專(zhuān)利名稱(chēng)：基于光纖布拉格光柵傳感器的瀝青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和當(dāng)前車(chē)輛運(yùn)輸特點(diǎn)的新變化，部分已修筑的高等級(jí)公路在通車(chē)1-2年就出現(xiàn)了嚴(yán)重的路面早期損壞，其降低了路面使用品質(zhì)，縮短了路面使用壽命，產(chǎn)生的維修養(yǎng)護(hù)工作也間接提高了筑路成本。多年來(lái)，盡管研究人員對(duì)浙青路面的長(zhǎng)壽命化進(jìn)行了大量的探索，取得了一定的成果，但限于傳統(tǒng)路面監(jiān)測(cè)手段無(wú)法獲取路面在荷載與車(chē)輛復(fù)雜耦合作用下的真實(shí)受力狀況，缺乏大量可靠數(shù)據(jù)對(duì)路面結(jié)構(gòu)使用性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，使得路面的研究技術(shù)體系不完善。·
浙青路面作為國(guó)內(nèi)外最為常見(jiàn)、應(yīng)用最廣泛的一種路面類(lèi)型，因其具有噪音小、抗滑性能好、通車(chē)時(shí)間快、行車(chē)舒適等優(yōu)點(diǎn)而受到人們青睞。但是，因其在使用過(guò)程中長(zhǎng)期暴露于高低溫、雨水、凍融、紫外線(xiàn)等各種復(fù)雜環(huán)境條件下，同時(shí)還受到行車(chē)動(dòng)荷載的反復(fù)作用，這使得浙青路面產(chǎn)生諸如車(chē)轍、擁包、推移、疲勞開(kāi)裂等破壞，用于鋪筑浙青路面的浙青混合料又屬于一種粘彈性材料，產(chǎn)生各種各樣的損壞形式，原因非常復(fù)雜。對(duì)于損壞原因的分析，雖然部分可以通過(guò)直接對(duì)表面現(xiàn)象的觀察確定，但大部分路面的病害都根源于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從內(nèi)向外擴(kuò)展，很難根據(jù)表面現(xiàn)象判斷路面內(nèi)部的真實(shí)情況。而且，即使有些破壞可以通過(guò)觀察得到原因，但此時(shí)路面結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞，有些甚至已經(jīng)造成了不可挽回的災(zāi)難性的事故，影響惡劣，并且在后期對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ)需要耗費(fèi)大量的資金。基于以上原因，對(duì)浙青路面結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，掌握路面工作狀態(tài)，評(píng)價(jià)路面使用性能，預(yù)估未來(lái)使用壽命就顯得非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了適應(yīng)對(duì)浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求，從而提供一種基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、C個(gè)溫度傳感器3、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8、軸位置傳感器9和服務(wù)器10 ;所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器1、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、C個(gè)溫度傳感器3、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8和軸位置傳感器9均為光纖布拉格光柵傳感器；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8和軸位置傳感器9均位于一條行車(chē)道內(nèi)；C個(gè)溫度傳感器3位于距中央分隔帶邊緣O. 5m范圍內(nèi)；A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I均埋設(shè)在浙青層底部，所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米I. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I均用于測(cè)量浙青路面的橫向應(yīng)變；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I的橫向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的A個(gè)橫向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；A為大于或等于3的整數(shù)；B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2均埋設(shè)在浙青層底部，所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米I. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2均用于測(cè)量浙青路面的縱向應(yīng)變；所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2的縱向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的B個(gè)縱向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接為大于或等于3的整數(shù)；C個(gè)溫度傳感器3埋設(shè)在浙青層各層底部；每個(gè)溫度傳感器3分別用于測(cè)量浙青層各層的溫度；所述C個(gè)溫度傳感器3的溫度信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的C個(gè)溫度信號(hào)輸入端連接；C等于浙青層的層數(shù)；D個(gè)土壓力計(jì)4分別埋設(shè)在浙青層底部、上基層底部和土基頂部，所述D個(gè)土壓力·計(jì)4分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 88米處；每個(gè)土壓力計(jì)4分別用于測(cè)量浙青層底部、上基層底部及土基頂部受到的壓力；所述D個(gè)土壓力計(jì)4的土壓信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的D個(gè)土壓信號(hào)輸入端連接；D為大于或等于3的整數(shù)；E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5分別埋設(shè)在浙青層底部和土基頂部，所述每個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5均用于測(cè)量路面浙青層底部彎沉和土基頂部位移；E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5的位移信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的E個(gè)位移信號(hào)輸入端連接；E為大于或等于2的整數(shù)； F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6埋設(shè)在浙青層中面層底部和土基頂部，F(xiàn)個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米 3. