基于内部传感测量的沥青路面结构试验方法研究

论文摘要

公路路面是长期暴露在大自然环境中的一种特殊的带状构造物,会在荷载、温度、水等多种因素的影响下衰损。常规手段很难真实了解实际路面结构的力学响应情况,通过在实际路面结构中埋设传感器可以较真实地了解路面结构在现实环境中的受力和使用情况,为路面力学理论的研究提供实测数据支持。针对目前国内还没有形成一个系统的基于内部传感测量的路面结构试验体系和方法的事实,本文对实际环境中依靠传感器的路面结构试验方法进行研究,采用传感器作为路面结构试验的数据采集工具,提出了一套基于内部传感测量的沥青路面结构试验方法。本方法突破了传统室内试验的局限性,考虑了实际路面结构层之间的相互影响及温湿度等环境因素的影响。采用LabVIEW软件平台及NI数据采集硬件系统,编写了数据采集卡的调用程序,包括路面结构试验应变采集程序,路面结构试验压力采集程序,路面结构试验温度采集程序。结合国外路面结构试验经验,研究分析传感器的校检技术,提出了适用于沥青路面结构试验的传感器校检方法。结合国外路面结构试验经验,研究分析传感器的安装埋设技术,提出考虑温度、湿度、机械振动、碾压、试验设备、试验车辆行驶或刹车等因素的传感器埋设技术,建立适用于沥青路面结构试验的传感器安装埋设方法。采用计算值和实测值对比的方法,从层间连接状态和面层模量变化两方面考虑,就半刚性基层底部受力情况评价计算值与实测值的差异性。对比结果表明,不同软件之间的计算结果差异很大,有的应力变化趋势竟然相反,可见软件计算不能真实反映实际情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外路面结构试验路发展状况
• 1.3 国内外用于车道试验的常用设备
• 1.4 传感器在国内外车道试验中的应用
• 1.5 本研究的主要内容及技术路线
• 1.5.1 研究的主要内容
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 路面结构试验用传感器
• 2.1 概述
• 2.2 传感器的特性
• 2.3 路面结构试验用传感器
• 2.3.1 应力应变传感器
• 2.3.2 路基土湿度传感器
• 2.3.3 温度传感器
• 2.4 路面结构试验用传感器分类特点
• 2.4.1 应变传感器
• 2.4.2 压力传感器
• 2.4.3 温度传感器
• 2.4.4 湿度传感器
• 2.5 小结
• 第三章 基于LABVIEW 的路面结构试验用传感器的信号采集系统
• 3.1 概述
• 3.2 虚拟仪器的概述
• 3.3 数据采集虚拟仪器系统设计
• 3.3.1 信号测试原理
• 3.3.2 虚拟仪器系统硬件平台
• 3.3.3 虚拟仪器系统软件平台
• 3.3.4 数据采集（DAQ）卡
• 3.4 路面结构试验应变及压力采集程序设计
• 3.4.1 硬件组成
• 3.4.2 编写应变和压力采集程序
• 3.4.3 应变信号测量
• 3.4.4 压力信号测量
• 3.5 路面结构试验温度采集程序设计
• 3.5.1 硬件组成
• 3.5.2 编写温度采集程序
• 3.5.3 温度信号测量
• 3.6 路面结构试验湿度采集设备及方法
• 3.6.1 硬件组成
• 3.6.2 湿度信号测量
• 3.7 小结
• 第四章 路面结构试验用传感器的校检方法
• 4.1 概述
• 4.2 应变传感器校检
• 4.3 压力传感器校检
• 4.4 土基湿度传感器校检
• 4.5 温度传感器
• 4.6 小结
• 第五章 路面结构试验用传感器的安装埋设方法
• 5.1 概述
• 5.2 湿度传感器的安装埋设
• 5.3 压力传感器的安装埋设
• 5.4 应变传感器的安装埋设
• 5.5 温度传感器的安装埋设
• 5.6 小结
• 第六章 路面结构试验段及部分数据分析
• 6.1 概述
• 6.2 试验段结构组合及施工
• 6.2.1 确定试验路测试指标
• 6.2.2 试验段施工中要采集的数据
• 6.2.3 半刚性基层试验段修建
• 6.3 试验段试验及部分数据分析
• 6.3.1 试验段数据采集
• 6.3.2 半刚性基层层底应变分析
• 6.4 小结
• 结论
• 7.1 主要研究结论
• 7.2 进一步要研究的问题
• 参考文献
• 致谢