一种沥青路面结构状态感知方法与流程

本发明涉及沥青路面测量，尤其涉及一种沥青路面结构状态感知方法。

背景技术：

1、沥青路面结构状态包括力学响应状态以及温度场变化状态，由于沥青混合料是黏弹性材料，路面的温度变化对沥青混合料的性能有显著影响，然而现有技术中，对沥青路面结构状态的测试多局限于速度、轴载等对路面动力的响应，往往忽略了温度的影响，导致测试结果受环境影响较大；

2、现有技术中，如申请公布号为cn113916147a的中国发明专利申请于2022年1月11日公开了一种嵌入式光纤传感器与沥青路面协同变形的评价方法，其通过将沥青混合料、光纤光栅传感器以及直线位移传感器装填在试件模具中形成标准试件，然后竖直方向上施加模拟车辆的冲击力，通过对位移数据、应变数据以及温度数据的采集和补偿，实现对沥青路面协同变形的评价；

3、然而发明人在实施上述方案时发现，由于沥青路面在不同温度状态下的性能并不相同，故采用温度补偿的方式并不能真实的反映真实的路面状态信息。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种沥青路面结构状态感知方法，采用先拟合出温度场模型再进行应力响应测试的方式来提高测试的精确性。

2、根据本发明的第一方面，提供一种沥青路面结构状态感知方法，包括以下步骤：

3、在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器；

4、将多个所述温度传感器与处理器连接，实时监控多个所述温度传感器的温度，以实现对沥青路面温度场的监控；

5、对沥青路面温度场进行回归分析，并拟合出沥青路面温度场模型；

6、在沥青路面的各结构层内埋设应力应变传感器；

7、测试不同轴重、温度以及车速下各层应力应变的动态响应。

8、在本发明的一些实施例中，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工过程中铺设的方式进行。

9、在本发明的一些实施例中，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工完成后在选定位置处钻孔埋设的方式进行。

10、在本发明的一些实施例中，在钻孔埋设时，采用乳化沥青填料进行填补。

11、在本发明的一些实施例中，在所述温度传感器进行铺设时，在各层的层底及层中的位置处进行铺设。

12、在本发明的一些实施例中，所述沥青路面温度场模型为：

13、t(z，t)＝a×t平均+b×δt×(c×sin(ω(t-t0))+d×sin(2ω(t-t0)))

14、式中，t平均为日最高温度和最低温度的平均值；δt为日最高温度和最低温度的差值；ω为角频率；a，b，c，d为回归系数；t0为初相位。

15、在本发明的一些实施例中，所述沥青路面长温度模型中，回归系数a，b，c，d和初相位t0根据不同月份不同深度的回归参数值拟合出以路表深度z为自变量的函数分别为：

16、a(z)＝3e-05z2-0.0027z+1.3052

17、b(z)＝2.175e-0.066z

18、c(z)＝6e-07z4-7e-05z3+0.0028z2-0.029z+0.5154

19、d(z)＝0.0001z2-0.0055z+0.1212

20、t0(z)＝0.1685z+9.5154。

21、在本发明的一些实施例中，所述应力应变传感器包括水平应变传感器、竖向应变传感器和水稳应变传感器。

22、在本发明的一些实施例中，还包括土压力传感器，用于测量物理量的竖向压力；

23、沥青路面动态响应的预测方程为：

24、ε(p)＝f*eg*v+h*t+i*w

25、式中，f，g，h，i为通过拟合得到的常数，v为车辆行驶速度，t对应结构层的变化温度，w为轴重。

26、本发明的有益效果为：本发明通过先对沥青路面结构的温度场模型进行拟合，再进行动力响应测试的方式，准确的描述温度的变化，进而为温度的响应提供了更加可靠的数据支撑，进而提高了测试的精确性与适用性。

技术特征：

1.一种沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工过程中铺设的方式进行。

3.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在埋设所述温度传感器和应力应变传感器时，采用施工完成后在选定位置处钻孔埋设的方式进行。

4.根据权利要求3所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在钻孔埋设时，采用乳化沥青填料进行填补。

5.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，在所述温度传感器进行铺设时，在各层的层底及层中的位置处进行铺设。

6.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，所述沥青路面温度场模型为：

7.根据权利要求6所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，所述沥青路面长温度模型中，回归系数a，b，c，d和初相位t0根据不同月份不同深度的回归参数值拟合出以路表深度z为自变量的函数分别为：

8.根据权利要求1所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，所述应力应变传感器包括水平应变传感器、竖向应变传感器和水稳应变传感器。

9.根据权利要求8所述的沥青路面结构状态感知方法，其特征在于，还包括土压力传感器，用于测量物理量的竖向压力；

技术总结
本发明涉及沥青路面测量技术领域，尤其涉及一种沥青路面结构状态感知方法，包括以下步骤：在沥青路面的各结构层内埋设多个温度传感器；将多个所述温度传感器与处理器连接，实时监控多个所述温度传感器的温度，以实现对沥青路面温度场的监控；对沥青路面温度场进行回归分析，并拟合出沥青路面温度场模型；在沥青路面的各结构层内埋设应力应变传感器；测试不同轴重、温度以及车速下各层应力应变的动态响应。本发明通过先对沥青路面结构的温度场模型进行拟合，再进行动力响应测试的方式，准确的描述温度的变化，进而为温度的响应提供了更加可靠的数据支撑，进而提高了测试的精确性与适用性。

技术研发人员：郑炳锋,吉增晖,吴威伟,余晖,曹荣吉,潘大为,杨坤,吴春颖,李兆南,刘钰斐,梅亮,郁伟,陈菊梅,吕正龙
受保护的技术使用者：苏交科集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16