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6均用于測(cè)量浙青路面的豎向應(yīng)變；所述F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6的豎向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的F個(gè)豎向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；F為大于或等于4的整數(shù)；G個(gè)濕度傳感器7分別埋設(shè)在上、下基層中部以及距土基頂向下O. Im處，G個(gè)濕度傳感器7分布在路面上且距離行車(chē)道右側(cè)2. 88處；每個(gè)濕度傳感器7的濕度信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的濕度信號(hào)輸入端連接；G為大于或等于3的正整數(shù)；動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8設(shè)置在浙青層的頂部，所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8用于動(dòng)態(tài)測(cè)試駛過(guò)車(chē)輛的軸數(shù)、各軸重、車(chē)型和速度信息；所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8的車(chē)輛信息輸出端與服務(wù)器10的車(chē)輛信息輸入端連接；軸位置傳感器9埋設(shè)在浙青層的頂部，且垂直于車(chē)輛的行駛方向；所述軸位置傳感器9用于測(cè)量車(chē)輛的加載位置；所述軸位置傳感器9的車(chē)輛定位信息輸出端與服務(wù)器10的車(chē)輛定位信息輸入端連接。本發(fā)明通過(guò)在浙青路面鋪筑時(shí)內(nèi)部埋設(shè)傳感器，使用長(zhǎng)距離光纖完成數(shù)據(jù)的傳輸，通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析，獲得浙青路面的各層位處彎沉、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)路面性能的評(píng)價(jià)和預(yù)估，實(shí)現(xiàn)浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明能為浙青路面的研究提供新的思路和解決方案，對(duì)未來(lái)浙青路面的研究有著非常重大的意義。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施方式
五中各傳感器的布設(shè)位置平面示意圖；圖3是具體實(shí)施方式
五中各傳感器沿深度方向的布設(shè)位置示意圖；圖4是本發(fā)明系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖I說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、C個(gè)溫度傳感器3、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8、軸位置傳感器9和服務(wù)器10 ;所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、C個(gè)溫度傳感器3、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8和軸位置傳感器9均為光纖布拉格光柵傳感器；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器1、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8和軸位置傳感器9均位于一條行車(chē)道內(nèi)；C個(gè)溫度傳感器3位于距中央分隔帶邊緣O. 5m范圍內(nèi)；
A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I均埋設(shè)在浙青層底部，所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米I. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I均用于測(cè)量浙青路面的橫向應(yīng)變；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I的橫向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的A個(gè)橫向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；A為大于或等于3的整數(shù)；B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2均埋設(shè)在浙青層底部，所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米I. