[发明专利]沥青路面力学性能无损监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种沥青路面力学性能无损监测系统及方法，该系统包括：埋设在待测沥青路面中的参数采集装置、通过电源线与所述参数采集装置连接的供电装置、通过数据线与所述参数采集装置连接的数据收集装置、以及通过通讯网络与所述数据收集装置连接的数据分析装置；所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数，并通过所述数据收集装置将所述性能参数传送给所述数据分析装置；所述数据分析装置用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能。利用本发明，可以对沥青路面的结构性能及状况实现全天候的无损监测及分析。

技术领域

本发明涉及路面监测领域，具体涉及一种沥青路面力学性能无损监测方法及系统。

背景技术

沥青混凝土路面结构是我国高速公路及国省干道的主要结构形式，其为车辆行驶提供了舒适、安全的结构基础。然而在使用过程中，由于气候变化与车辆荷载作用导致沥青路面结构性能逐渐衰减，从而产生裂缝、坑槽与车辙等病害，严重影响到沥青路面结构的使用品质与安全性。

针对沥青路面结构在使用过程中的性能变化趋势监测或检测是制订合理维养方案的前提。以往对于路面结构性能的评估主要存在有损与无损两类，其中有损检测集中于通过钻芯取样实现对路面沥青混凝土性能的试验评价，而无损检测常用的如弯沉仪等是测量路面结构在车辆荷载作用下的变形程度，从而间接确定路面的力学强度。然而，有损检测虽能够得到沥青路面结构力学性能参数以及疲劳性能状况，但会对路面结构的完整性造成一定影响，而通过弯沉仪等设备开展的无损检测不能对路面结构性能提出明确表征。

发明内容

本发明提供一种沥青路面力学性能无损监测方法及系统，以解决现有的无损检测方案无法量化沥青路面结构的粘弹性力学性能及其疲劳性能的问题。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种沥青路面力学性能无损监测系统，所述系统包括：埋设在待测沥青路面中的参数采集装置、通过电源线与所述参数采集装置连接的供电装置、通过数据线与所述参数采集装置连接的数据收集装置、以及通过通讯网络与所述数据收集装置连接的数据分析装置；所述参数采集装置包括：多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器；

所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数，并将所述性能参数传送给所述数据收集装置；

所述数据收集装置用于通过所述通讯网络将所述待测沥青路面的性能参数传送给所述数据分析装置；

所述数据分析装置用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。

可选地，所述参数采集装置埋设在待测沥青路面交叉口附近车道中间位置；并且所述多轴姿态角度及所述温湿度传感器埋设在所述待测沥青路面的下结构层表面，所述称重传感器埋设在所述待测沥青路面的上结构层表面。

可选地，所述电源线及所述数据线表面均包覆有隔热防水材料。

可选地，所述供电装置包括以下任意一种或多种：

所述待测沥青路面附近的道路信号灯、或者路灯、或者交通标牌的供电电源。

可选地，所述数据分析装置包括：

数据清洗模块，用于对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤，去除其中的异常数据；

数据匹配模块，用于基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配，得到对应不同时间点的数据样本；

数据分析模块，用于根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。