[发明专利]基于声发射识别沥青混凝土断裂过程及量化微裂纹的方法

权利要求书

1.一种基于声发射识别沥青混凝土断裂过程的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、确定声发射信号参数；

通过对不同级配沥青混凝土弯曲断裂失效过程分析，确定声发射信号参数为：振幅、振铃计数、能量、持续时间和上升时间；所述能量为声发射时间信号，包络线下的面积，反映声发射事件的强度，其表达式为：

其中，E为能量，V(t)为记录的电压，t为声发射信号持续时间；

所述不同级配沥青混凝土包括沥青混凝土路面所使用的第一型沥青混凝土、第二型沥青混凝土和第三型沥青混凝土；

所述第一型沥青混凝土为AC-13型连续级配混合料，最大公称直径为13mm；所述第二型沥青混凝土为AC-16型连续级配混合料，最大公称直径为16mm；所述第三型沥青混凝土为SMA-13型沥青玛蹄脂混合料，沥青为改性沥青并掺有纤维；

S2、统计不同级配沥青混凝土受压下断裂过程中的力-位移数据、声发射信号参数数据以及显微镜观察表面裂纹图片数据；

S3、通过对所述步骤S2中数据的分析，将沥青混凝土断裂过程分为：弹性阶段、损伤累积阶段和裂纹扩展阶段；

S4、根据声发射信号参数识别沥青混凝土断裂过程，其包括以下步骤，

S41、选取声发射信号参数数据中的关键数据；

通过对沥青混凝土弯曲断裂过程中力学性能以及声发射信号参数数据的变化情况，确定与沥青混凝土断裂过程有较强相关性的声发射信号关键数据为振铃计数和能量；

S42、确定沥青混凝土断裂过程不同阶段的声发射信号关键数据的阶段阈值；

通过统计不同级配沥青混凝土断裂过程中声发射累积振铃计数与累积能量，得出不同级配沥青混凝土断裂过程在不同阶段的声发射信号关键数据的阶段阈值，分别为累积振铃计数阶段阈值W_i或累积能量阶段阈值E_i，其中i为沥青混凝土的级配，i＝1,2,3；

所述第一型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积振铃计数阶段阈值W₁为：弹性阶段的累积振铃计数范围为：W₁＝0；损伤累积阶段的累积振铃计数范围为：0W₁≤178；裂纹扩展阶段的累积振铃计数范围为：W₁178；

所述第二型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积振铃计数阶段阈值W₂为：弹性阶段的累积振铃计数范围为：W₂＝0；损伤累积阶段的累积振铃计数范围为：0W₂≤186；裂纹扩展阶段的累积振铃计数范围为：W₂186；

所述第三型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积振铃计数阶段阈值W₃为：弹性阶段的累积振铃计数范围为：W₃＝0；损伤累积阶段的累积振铃计数范围为：0W₃≤224；裂纹扩展阶段的累积振铃计数范围为：W₃224；

所述第一型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积能量阶段阈值E₁为：弹性阶段的累积能量范围为：E₁＝0；损伤累积阶段的累积能量范围为：0E₁≤0.0138；裂纹扩展阶段的累积能量范围为：E₁0.0138；

所述第二型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积能量阶段阈值E₂为：弹性阶段的累积能量范围为：E₂＝0；损伤累积阶段的累积能量范围为：0E₂≤0.0176；裂纹扩展阶段的累积能量范围为：E₂0.0176；

所述第三型沥青混凝土声发射信号关键数据的累积能量阶段阈值E₃为：弹性阶段的累积能量范围为：E₃＝0；损伤累积阶段的累积能量范围为：0E₃≤0.0238；裂纹扩展阶段的累积能量范围为：E₃0.0238；

S43、统计待识别沥青混凝土的声发射信号关键数据；以及

S44、将统计得到的声发射信号关键数据与阶段阈值进行比较，确定待识别沥青混凝土的断裂过程。

2.根据权利要求1所述的基于声发射识别沥青混凝土断裂过程的方法，其特征在于，所述S3中所述弹性阶段是指载荷随着位移线性增加，在这期间内部没有损伤以及裂纹出现，没有声发射信号产生。