[发明专利]一种智能监测沥青路面层间状态的装置及方法

说明书

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种智能监测沥青路面层间状态的装置及方法。包括实验箱，所述实验箱底端设置有实验箱底座，所述实验箱上端设置有实验箱箱盖，所述实验箱内设置有沥青路面模型，所述沥青路面模型的顶端设置有液压系统及微型光栅传感器，所述沥青路面模型内埋设有位移传感器，所述位移传感器通过电路与计算机系统电连接。本发明通过设置位移传感器以及微型光栅传感器实时对沥青路面层间结合状态进行实时监测，并将数据进行汇总分析，也可对其内部层间结构状态进行损伤机理分析，实现灾变预判。

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种智能监测沥青路面层间状态的装置及方法。

背景技术

沥青路面通常分层修筑，为增强路面层状体系的整体性以提高路面结构荷载传递能力，从而减少路面损伤，常在面层与基层间及面层各层间分别撒铺透层油及粘层油将各层有效地粘结在一起。工程实践中，路面层间接触状态常介于完全连续与完全光滑之间，如果层间处置措施不当而失去粘结出现剥离，很容易成为路面结构的薄弱环节，进而降低路面传递车辆荷载能力，最终导致路面裂缝、车辙、推移、拥包、坑槽等损坏的出现。滑移会直接导致路面出现开裂，而拥包则直接影响了路面的平整度。般认为沥青路面的滑移是由于沥青面层和基层之间由于粘结力不足，在行车荷载的水平力反复作用下，发生层间滑移。目前交通运输的多轴数，轴数、高轮压的新特点，使道路受力状况较以往发生了明显变化，变为更加复杂，远非传统路面结构力学分析所采用的均布轮胎荷载计算模式，复杂的接触压力导致了基、面层的严重滑移而不得不挖掉重铺.造成前修后补，降低了道路服务水平。因此监测沥青路面层间结合状态，科学预测重载交通荷载下地基累积变形和失稳灾变是保障交通运营安全、实现全生命周期优化设计显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能监测沥青路面层间状态的装置及方法，以解决现有技术中存在的问题，本发明提供的具体技术方案如下：

一种智能监测沥青路面层间状态的装置，包括实验箱，所述实验箱底端设置有实验箱底座，所述实验箱上端设置有实验箱箱盖，所述实验箱内设置有沥青路面模型，所述沥青路面模型的顶端设置有液压系统及微型光栅传感器，所述沥青路面模型内埋设有位移传感器，所述位移传感器通过电路与计算机系统电连接。

进一步的，所述沥青路面模型分为若干层，所述沥青路面模型的每层均埋设有位移传感器。

进一步的，所述实验箱由钢化玻璃分段加工而成，且最上段的钢化玻璃的上端高于沥青路面模型的顶面。

进一步的，所述液压系统包括水平液压装置和竖向液压装置，所述水平液压装置与所述竖向液压装置均与计算机系统电连接，所述水平液压装置为沥青路面模型施加水平力，用于模拟车辆刹车时对沥青路面施加的水平力，所述竖向液压装置为沥青路面模型施加竖向载荷，用于模拟车辆对沥青路面的竖向载荷。

进一步的，所述微型光栅传感器为若干个且均匀布设在沥青路面模型的顶端，所述微型光栅传感器与所述液压系统的布置互不干涉。

一种智能监测沥青路面层间状态的方法，采用上述的智能监测沥青路面层间状态的装置，包括以下步骤：

1)、沥青路面模型的制作及位移传感器的设置

根据实验要求确定沥青路面模型的层数以及每层的厚度，并在实验箱内逐层铺设完成沥青路面模型的设置，在铺设过程中将位移传感器埋设于沥青路面模型的每一层中；

2)、微型光栅传感器的设置

将微型光栅传感器均匀布置于沥青路面模型的顶端，用于实时获取地基累积变形的信息以及沥青路面模型的表层形变量；

3)、法向力确定

实验中法向力为车辆对沥青路面的载荷，根据情况对最大车辆载荷进行取值计算，考虑车辆的运动状态，将法向力定为脉动循环载荷；

4)、水平力确定