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2均用于測(cè)量浙青路面的縱向應(yīng)變；所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2的縱向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的B個(gè)縱向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接為大于或等于3的整數(shù)；C個(gè)溫度傳感器3埋設(shè)在浙青層各層底部；每個(gè)溫度傳感器3分別用于測(cè)量浙青層各層的溫度；所述C個(gè)溫度傳感器3的溫度信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的C個(gè)溫度信號(hào)輸入端連接；C等于浙青層的層數(shù)；D個(gè)土壓力計(jì)4分別埋設(shè)在浙青層底部、上基層底部和土基頂部，所述D個(gè)土壓力計(jì)4分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 88米處；每個(gè)土壓力計(jì)4分別用于測(cè)量浙青層底部、上基層底部及土基頂部受到的壓力；所述D個(gè)土壓力計(jì)4的土壓信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的D個(gè)土壓信號(hào)輸入端連接；D為大于或等于3的整數(shù)；E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5分別埋設(shè)在浙青層底部和土基頂部，所述每個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5均用于測(cè)量路面浙青層底部彎沉和土基頂部位移；E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5的位移信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的E個(gè)位移信號(hào)輸入端連接；E為大于或等于2的整數(shù)；F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6埋設(shè)在浙青層中面層底部和土基頂部，F(xiàn)個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米 3. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6均用于測(cè)量浙青路面的豎向應(yīng)變；所述F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6的豎向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器10的F個(gè)豎向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；F為大于或等于4的整數(shù)；
G個(gè)濕度傳感器7分別埋設(shè)在上、下基層中部以及距土基頂向下O. Im處，G個(gè)濕度傳感器7分布在路面上且距離行車(chē)道右側(cè)2. 88處；每個(gè)濕度傳感器7的濕度信號(hào)輸出端與服務(wù)器10的濕度信號(hào)輸入端連接；G為大于或等于3的正整數(shù)；動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8設(shè)置在浙青層的頂部，所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8用于動(dòng)態(tài)測(cè)試駛過(guò)車(chē)輛的軸數(shù)、各軸重、車(chē)型和速度信息；所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8的車(chē)輛信息輸出端與服務(wù)器10的車(chē)輛信息輸入端連接；軸位置傳感器9埋設(shè)在浙青層的頂部，且垂直于車(chē)輛的行駛方向；所述軸位置傳感器9用于測(cè)量車(chē)輛的加載位置；所述軸位置傳感器9的車(chē)輛定位信息輸出端與服務(wù)器10的車(chē)輛定位信息輸入端連接。本發(fā)明通過(guò)在浙青路面鋪筑時(shí)內(nèi)部埋設(shè)傳感器，使用長(zhǎng)距離光纖完成數(shù)據(jù)的傳輸，通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析，最后基于浙青路面的傳感器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)路面設(shè)計(jì)時(shí)各層位處彎沉、應(yīng)變等設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)路面性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)估。本發(fā)明系統(tǒng)對(duì) 采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的流程如圖4所示；本發(fā)明使用的傳感器為光纖布拉格光柵FBG傳感器，類(lèi)型有溫度傳感器、水平應(yīng)變傳感器、豎向應(yīng)變傳感器和壓力傳感器。通過(guò)該發(fā)明，能為浙青路面的研究提供新的思路和解決方案，對(duì)未來(lái)浙青路面的研究有著非常重大的意義。本發(fā)明具有以下有益效果(I)、構(gòu)建一套完整的浙青路面長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為未來(lái)路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)方法探索方向；(2)監(jiān)測(cè)實(shí)際路面內(nèi)部行車(chē)荷載作用情況下動(dòng)力響應(yīng)狀態(tài)，分析浙青路面的工作機(jī)理；(3)實(shí)測(cè)路面內(nèi)部各層位處的應(yīng)變值，反饋評(píng)估路面的設(shè)計(jì)方案；(4)根據(jù)測(cè)得路面動(dòng)力響應(yīng)實(shí)際數(shù)據(jù)可對(duì)路面未來(lái)的性能(車(chē)轍、疲勞壽命、裂縫)進(jìn)行預(yù)估，基于預(yù)估參數(shù)，為路面的養(yǎng)護(hù)維修提供技術(shù)支持，確定最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
具體實(shí)施方式
二、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括大容量硬盤(pán)11，所述大容量硬盤(pán)11的存儲(chǔ)信號(hào)輸出或輸入端與服務(wù)器10的存儲(chǔ)信號(hào)輸入或輸出端連接。
具體實(shí)施方式
