基于五维光纤传感器的沥青路面动水压力实测研究

发布时间：2019-11-07 08:48

【摘要】：汽车行驶在有水膜覆盖的路面时,水膜处于轮胎与路面之间,在车辆行驶过程中不停地挤压水膜,并从轮胎两侧和轮胎花纹间隙排出,致使相对静态的水在挤压作用下产生了一个动态、瞬时的动水压力。在车辆重复荷载作用下,具备一定压力的动态水反复冲刷路表的沥青混合料,随着时间的推移,加剧沥青路面的水损坏。水损坏不仅会降低沥青路面行车的舒适性,缩短其使用年限,严重的还会影响路面行车安全,同时造成巨大损失。因此,研究并分析沥青路面的动水压力对路面的作用具有极其重要的现实意义。目前获取路面动水压力的方法主要有数值分析法和现场实测法。然而,由于数值分析方法获得的数据受诸多因素的限制,其结论仍需要现场实测验证,因此,现场实测的方法,仍是获得路面动水压力的常用方法。基于国内外已有的研究成果,本文开发了一种五维布拉格光纤光栅传感器,用于实测沥青路面结构内的动水压力。该传感器是基于Bragg光纤光栅传感器的基本原理,采用五个单向传感器进行拼装而成的。利用该传感器,针对不同的车速,本文对沥青路面结构内的动水压力进行了实测。测试结果发现:动水压力的作用时间很短;动水压力随着车身的驶过呈现先正压后负压(即真空吸附)的变化趋势;动水压力随着车速的增加而增大;而且,车速一致时,不同的方向,其动水压力是不一样的。正因为动水压力的作用,使得沥青混合料的工作环境进一步恶化。基于实测的动水压力,本文尝试开发了一种实验方法,用于评价沥青混合料在动水压力等恶劣环境下的抗剥落或抗水损性能。经初步试验发现,该试验方法可以评价出沥青混合料的抗剥落能力,但进一步的研究有待后继工作完成。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U416.217

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本文编号：2557197