局部能量；
[0033]图4中(a)部分是实施例中加速度信号CCT值；
[0034]图4中(b)部分是实施例中角度信号CCT值；
[0035]图5是实施例中数据计算模块示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，包括以下步骤：
[0038]步骤一：智能集料路面布设
[0039]在预压实路面阵列布设智能集料，所述智能集料能够采集加速度和角度信号，首先将路面进行切槽处理，并根据智能集料的信号采集连接线进行刻槽以布置走向，同时在路肩部位对应每行智能集料依次连接数据存储模块、数据计算模块、压实反馈模块以及电源模块，所述电源模块宜采用太阳能电池板进行充电；
[0040]步骤二：压实路面信号采集
[0041]在摊铺沥青混合料之后压实路面的过程中，采集智能集料所在监测断面处的加速度和角度信号，并分别发送至对应的所述数据存储模块，之后通过对应的所述数据计算模块调用信号数据进行计算并传输至压实反馈模块，所述压实反馈模块具有显示屏能够进行实时显示；
[0042]步骤三：压实信号帧能量平均值确定
[0043]数据计算模块根据采集智能集料的加速度和角度信号，计算信号局部能量进而得出压实信号帧能量平均值，算法分为两部分：
[0044]3.1利用汉宁窗函数和帧移长度计算加速度和角度信号不同时刻的局部能量，计算公式如下：
[0045][0046][0047]式中：S(n)表示信号在时刻n的局部能量，x(i)表示信号时间序列，w(n)表示汉宁窗函数，M表示窗函数长度；
[0048]3.2根据不同时刻信号局部能量确定帧能量平均值
[0049]根据上一帧与下一帧的能量比值确定帧能量比值，进而计算帧能量平均值，计算公式如下：
[0050][0051][0052]式中：K(i)表示帧能量比值，CCT(j)表示帧能量平均值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：智能集料路面布设在预压实路面阵列布设智能集料，所述智能集料能够采集加速度和角度信号，首先将路面进行切槽处理，并根据智能集料的信号采集连接线进行刻槽以布置走向，同时在路肩部位对应每行智能集料依次连接数据存储模块、数据计算模块、压实反馈模块以及电源模块；步骤二：压实路面信号采集在摊铺沥青混合料之后压实路面的过程中，采集智能集料所在监测断面处的加速度和角度信号，并分别发送至对应的所述数据存储模块，之后通过对应的所述数据计算模块调用信号数据进行计算并传输至压实反馈模块，所述压实反馈模块具有显示屏能够进行实时显示；步骤三：压实信号帧能量平均值确定数据计算模块根据采集智能集料的加速度和角度信号，计算信号局部能量进而得出压实信号帧能量平均值，算法分为两部分：3.1利用汉宁窗函数和帧移长度计算加速度和角度信号不同时刻的局部能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁尊东，邢超，徐慧宁，谭忆秋，邱泰瑞，柴博，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：