三、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括H個(gè)用戶(hù)服務(wù)器12，所述H個(gè)用戶(hù)服務(wù)器12接入Internet網(wǎng)，服務(wù)器10接入Internet網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)別在于，A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器I、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器2、C個(gè)溫度傳感器3、D個(gè)土壓力計(jì)4、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)5、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器6、G個(gè)濕度傳感器7、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器8和軸位置傳感器9均通過(guò)光纖與服務(wù)器10進(jìn)行信號(hào)傳輸。以下通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合圖2和圖3說(shuō)明本發(fā)明其中圖2 中距離 dl=150cm、距離 d2=180cm、距離 d3=150cm、距離 d4=150cm、距離 dl=100cm、距離 d6=100cm、距離 d7=60cm、距離 d8=l. 92m 2. lm、距離 d9=0. 88m、距離dl0=5. 25m、距離dll=0. 5m、距離dl2=3. 75cm、距離dl3=180cm ;標(biāo)記21為安裝井前后中心斷面。圖3中浙青層共包括5cm SMA-16上面層、7cm AC-20中面層、IOcm ATB-25下面層和12cm ATB-30柔性基層四層。I、方案設(shè)計(jì)橫向應(yīng)變傳感器(6個(gè))位于12cm ATB-30浙青層層底，沿輪胎中心線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)共3個(gè)，沿輪胎中心線(xiàn)前后布置2個(gè)，形成橫向應(yīng)變測(cè)試矩陣，共6個(gè)，用于實(shí)際路面現(xiàn)場(chǎng)橫向應(yīng)變實(shí)測(cè)。縱向應(yīng)變傳感器(6個(gè))位于12cm ATB-30浙青層層底，沿輪胎中心線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)布設(shè)共3個(gè)，沿輪胎中心線(xiàn) 前后布置2個(gè)，形成縱向應(yīng)變測(cè)試矩陣，共6個(gè)，用于實(shí)際路面現(xiàn)場(chǎng)縱向應(yīng)變實(shí)測(cè)。豎向應(yīng)變傳感器(5個(gè))位于7cm AC-20浙青層中面層層底，沿輪胎中心線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)布置，共3個(gè)，用于實(shí)際路面現(xiàn)場(chǎng)豎向應(yīng)變實(shí)測(cè)；位于土基頂部，沿輪胎中心線(xiàn)前后布置2個(gè)(作為平行件)，用于實(shí)際路面現(xiàn)場(chǎng)豎向應(yīng)變實(shí)測(cè)。溫度傳感器(4個(gè))位于浙青層各層底部，為減少行車(chē)荷載的影響，布設(shè)與距中央分隔帶O. 5m。濕度傳感器(6個(gè))位于上、下基層中部以及距土基頂向下O. Im處，沿輪胎中心線(xiàn)前后布置2個(gè)(平行件)，用于加速加載試驗(yàn)中土基類(lèi)材料濕度測(cè)試。土壓力計(jì)(6個(gè))位于浙青層底部、上基層底部及土基頂部，沿輪胎中心線(xiàn)前后布置2個(gè)(平行件)，用于加速加載及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)試驗(yàn)中特定層土壓力測(cè)試。軸位置傳感器(I套)位于浙青上面層，距離應(yīng)變傳感器測(cè)試矩陣4m，垂直于車(chē)輛行駛方向，長(zhǎng)度按I. 8m計(jì)，用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變實(shí)測(cè)時(shí)車(chē)輛位置定位，前后平行條實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度測(cè)試，中間條成45°角，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛加載位置測(cè)試。單點(diǎn)位移計(jì)(I套)距離應(yīng)變傳感器測(cè)試矩陣2. 5m,沿深度方向布置2個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別為浙青層底部以及土基頂部2個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于加速加載試驗(yàn)測(cè)試中浙青層底彎沉和土基頂位移測(cè)試；2、路面鋪筑現(xiàn)場(chǎng)傳感器布設(shè)方法A、采用拉線(xiàn)三角法對(duì)傳感器預(yù)埋設(shè)位置進(jìn)行定位，并用噴漆標(biāo)記；B、用鎬、鍬、鋼釬等工具開(kāi)挖傳感器埋設(shè)點(diǎn)和導(dǎo)線(xiàn)槽。土壓力盒埋設(shè)位置挖成直徑28cm,深5cm的圓柱體，豎向傳感器埋設(shè)位置挖成直徑7. 5cm,深I(lǐng)Ocm的洞，導(dǎo)線(xiàn)槽為頂部寬7cm，深5cm的倒三角形，同時(shí)清除顆粒較大的石塊，避免傳感器局部受到集中力作用使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，而且要保證導(dǎo)線(xiàn)在埋設(shè)時(shí)不存在大的彎折角度，以免產(chǎn)生較大的光損，而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；C、在各個(gè)結(jié)構(gòu)層傳感器指定的埋設(shè)位置導(dǎo)線(xiàn)槽等開(kāi)挖好后，采用全站儀對(duì)每一個(gè)傳感器所在位置進(jìn)行定位，嚴(yán)格設(shè)定基準(zhǔn)點(diǎn)，精確測(cè)量，得出各傳感器的平面位置，以做后期之用；D、安裝傳感器。用尺測(cè)量坑槽的深度，并使用最大公稱(chēng)粒徑小于2. 36mm的細(xì)料將坑槽底部鋪平，用鐵錘夯實(shí)；E、使用小型水準(zhǔn)儀和球水準(zhǔn)分別對(duì)土壓力傳感器和豎向傳感器進(jìn)行調(diào)平，以確保當(dāng)只受到豎直方向力作用時(shí)，在傳感器內(nèi)部不產(chǎn)生水平方向的分力；F、使用扎帶將交匯在一起的傳感器導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行整理和綁扎；G、采用2. 36mm篩對(duì)安裝傳感器和導(dǎo)線(xiàn)埋設(shè)位置的填充材料進(jìn)行篩分，并用篩分后的細(xì)土對(duì)傳感器和導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)和人工夯實(shí)，夯實(shí)過(guò)程不可采用過(guò)大的力，以免導(dǎo)致傳 感器損壞；H、傳感器埋好后，盡快鋪設(shè)上層結(jié)構(gòu)材料，避免傳感器長(zhǎng)期暴露在外面而造成丟失和損壞，在上層結(jié)構(gòu)材料的攤鋪過(guò)程中，調(diào)整攤鋪機(jī)使其恰好跨在傳感器上面，不能讓車(chē)輪直接作用在傳感器上。