利用光纤光栅技术监测沥青路面温度与应力场

发布时间：2021-06-17 02:24

　　近年来,随着交通运输事业的飞速发展,我国修建了大规模的高速公路。沥青路面作为高速公路主要的结构形式之一,承担着重要的运输任务。但与此同时,沥青路面出现了较为严重的破坏现象,影响了行车安全,缩短了路面使用年限,造成经济资源浪费。沥青路面破坏的出现,不仅与车辆荷载有关,也与环境因素有关。修筑沥青路面的沥青混合料是一种感温性材料,其路用性能会受到外界温度变化的影响。利用先进的测试方法来监测沥青路面的温度与应力场是十分必要的。然而,现行的路面检测手段大多具有破坏性、滞后性、局限性等问题,无法准确、实时、普遍地采集路面内部信息加以分析,而光纤光栅传感技术的成熟与发展,为监测沥青路面结构内部应变状态与温度信息提供了一种新手段。本文将自制封装的光纤光栅传感器埋入沥青路面,进而对路面内部结构的温度变化与应变状态进行了监测。首先,将光纤光栅进行封装保护,其中应变传感器采用土工格栅进行封装,温度传感器采用管制封装方式,并分别对其进行了标定,标定结果表明两类传感器的灵敏度与裸光栅的灵敏度接近,可以满足对道路监测的精度要求。将封装好的光纤光栅传感器埋入试验沥青路面不同深度的结构层中。分别在夏季与冬季采集并记录... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义与目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 沥青路面温度场的研究现状
        1.2.2 沥青路面应力-应变场的研究现状
    1.3 本文主要做的工作
2 光纤光栅传感器的制作与标定
    2.1 光纤光栅传感器的工作原理
        2.1.1 光纤光栅传感器对应变的量测
        2.1.2 光纤光栅传感器对温度的量测
    2.2 传感器的制作与标定
        2.2.1 温度传感器的制作与标定
        2.2.2 应变传感器的制作与标定
    2.3 本章小结
3 光纤光栅传感器的埋设与数据采集处理
    3.1 光纤光栅传感器的埋设
        3.1.1 现场埋设
        3.1.2 传感器成活率
    3.2 光纤光栅传感器数据采集处理
        3.2.1 光纤光栅温度传感器数据采集
        3.2.2 无外荷载作用下光纤光栅应变传感器的数据采集
        3.2.3 车辆荷载作用下光纤光栅应变传感器的数据采集
    3.3 本章小结
4 有限元模拟
    4.1 有限元模型建立
    4.2 沥青路面温度场的模拟
    4.3 由温度变化引起的沥青路面应力-应变场的模拟
    4.4 由车辆荷载引起的沥青路面应力-应变场的模拟
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]埋入式传感器与沥青混合料的交互影响研究[J]. 刘朝晖,夏红卫,柳力.  长沙理工大学学报(自然科学版). 2021(01)



本文编号：3234268