[发明专利]基于光纤布拉格光栅传感器的沥青路面结构信息长期实时监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青路面结构信息长期实时监测系统。 

背景技术

近年来，随着国民经济的快速发展和当前车辆运输特点的新变化，部分已修筑的高等级公路在通车1-2年就出现了严重的路面早期损坏，其降低了路面使用品质，缩短了路面使用寿命，产生的维修养护工作也间接提高了筑路成本。多年来，尽管研究人员对沥青路面的长寿命化进行了大量的探索，取得了一定的成果，但限于传统路面监测手段无法获取路面在荷载与车辆复杂耦合作用下的真实受力状况，缺乏大量可靠数据对路面结构使用性能进行系统研究，使得路面的研究技术体系不完善。 

沥青路面作为国内外最为常见、应用最广泛的一种路面类型，因其具有噪音小、抗滑性能好、通车时间快、行车舒适等优点而受到人们青睐。但是，因其在使用过程中长期暴露于高低温、雨水、冻融、紫外线等各种复杂环境条件下，同时还受到行车动荷载的反复作用，这使得沥青路面产生诸如车辙、拥包、推移、疲劳开裂等破坏，用于铺筑沥青路面的沥青混合料又属于一种粘弹性材料，产生各种各样的损坏形式，原因非常复杂。对于损坏原因的分析，虽然部分可以通过直接对表面现象的观察确定，但大部分路面的病害都根源于结构内部，从内向外扩展，很难根据表面现象判断路面内部的真实情况。而且，即使有些破坏可以通过观察得到原因，但此时路面结构已经损坏，有些甚至已经造成了不可挽回的灾难性的事故，影响恶劣，并且在后期对路面进行修补需要耗费大量的资金。基于以上原因，对沥青路面结构信息进行监测，掌握路面工作状态，评价路面使用性能，预估未来使用寿命就显得非常重要。 

发明内容

本发明是为了适应对沥青路面结构信息长期实时监测的需求，从而提供一种基于光纤布拉格光栅传感器的沥青路面结构信息长期实时监测系统。 

基于光纤布拉格光栅传感器的沥青路面结构信息长期实时监测系统，它包括A个横向应变传感器1、B个纵向应变传感器2、C个温度传感器3、D个土压力计4、E个单点位移计5、F个竖向应变传感器6、G个湿度传感器7、动态称重传感器8、轴位置传感器9和服务器10；所述A个横向应变传感器1、B个纵向应变传感器2、C个温度传感器3、D个土压力计4、E个单点位移计5、F个竖向应变传感器6、G个湿度传感器7、动态称 重传感器8和轴位置传感器9均为光纤布拉格光栅传感器；所述A个横向应变传感器1、B个纵向应变传感器2、D个土压力计4、E个单点位移计5、F个竖向应变传感器6、G个湿度传感器7、动态称重传感器8和轴位置传感器9均位于一条行车道内；C个温度传感器3位于距中央分隔带边缘0.5m范围内； 

A个横向应变传感器1均埋设在沥青层底部，所述A个横向应变传感器1分布在路面内部，距离行车道右侧2.28米~3.48米范围内，且沿与行车方向相同的方向排布或者沿与行车方向相垂直的方向排布；每个横向应变传感器1均用于测量沥青路面的横向应变；所述A个横向应变传感器1的横向应变信号输出端分别与服务器10的A个横向应变信号输入端连接；A为大于或等于3的整数； 

B个纵向应变传感器2均埋设在沥青层底部，所述B个纵向应变传感器2分布在路面内部，距离行车道右侧2.28米~3.48米范围内，且沿与行车方向相同的方向排布或者沿与行车方向相垂直的方向排布；每个纵向应变传感器2均用于测量沥青路面的纵向应变；所述B个纵向应变传感器2的纵向应变信号输出端分别与服务器10的B个纵向应变信号输入端连接；B为大于或等于3的整数； 

C个温度传感器3埋设在沥青层各层底部；每个温度传感器3分别用于测量沥青层各层的温度；所述C个温度传感器3的温度信号输出端与服务器10的C个温度信号输入端连接；C等于沥青层的层数； 

D个土压力计4分别埋设在沥青层底部、上基层底部和土基顶部，所述D个土压力计4分布在路面内部，距离行车道右侧2.88米处；每个土压力计4分别用于测量沥青层底部、上基层底部及土基顶部受到的压力；所述D个土压力计4的土压信号输出端与服务器10的D个土压信号输入端连接；D为大于或等于3的整数； 

E个单点位移计5分别埋设在沥青层底部和土基顶部，所述每个单点位移计5均用于测量路面沥青层底部弯沉和土基顶部位移；E个单点位移计5的位移信号输出端与服务器10的E个位移信号输入端连接；E为大于或等于2的整数；