壓實(shí)時(shí)，在傳感器附近位置進(jìn)行碾壓時(shí)，前兩遍靜壓，不可開(kāi)啟震動(dòng)；I、在傳感器埋設(shè)過(guò)程中要對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)每個(gè)位置的傳感器準(zhǔn)確編號(hào)，避免混淆。并且要及時(shí)對(duì)引入檢查井的傳感器導(dǎo)線(xiàn)和端頭進(jìn)行適當(dāng)保護(hù)，保護(hù)要求其防水、防腐蝕。注意傳感器的導(dǎo)線(xiàn)不能截?cái)啵瑧?yīng)將其多余導(dǎo)線(xiàn)盤(pán)起來(lái)包好，懸掛在檢查井中，并在上面加裝保護(hù)蓋，以便后期與主光纜連接時(shí)使用。3、數(shù)據(jù)傳輸、采集分析、存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)采集軟件。軟件安裝在數(shù)據(jù)采集室的服務(wù)器上，通過(guò)上位機(jī)直接對(duì)光纖光柵解調(diào)儀數(shù)據(jù)庫(kù)及動(dòng)態(tài)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鏈接和數(shù)據(jù)提取，并使用RAID5磁盤(pán)陣列方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。為達(dá)到遠(yuǎn)端用戶(hù)能直接觀測(cè)、查詢(xún)數(shù)據(jù)的目的，軟件采用客戶(hù)端-服務(wù)器(C/S)模式構(gòu)建，使用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議完成遠(yuǎn)程客戶(hù)端的連接。數(shù)據(jù)采集到以后，運(yùn)用DSP的相關(guān)理論對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得到行車(chē)荷載作用下路面的動(dòng)力響應(yīng)情況。
權(quán)利要求
1.基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是它包括A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2 )、C個(gè)溫度傳感器(3 )、D個(gè)土壓力計(jì)(4)、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)、G個(gè)濕度傳感器(7)、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)、軸位置傳感器(9)和服務(wù)器(10);所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器 (2)、C個(gè)溫度傳感器(3)、D個(gè)土壓力計(jì)(4)、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)、G個(gè)濕度傳感器(7)、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)和軸位置傳感器(9)均為光纖布拉格光柵傳感器；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)、D個(gè)土壓力計(jì)(4)、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)、G個(gè)濕度傳感器(J)、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)和軸位置傳感器(9)均位于一條行車(chē)道內(nèi)；C個(gè)溫度傳感器(3)位于距中央分隔帶邊緣O.5m范圍內(nèi)； A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)均埋設(shè)在浙青層底部，所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米 3. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)均用于測(cè)量浙青路面的橫向應(yīng)變；所述A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)的橫向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器(10)的A個(gè)橫向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；A為大于或等于3的整數(shù)； B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)均埋設(shè)在浙青層底部，所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米 3. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)均用于測(cè)量浙青路面的縱向應(yīng)變；所述B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)的縱向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器(10)的B個(gè)縱向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接為大于或等于3的整數(shù)； C個(gè)溫度傳感器(3)埋設(shè)在浙青層各層底部；每個(gè)溫度傳感器(3)分別用于測(cè)量浙青層各層的溫度；所述C個(gè)溫度傳感器(3)的溫度信號(hào)輸出端與服務(wù)器(10)的C個(gè)溫度信號(hào)輸入端連接；c等于浙青層的層數(shù)； D個(gè)土壓力計(jì)(4)分別埋設(shè)在浙青層底部、上基層底部和土基頂部，所述D個(gè)土壓力計(jì)(4)分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 88米處；每個(gè)土壓力計(jì)(4)分別用于測(cè)量浙青層底部、上基層底部及土基頂部受到的壓力；所述D個(gè)土壓力計(jì)(4)的土壓信號(hào)輸出端與服務(wù)器(10)的D個(gè)土壓信號(hào)輸入端連接；D為大于或等于3的整數(shù)； E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)分別埋設(shè)在浙青層底部和土基頂部，所述每個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)均用于測(cè)量路面浙青層底部彎沉和土基頂部位移；E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)的位移信號(hào)輸出端與服務(wù)器(10)的E個(gè)位移信號(hào)輸入端連接；E為大于或等于2的整數(shù)； F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)埋設(shè)在浙青層中面層底部和土基頂部，F(xiàn)個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6 )分布在路面內(nèi)部，距離行車(chē)道右側(cè)2. 