基于光纖Bragg光柵技術的瀝青路面動載測試分析的試驗研究.pdf

1、論文基于光纖光柵傳感技術，并結合瀝青混凝土路面結構及施工特點，選用輪胎橡膠作為光纖光柵傳感器封裝材料，設計了一種用于監(jiān)測瀝青混凝土應變的傳感器，并通過靜載及動載試驗，驗證了傳感器用于監(jiān)測瀝青混凝土結構內(nèi)部應變變化規(guī)律的可行性。
　　對封裝材料進行常溫及高溫力學性能試驗。試驗結果表明：不同溫度下封裝材料的性能較為穩(wěn)定，其極限抗拉強度穩(wěn)定在47～51MPa，極限抗壓強度范圍為87～95MPa，彈性模量是129～137MPa。設計了應變

2、傳感器結構為100mm×10mm×10mm，確定了傳感器的封裝工藝，并對光纖光柵進行封裝得到應變傳感器。
　　根據(jù)傳感器的結構設計制作了傳感器標定系統(tǒng)，標定后得出傳感器應變靈敏度系數(shù)為5.5768pm/με，較裸光纖光柵靈敏度系數(shù)（1.1pm/με）的提高了5.1倍，應變增敏效果明顯；傳感器的溫度靈敏度系數(shù)為0.0084nm/℃，較裸光纖光柵溫度靈敏度系數(shù)（11.2pm/℃）降低了26.3％，起到了溫度減敏效果。
　　傳感器

3、埋入SMA-13制作的車轍試件內(nèi)，通過靜載試驗得出荷載與瀝青混凝土應變之間的關系為：ε=0.044F-0.778。利用ANSYS有限元分析軟件模擬靜載試驗，得到理論下荷載與傳感器埋入點處微應變之間的關系為：εANSYS=0.048F-0.1326。試驗與理論分析較為接近，傳感器可以較好的反映出瀝青混凝土結構內(nèi)部的應變。
　　動載試驗包括車轍試驗、鉛球沖擊試驗及起落架落震沖擊試驗。車轍試驗得出傳感器波峰隨時間的變化趨勢為：-y=′6

4、1053t-0.072530.7923339.2t2+t-；由于鉛球沖擊試驗過程存在不可控因素，波長變化無法反映動載作用下的應變變化趨勢；起落架落震沖擊試驗得出傳感器波峰隨時間變化趨勢為：-y=′110103-t-′51062t+0.065719.337t-。
　　靜、動載試驗表明：傳感器能夠較好地反映出瀝青混凝土在荷載作用下的應變特性，輸出信號穩(wěn)定。傳感器在車轍試件成型以及動荷載作用下均未發(fā)生破壞，成活率高，滿足施工及應變監(jiān)測要