本发明专利技术公开了一种用于检测沥青路面层间应变的平面传感器，包括由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成且与沥青混合料协调变形的弹性元件、安装在弹性元件中部且对沥青路面层间动应变进行检测的敏感元件、半球形保护套、密实填充在半球形保护套内的防水胶层和检测过程中保证弹性元件与被检测路面沥青混合料协调变形并防止弹性元件方向发生变动的固定元件；敏感元件为由分别对车辆行驶方向、垂直车辆行驶方向和与前两个方向均呈45°夹角方向的动应变进行实时检测的三个应变片组成的应变花。本发明专利技术结构简单、体积小、成本低且耐高温、检测灵敏度高，能有效解决现如今不能对沥青路面层间复杂应力应变状态进行准确、可靠检测的实际问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于浙青路面动态力学性能研究
，尤其是涉及一种用于检测浙青 路面层间应变的平面传感器。
技术介绍
国内外现有浙青路面设计规范均采用静态设计方法，与实际交通荷载下浙青路面 的力学行为差异严重，无法解释目前公路交通中出现的许多早期破坏现象。浙青路面设计 方法从静态设计向动态设计转化是解决这一问题的有效途径，也是目前国内外道路界研究 人员工作重点之一。要实现浙青路面设计方法从静态设计向动态设计的转化，首先应深入 研究实际交通荷载下浙青路面结构的动态力学行为，采用置入式传感器检测车辆荷载下浙 青路面内部应力应变是其有效研究手段，也是目前国内外的研究热点。但是，缺乏性能可靠 且使用方便的传感器是目前该项研究的难点和技术瓶颈。目前国内外相关的检测传感器很 少，而且现有传感器都是一维传感器，仅能检测一个方向的应变。而实际路面结构在车辆荷 载下呈现复杂的应力应变状态，路面结构设计方法中都是采用浙青面层底部最大拉应变评 价路面疲劳寿命，现有传感器既不能直接检测浙青路面的复杂应力应变状态，又不能直接 检测浙青面层底部的最大拉应变。因此，开发性能优良、工作可靠的能够检测浙青路面层间 复杂的应力应变状态的传感器显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于检测 浙青路面层间应变的平面传感器，其结构简单、体积小、成本低且耐高温、检测灵敏度高，能 有效解决现有浙青路面动力响应检测过程中所存在的不能对浙青路面层间复杂应力应变 状态进行准确、可靠检测的实际问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种用于检测浙青路面层间应 变的平面传感器，其特征在于包括一个或多个分别对被检测浙青路面的层间动应变进行 实时检测的检测单元，多个所述检测单元的结构均相同；所述检测单元包括由弹性模量与浙青混凝土模量相近的材料制成且层间应变检 测过程中能与被检测路面浙青混合料协调变形的弹性元件、安装在弹性元件中部且对被检 测浙青路面层间所产生的动应变进行实时检测的敏感元件、用以保护敏感元件不受浙青混 合料损害且能保证敏感元件检测位置处浙青混合料压实度的半球形保护套、密实填充在半 球形保护套内部且对敏感元件进行防水防潮保护的防水胶层和多个分别固定安装在弹性 元件四周外侧且动应变检测过程中能保证弹性元件与被检测路面浙青混合料协调变形并 防止检测过程中弹性元件的布设方向发生变动的固定元件，所述半球形保护套由上至下扣 装在敏感元件外侧且其半球形保护套固定安装在弹性元件中部上方，所述半球形保护套与 弹性元件之间形成一个上部开有注胶孔且底部封闭的空腔；所述敏感元件为由三个应变 片组成的应变花，三个所述应变片分别为对车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片一、对与所述车辆行驶方向相垂直的垂直车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片二 以及对与所述车辆行驶方向和所述垂直车辆行驶方向之间均呈45°夹角的行驶倾斜方向 的动应变进行实时检测的应变片三，所述车辆行驶方向、所述垂直车辆行驶方向和所述行 驶倾斜方向均分布在同一平面上。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是还包括六个定值 电阻R1、R2、R 3、R4、R5和R6 ；所述检测单元的数量为两个，两个所述检测单元分别为检测 单元一和检测单元二且二者组成一个能利用电桥和差特性实现动应变检测过程中温度补 偿的传感器组，六个定值电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6分别与两个所述检测单元中的两个应 变花组成三个交流电桥，且三个所述交流电桥分别为交流电桥一、交流电桥二和交流电桥 三；两个所述检测单元均预埋在被检测浙青路面内相同深度处，两个所述检测单元布设在 同一条车辆轮迹正下方且二者之间的间距为60m士 IOm ；两个所述应变花中对应的两个所述应变片一，分别串接在交流电桥一的相邻两个 桥臂中，且定值电阻Rl和R2分别串接在交流电桥一的另外两个桥臂中，两个所述应变片一 之间的连接点Al与电阻Rl和R2间的连接点Bl分别接所述交流电桥一的供电电源Ui的 电源正负端，两个所述应变片一分别与电阻Rl和R2间的连接点Cl和Dl分别为所述交流 电桥一的输出电源U。