28米I. 48米范圍內(nèi)，且沿與行車(chē)方向相同的方向排布或者沿與行車(chē)方向相垂直的方向排布；每個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)均用于測(cè)量浙青路面的豎向應(yīng)變；所述F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)的豎向應(yīng)變信號(hào)輸出端分別與服務(wù)器(10)的F個(gè)豎向應(yīng)變信號(hào)輸入端連接；F為大于或等于4的整數(shù)； G個(gè)濕度傳感器(7 )分別埋設(shè)在上、下基層中部以及距土基頂向下O. Im處，G個(gè)濕度傳感器(7)分布在路面上且距離行車(chē)道右側(cè)2. 88處；每個(gè)濕度傳感器(7)的濕度信號(hào)輸出端與服務(wù)器(10)的濕度信號(hào)輸入端連接；G為大于或等于3的正整數(shù)； 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)設(shè)置在浙青層的頂部，所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)用于動(dòng)態(tài)測(cè)試駛過(guò)車(chē)輛的軸數(shù)、各軸重、車(chē)型和速度信息；所述動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)的車(chē)輛信息輸出端與服務(wù)器(10)的車(chē)輛信息輸入端連接； 軸位置傳感器(9)埋設(shè)在浙青層的頂部，且垂直于車(chē)輛的行駛方向；所述軸位置傳感器(9)用于測(cè)量車(chē)輛的加載位置；所述軸位置傳感器(9)的車(chē)輛定位信息輸出端與服務(wù)器(10)的車(chē)輛定位信息輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它還包括大容量硬盤(pán)(11 )，所述大容量硬盤(pán)(11)的存儲(chǔ)信號(hào)輸出或輸入端與服務(wù)器(10)的存儲(chǔ)信號(hào)輸入或輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于它還包括H個(gè)用戶(hù)客戶(hù)端(12)，所述H個(gè)用戶(hù)客戶(hù)端(12)接入Internet 網(wǎng)，服務(wù)器(10)接入 Internet 網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器(I)、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器(2)、C個(gè)溫度傳感器(3)、D個(gè)土壓力計(jì)(4)、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)(5)、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)、G個(gè)濕度傳感器(7)、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)和軸位置傳感器(9)均通過(guò)光纖與服務(wù)器(10)進(jìn)行信號(hào)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于A=6，且呈2乘3的矩陣排列，且相鄰兩列的距離為60cm ；B=6,且呈2乘3的矩陣排列，且相鄰兩列的距離為60cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于C個(gè)溫度傳感器(3)沿不同深度排布且與中央分隔帶邊緣的距離小于 O. 5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于相鄰兩個(gè)土壓力計(jì)(4)之間距離為100cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)豎向應(yīng)變傳感器(6)沿與輪胎中心線(xiàn)相垂直的方向排布設(shè)置時(shí)，相鄰的兩個(gè)豎向應(yīng)變傳感器(6)之間的距離為60cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于相鄰兩個(gè)濕度傳感器(7)之間的距離為100cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖布拉格光柵傳感器的浙青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器(8)橫向貫穿所在行車(chē)道；且與軸位置傳感器(9)沿行車(chē)方向相距150cm。
全文摘要
基于光纖布拉格光柵傳感器的瀝青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及一種瀝青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它是為了適應(yīng)對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求。它采用A個(gè)橫向應(yīng)變傳感器、B個(gè)縱向應(yīng)變傳感器、C個(gè)溫度傳感器、D個(gè)土壓力計(jì)、E個(gè)單點(diǎn)位移計(jì)、F個(gè)豎向應(yīng)變傳感器、G個(gè)濕度傳感器、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器、軸位置傳感器對(duì)瀝青路面的多種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明適用于對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)E01F11/00GK102900011SQ20121039236
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者董澤蛟, 李生龍, 欒海, 溫佳宇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)