[发明专利]一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法

说明书

本发明公开了一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法，该方法利用沥青混合料低温损伤断裂过程中产生的声发射信号，通过声发射设备采集声发射技术参数，建立声发射振幅值和声发射震级的模型，确定出声发射参数b值，再通过对b值进行卡尔曼滤波分析处理，根据b值的变化规律对沥青混合料低温的断裂过程进行评价。通过声发射振幅值与声发射震级的关系得到声发射b值，对声发射b值进行卡尔曼滤波，建立断裂过程与b值的关系，实现基于声发射b值对沥青混合料低温损伤断裂过程的评价。本发明基于声发射b值卡尔曼滤波分析，为沥青混合料低温在服役过程中产生的损伤断裂提供一种可靠的评价方法。

技术领域

本发明属于沥青混合料低温性能检测技术领域，涉及一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法。

背景技术

为了从微观形态变化的角度对沥青混合料低温的损伤断裂进行表征，国内外学者采用如数字图像(Digital Image Correlation，DIC)、X射线、扫描电子显微镜(ScanningElectron Microscope,SEM)等技术对沥青混合料低温的断裂行为进行研究。沥青混合料在低温状态下容易产生损伤断裂，而沥青混合料低温断裂会导致路面结构严重破坏，降低沥青混合料路面的服役性能。沥青混合料低温的断裂损伤严重影响了路面的使用寿命，现有的理论分析方法依赖于材料参数和边界条件的假定，无法真实地反应沥青混合料的断裂过程，而微观形态分析方法不能对沥青混合料内部损伤进行实时监测。声发射(AcousticEmission,AE)是一种由材料局部能量快速释放产生的瞬时弹性波现象，材料内部裂缝的产生和扩展均可导致声发射信号的产生，目前的研究很难对沥青混合料低温损伤断裂过程提供准确的评价方法。

b值是采用频率大小分布数据，通过Gutenberg-Richter关系获得的，经过推广应用于沥青混合料低温声发射技术中，经卡尔曼滤波的声发射b值可以对沥青混合料低温损伤断裂过程进行准确评价。

发明内容

本发明为了克服当前沥青混合料低温损伤断裂评价中的不足，提供一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法。该方法通过声发射技术采集沥青混合料低温损伤断裂过程中的声发射幅度值参数，计算得到沥青混合料低温损伤断裂声发射b值，对b值进行卡尔曼滤波分析，根据b值变化对沥青混合料低温损伤断裂进行评价。该方法方便可靠，易操作，容易实现且非常准确。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法包括以下步骤：

一种基于声发射b值卡尔曼滤波分析的沥青混合料低温断裂评价方法，其特征在于，通过沥青混合料在低温状态下的SCB试验，利用声发射技术采集沥青混合料低温损伤断裂过程中的声发射振幅值，通过沥青混合料低温损伤断裂过程中的声发射振幅值与声发射震级之间的关系得到声发射b值，再建立沥青混合料低温断裂过程中声发射b值与损伤断裂的关系，实现对沥青混合料低温损伤断裂的评价，包括如下具体步骤：

步骤S1：确定沥青混合料低温损伤断裂过程中的声发射b值；

步骤S11：使用声发射系统采集沥青混合料低温损伤断裂过程中的声发射振幅值；

步骤S12：取沥青混合料低温损伤断裂声发射时间次数n为100，读取n次沥青混合料低温损伤断裂声发射事件中的最大振幅值，将沥青混合料低温损伤断裂声发射阈值到沥青混合料低温损伤断裂声发射最大振幅值以5dB为间距进行分组，统计每组的沥青混合料低温损伤断裂声发射的事件数；

步骤S13：沥青混合料低温损伤断裂声发射b值采用下式计算：

式中N为沥青混合料低温损伤断裂过程中声发射事件的增长频度，A_dB为沥青混合料低温损伤断裂过程中声发射振幅值，a和b为最小二乘拟合得到的常数；