的正负电源输出端；两个所述应变花中对应的两个所述应变片二，分 别串接在交流电桥二的相邻两个桥臂中，且定值电阻R3和R4分别串接在交流电桥二的另 外两个桥臂中，两个所述应变片二间的连接点A2与电阻R3和R4间的连接点B2分别接所 述交流电桥二的供电电源Ui的电源正负端，两个所述应变片二分别与电阻R3和R4间的连 接点C2和D2分别为所述交流电桥二的输出电源U0的正负电源输出端；两个所述应变花中 对应的两个所述应变片三，分别串接在交流电桥三的相邻两个桥臂中，且定值电阻R5和R6 分别串接在交流电桥三的另外两个桥臂中，两个所述应变片三间的连接点A3与电阻R5和 R6间的连接点B3分别接所述交流电桥三的供电电源Ui的电源正负端，两个所述应变片三 分别与电阻R5和R6间的连接点C3和D3分别为所述交流电桥三的输出电源U0的正负电 源输出端。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述弹性元件为 由布设在同一水平面上的两个弹性杆组成的“十”字形弹性元件，所述“十”字形弹性元件 的中部设置有供所述应变花安装的圆盘结构。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述固定元件的 数量为四个，四个固定元件的结构和尺寸均相同且分别对称固定安装在两个所述弹性杆的 两端部，四个固定元件的上表面高度高于弹性元件的上表面高度。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述固定元件为 由尼龙材料制成的挡板且所述挡板与所述弹性杆之间呈垂直布设。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述弹性元件为 由尼龙材料制成的弹性结构。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述水平向圆形 托盘上开有供连接敏感元件的导线穿过的出线孔。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是两个所述弹性杆、 所述水平向圆形托盘和四个固定元件加工制作为一体。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述半球形保护 套为金属质套体，所述注胶孔布设在所述金属质套体上部。上述一种用于检测浙青路面层间应变的平面传感器，其特征是所述半球形保护 套的四周侧开有四个安装槽，且半球形保护套通过四个所述安装槽固定安装在两个所述弹 性杆上，所述安装槽的结构与所述弹性杆的结构相对应；所述半球形保护套的内腔分别上 下两个腔体，其中上部腔体为半球形且下部腔体为圆柱形。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、能够承受施工过程中压路机的碾压揉搓破坏作用，也能够承受浙青混合料高达 180°C的高温作用，并且本专利技术的成活率达到90%以上。2、灵敏度高，抗噪声能力强，即使只有3-5个微应变，本专利技术也能进行正常检测且 检测效果良好，能够满足野外道路结构动响应检测要求。3、结构简单，使用方便且价格便宜，灵敏度高，既能够检测浙青混合料面层的动力 响应，又能够检测半刚性基层的动力响应。4、采用电桥电路，结构简单。5、使用效果好，布设安装方便，本专利技术为一种预埋式传感器，能够在道路施工时布 置在预设位置，既不影响道路正本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测沥青路面层间应变的平面传感器，其特征在于：包括一个或多个分别对被检测沥青路面的层间动应变进行实时检测的检测单元，多个所述检测单元的结构均相同；所述检测单元包括由弹性模量与沥青混凝土模量相近的材料制成且层间应变检测过程中能与被检测路面沥青混合料协调变形的弹性元件（１）、安装在弹性元件（１）中部且对被检测沥青路面层间所产生的动应变进行实时检测的敏感元件（３）、用以保护敏感元件（３）不受沥青混合料损害且能保证敏感元件（３）检测位置处沥青混合料压实度的半球形保护套（４）、密实填充在半球形保护套（４）内部且对敏感元件（３）进行防水防潮保护的防水胶层（５）和多个分别固定安装在弹性元件（１）四周外侧且动应变检测过程中能保证弹性元件（１）与被检测路面沥青混合料协调变形并防止检测过程中弹性元件（１）的布设方向发生变动的固定元件（２），所述半球形保护套（４）由上至下扣装在敏感元件（３）外侧且其半球形保护套（４）固定安装在弹性元件（１）中部上方，所述半球形保护套（４）与弹性元件（１）之间形成一个上部开有注胶孔（７）且底部封闭的空腔；所述敏感元件（３）为由三个应变片组成的应变花，三个所述应变片分别为对车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片一、对与所述车辆行驶方向相垂直的垂直车辆行驶方向的动应变进行实时检测的应变片二以及对与所述车辆行驶方向和所述垂直车辆行驶方向之间均呈４５°夹角的行驶倾斜方向的动应变进行实时检测的应变片三，所述车辆行驶方向、所述垂直车辆行驶方向和所述行驶倾斜方向均分布在同一平面上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董忠红，吕彭民，倪凤英，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87
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