基于光纖Bragg光柵技術(shù)的瀝青路面動(dòng)載測(cè)試分析的試驗(yàn)研究.pdf

1、論文基于光纖光柵傳感技術(shù)，并結(jié)合瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)，選用輪胎橡膠作為光纖光柵傳感器封裝材料，設(shè)計(jì)了一種用于監(jiān)測(cè)瀝青混凝土應(yīng)變的傳感器，并通過(guò)靜載及動(dòng)載試驗(yàn)，驗(yàn)證了傳感器用于監(jiān)測(cè)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變變化規(guī)律的可行性。
　　對(duì)封裝材料進(jìn)行常溫及高溫力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)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(qiáng)度穩(wěn)定在47～51MPa，極限抗壓強(qiáng)度范圍為87～95MPa，彈性模量是129～137MPa。設(shè)計(jì)了應(yīng)變

2、傳感器結(jié)構(gòu)為100mm×10mm×10mm，確定了傳感器的封裝工藝，并對(duì)光纖光柵進(jìn)行封裝得到應(yīng)變傳感器。
　　根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作了傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，標(biāo)定后得出傳感器應(yīng)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(yīng)變?cè)雒粜Ч黠@；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(chē)轍試件內(nèi)，通過(guò)靜載試驗(yàn)得出荷載與瀝青混凝土應(yīng)變之間的關(guān)系為：ε=0.044F-0.778。利用ANSYS有限元分析軟件模擬靜載試驗(yàn)，得到理論下荷載與傳感器埋入點(diǎn)處微應(yīng)變之間的關(guān)系為：εANSYS=0.048F-0.1326。試驗(yàn)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(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變。
　　動(dòng)載試驗(yàn)包括車(chē)轍試驗(yàn)、鉛球沖擊試驗(yàn)及起落架落震沖擊試驗(yàn)。車(chē)轍試驗(yàn)得出傳感器波峰隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為：-y=′6

4、1053t-0.072530.7923339.2t2+t-；由于鉛球沖擊試驗(yàn)過(guò)程存在不可控因素，波長(zhǎng)變化無(wú)法反映動(dòng)載作用下的應(yīng)變變化趨勢(shì)；起落架落震沖擊試驗(yàn)得出傳感器波峰隨時(shí)間變化趨勢(shì)為：-y=′110103-t-′51062t+0.065719.337t-。
　　靜、動(dòng)載試驗(yàn)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(yīng)變特性，輸出信號(hào)穩(wěn)定。傳感器在車(chē)轍試件成型以及動(dòng)荷載作用下均未發(fā)生破壞，成活率高，滿(mǎn)足施工及應(yīng)變監(jiān)測(cè)要