基于現(xiàn)場監(jiān)測的路面溫度場模型與基層應(yīng)變累積研究.pdf

1、道路在實(shí)際運(yùn)營過程中的受力狀態(tài)非常復(fù)雜，不僅受到車載的長期循環(huán)作用，還受到溫度場循環(huán)變化作用。一方面重載車增多，超載現(xiàn)象嚴(yán)重已成為普遍現(xiàn)象;另一方面，近年來全國各地各類極端天氣頻繁出現(xiàn)，如2013年夏季的極端高溫和2016年冬季的大范圍罕見低溫。這些因素均使得研究我國道路在實(shí)際使用中的工作性能顯得十分重要。
　　在道路內(nèi)埋設(shè)不同類型傳感器，可以對運(yùn)營道路內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。本文選用溫度傳感器，動態(tài)應(yīng)變傳感器和靜態(tài)應(yīng)變傳感器，分別對大

2、粒徑瀝青碎石基層道路、水泥穩(wěn)定碎石基層道路和泡沫瀝青基層道路進(jìn)行1年期現(xiàn)場監(jiān)測。
　　溫度傳感器用于實(shí)時監(jiān)測道路內(nèi)部不同深度處溫度，每10分鐘采樣一次，監(jiān)測期限1年。通過對實(shí)測溫度數(shù)據(jù)變化特征的觀察，建立了不同深度處測點(diǎn)溫度之間的橢圓模型，經(jīng)過實(shí)測數(shù)據(jù)證明了模型的精度較高。與傳統(tǒng)統(tǒng)計方法相比，該方法建立在固定模型的基礎(chǔ)上，并不依賴于回歸分析，易于延伸應(yīng)用;和理論計算方法相比，該方法則計算簡單，且獲得參數(shù)也較多。
　　動態(tài)應(yīng)變

3、傳感器用于監(jiān)測水泥穩(wěn)定碎石基層底短時動態(tài)響應(yīng)應(yīng)變，采樣頻率為100 Hz，間隔6個月進(jìn)行一次測試。通過實(shí)測數(shù)據(jù)對比了基層底不同測試截面，不同方向，距路緣不同位置處應(yīng)變之間的關(guān)系，并比較了不同運(yùn)營時間后，基層應(yīng)變響應(yīng)的不同。另外，還通過實(shí)測數(shù)據(jù)分析出了車輪對基層底縱向應(yīng)變的顯著影響范圍與基層底對于不同類型車輛的響應(yīng)應(yīng)變數(shù)據(jù)量級。
　　靜態(tài)應(yīng)變傳感器用于監(jiān)測水泥穩(wěn)定碎石和泡沫瀝青兩種不同類型基層內(nèi)應(yīng)變監(jiān)測，該傳感器可同時測得測點(diǎn)溫度數(shù)

4、據(jù)，采樣頻率為每10分鐘一次，監(jiān)測期限均為1年。結(jié)合動態(tài)應(yīng)變分析結(jié)果和監(jiān)測路段交通量調(diào)查，可得出靜態(tài)應(yīng)變傳感器測得數(shù)據(jù)絕大部分為不受車載影響下的基層應(yīng)變，即為殘余應(yīng)變。由此，根據(jù)兩種基層材料的不同特性，采用不同方法對測得應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正，將所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一溫度下，獲得基層內(nèi)塑性應(yīng)變隨時間的變化關(guān)系。
　　本文提出的溫度場橢圓模型，為路面溫度場的描述與預(yù)估提供了一種思路;提出的獲取基層塑性應(yīng)變累積方法為基層疲勞損傷分析提供了數(shù)