一种沥青路面结构状态感知方法技术

本发明专利技术涉及沥青路面测量技术领域，尤其涉及一种沥青路面结构状态感知方法，包括以下步骤：在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器；将多个所述温度传感器与处理器连接，实时监控多个所述温度传感器的温度，以实现对沥青路面温度场的监控；对沥青路面温度场进行回归分析，并拟合出沥青路面温度场模型；在沥青路面的各结构层内埋设应力应变传感器；测试不同轴重、温度以及车速下各层应力应变的动态响应。本发明专利技术通过先对沥青路面结构的温度场模型进行拟合，再进行动力响应测试的方式，准确的描述温度的变化，进而为温度的响应提供了更加可靠的数据支撑，进而提高了测试的精确性与适用性。用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青路面结构状态感知方法


[0001]本专利技术涉及沥青路面测量
，尤其涉及一种沥青路面结构状态感知方法。

技术介绍

[0002]沥青路面结构状态包括力学响应状态以及温度场变化状态，由于沥青混合料是黏弹性材料，路面的温度变化对沥青混合料的性能有显著影响，然而现有技术中，对沥青路面结构状态的测试多局限于速度、轴载等对路面动力的响应，往往忽略了温度的影响，导致测试结果受环境影响较大；
[0003]现有技术中，如申请公布号为CN113916147A的中国专利技术专利申请于2022年1月11日公开了一种嵌入式光纤传感器与沥青路面协同变形的评价方法，其通过将沥青混合料、光纤光栅传感器以及直线位移传感器装填在试件模具中形成标准试件，然后竖直方向上施加模拟车辆的冲击力，通过对位移数据、应变数据以及温度数据的采集和补偿，实现对沥青路面协同变形的评价；
[0004]然而专利技术人在实施上述方案时发现，由于沥青路面在不同温度状态下的性能并不相同，故采用温度补偿的方式并不能真实的反映真实的路面状态信息。

技术实现思路

[0005]鉴于以上技术问题中的至少一项，本专利技术提供了一种沥青路面结构状态感知方法，采用先拟合出温度场模型再进行应力响应测试的方式来提高测试的精确性。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种沥青路面结构状态感知方法，包括以下步骤：
[0007]在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器；
[0008]将多个所述温度传感器与处理器连接，实时监控多个所述温度传感器的温度，以实现对沥青路面温度场的监控；
[0009]对沥青路面温度场进行回归分析，并拟合出沥青路面温度场模型；
[0010]在沥青路面的各结构层内埋设应力应变传感器；
[0011]测试不同轴重、温度以及车速下各层应力应变的动态响应。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工过程中铺设的方式进行。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工完成后在选定位置处钻孔埋设的方式进行。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，在钻孔埋设时，采用乳化沥青填料进行填补。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在所述温度传感器进行铺设时，在各层的层底及层中的位置处进行铺设。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，所述沥青路面温度场模型为：
[0017]T(z，t)＝a
×
T
平均
+b
×
ΔT
×
(c
×
sin(ω(t
‑
t0))+d
×
sin(2ω(t
‑
t0)))
[0018]式中，T
平均
为日最高温度和最低温度的平均值；ΔT为日最高温度和最低温度的差
值；ω为角频率；a，b，c，d为回归系数；t0为初相位。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述沥青路面长温度模型中，回归系数a，b，c，d和初相位t0根据不同月份不同深度的回归参数值拟合出以路表深度z为自变量的函数分别为：
[0020]a(z)＝3E
‑
05z2‑
0.0027z+1.3052
[0021]b(z)＝2.175e
‑
0.066z
[0022]c(z)＝6E
‑
07z4‑
7E
‑
05z3+0.0028z2‑
0.029z+0.5154
[0023]d(z)＝0.0001z2‑
0.0055z+0.1212
[0024]t0(z)＝0.1685z+9.5154。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述应力应变传感器包括水平应变传感器、竖向应变传感器和水稳应变传感器。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，还包括土压力传感器，用于测量物理量的竖向压力；
[0027]沥青路面动态响应的预测方程为：
[0028]ε(p)＝f*e
g*v+h*T+i*W
[0029]式中，f，g，h，i为通过拟合得到的常数，v为车辆行驶速度，T对应结构层的变化温度，W为轴重。
[0030]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过先对沥青路面结构的温度场模型进行拟合，再进行动力响应测试的方式，准确的描述温度的变化，进而为温度的响应提供了更加可靠的数据支撑，进而提高了测试的精确性与适用性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术实施例中沥青路面结构状态感知方法的步骤流程图；
[0033]图2为本专利技术实施例中传感器埋设断面示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例中3月份沥青路面温度场实测与拟合温度曲线图；
[0035]图4为本专利技术实施例中12月份沥青路面温度场实测与拟合温度曲线图；
[0036]图5为本专利技术实施例中各月实测温度与拟合温度的示意图；
[0037]图6为本专利技术实施例中下面层层底三向应变实测结果与预测结果的示意图；
[0038]图7为本专利技术实施例中温度传感器的钻孔埋设结构示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0040]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0041]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0042]如图1所示的沥青路面结构状态感知方法，包括以下步骤：
[0043]S10：在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器1；如图2中所示，在具体进行铺设时，分别在土基层01顶部即底基层02底部，底基层02中部，下基层03底部，下基层03中部，上基层04底部，上基层04中部，下面层05底部，下面层05中部，中面层06底部，中面层06中部以及上面层07底部进行温度传感器1的铺设；通过不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，包括以下步骤：在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器；将多个所述温度传感器与处理器连接，实时监控多个所述温度传感器的温度，以实现对沥青路面温度场的监控；对沥青路面温度场进行回归分析，并拟合出沥青路面温度场模型；在沥青路面的各结构层内埋设应力应变传感器；测试不同轴重、温度以及车速下各层应力应变的动态响应。2.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工过程中铺设的方式进行。3.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工完成后在选定位置处钻孔埋设的方式进行。4.根据权利要求3所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在钻孔埋设时，采用乳化沥青填料进行填补。5.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在所述温度传感器进行铺设时，在各层的层底及层中的位置处进行铺设。6.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，所述沥青路面温度场模型为：T(z，t)＝a
×
T
平均
+b
×
ΔT
×
(c
×
sin(ω(t
‑
t0))+d
×
sin(2ω(t
‑
t0))...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑炳锋，吉增晖，吴威伟，余晖，曹荣吉，潘大为，杨坤，吴春颖，李兆南，刘钰斐，梅亮，郁伟，陈菊梅，吕正龙，
申请(专利权)人：扬州市公路事业发展中心，
类型：发明
国别省市：