CN110761138B - 适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，包括由下至上依次铺设的连续配筋混凝土下面板、应力吸收层以及预应力混凝土上面板；应力吸收层为磁流变弹性体；预应力混凝土上面板由多个预应力混凝土面板块首尾插接构成，预应力混凝土面板块中浇筑有压电装置、储能装置、电磁线圈、加速度传感器和控制器；压电装置受到车辆压力后产生高频电流，储能装置用于储存电能，加速度传感器用于检测路面振动加速度并传输给控制器，当振动加速度达到阈值时，控制器控制储能装置向电磁线圈供电，以对磁流变弹性体施加可变磁场，进而调节磁流变弹性体的力学性能，使路面具备更好的减振、吸声降噪的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种路面，尤其涉及适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构及施工方法。
背景技术
车辆在行驶过程中会产生振动，导致车轮对路面产生附加动荷载，这种动荷载不同于静载，它在不断变化，会加速路面的破坏。随着交通事业的不断的发展，重载车辆在逐渐的增加，导致混凝土路面的破坏速度越来越快，产生了错台、凹坑等破坏类型，使得混凝土路面的实际使用寿命远低于设计寿命。另外，当动荷载过大时，会影响车辆行车安全性和操纵稳定性，因此，为保证混凝土路面的安全，降低重载车辆振动对路面的影响是一个急需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构及施工方法，该结构可以利用小型车辆产生的振动进行储能，然后在重载车辆经过时释放电能，从而激发路面内的磁流变弹性体，起到减振缓冲的作用，降低了重载车辆对路面的影响，延长了路面的使用寿命，施工方便、快捷，质量得到更高的保障。
本发明提供一种适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，包括由下至上依次铺设的连续配筋混凝土下面板、应力吸收层以及预应力混凝土上面板；
所述应力吸收层的材料为磁流变弹性体；
所述预应力混凝土上面板由多个预应力混凝土面板块首尾插接构成，所述预应力混凝土面板块中浇筑有压电装置、储能装置、电磁线圈、加速度传感器和控制器；储能装置分别与压电装置、电磁线圈和控制器连接，加速度传感器和控制器连接；
所述压电装置受到车辆压力后产生高频电流，储能装置用于储存电能，所述加速度传感器用于检测路面振动加速度并传输给控制器，当振动加速度达到阈值时，控制器控制储能装置向电磁线圈供电，以对磁流变弹性体施加可变磁场，进而调节磁流变弹性体的力学性能，使路面具备更好的减振、吸声降噪的功能。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，所述压电装置包括多个串接的压电振子，多个压电振子成阵列布置在钢筋栅格内。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，串接的两个压电振子的导线外部套设有防护钢管。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，所述预应力混凝土面板块内设置多个串接的电磁线圈，多个电磁线圈成阵列布置在钢筋栅格内，压电振子和电磁线圈设置在不同的钢筋栅格内。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，所述储能装置包括相互连接的A/D转换器和蓄电池，所述A/D转换器将压电装置产生的电流进行整流后储存到蓄电池中。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，所述A/D转换器、蓄电池和控制器设置于控制盒内，所述控制盒通过螺栓固定在预应力混凝土面板块的侧面。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，所述预应力混凝土面板块首尾两端分别设置凹槽和凸键，相互插接的预应力混凝土面板块通过凹槽和凸键配合连接。
在本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构中，相邻的预应力混凝土面板块的接缝处设有橡胶止水带。
本发明还提供一种适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：在工厂制作预应力混凝土板块，首先进行台座的施工，对预应力钢筋进行张拉和临时固定，接着在台面上涂隔离剂，铺设预应力钢筋，并进行张拉；
步骤2：将压电振子按照每1平方米布设一个的原则放置在预应力钢筋形成的栅格内，在剩余的栅格内放置电磁线圈；
步骤3：浇筑混凝土，采用自然养护和湿热养护；
步骤4：养护结束后，进行预应力钢筋的放张，同时切割预应力钢筋，并将控制盒安装在预应力混凝土板块上，完成预应力混凝土板块的加工；
步骤5：在预施工路面，先进行连续配筋混凝土下面板的施工，然后在其上面铺设磁流变弹性体制成应力吸收层，用建筑结构胶进行粘结；
步骤6：将预制预应力混凝土路面板块进行现场拼装，铺设在应力吸收层上，在相邻的预应力混凝土面板块的接缝处设置橡胶止水带，以防止地表水下渗；
步骤7：将控制盒内的A/D转换器、蓄电池和控制器安装完毕，并接通压电装置，完成整个路面结构的施工。
本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构及施工方法，至少具有以下有益效果：
(1)本路面结构通过设置压电装置和储能装置，将小型车辆行驶过程中压力转换成电能并储存，当重载车辆经过时通过控制器控制储能装置释放电能，向电磁线圈供电，以对磁流变弹性体施加可变磁场，进而调节磁流变弹性体的力学性能，使路面具备更好的减振、吸声降噪的功能，从而减小路面的破坏，增加道路的使用寿命。
(2)本路面结构中使用的控制盒按装在路面的一侧，方便检测和更换。
(3)本路面结构采用工厂预制现场现安装的方式，减少了施工过程中浇筑、养护过程，极大的节省了时间，实用性强。
附图说明
图1为本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构的立体图；
图2为本发明中电磁线圈的供电框图；
图3为本发明的预应力混凝土上面板块中压电振子和电磁线圈的布置图；
图4为本发明的预应力混凝土上面板块连接示意图；
图中：1连续配筋混凝土下面板、2应力吸收层、3预应力混凝土上面板、4压电振子、5电磁线圈、6防护钢管、7控制盒、8橡胶止水带、9凹槽、10凸键、31预应力混凝土面板块、11螺栓。
具体实施方式
如图1所示，本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，包括由下至上依次铺设的连续配筋混凝土下面板1、应力吸收层2以及预应力混凝土上面板3。所述应力吸收层2的材料为磁流变弹性体。
所述预应力混凝土上面板3由多个预应力混凝土面板块31首尾插接构成，所述预应力混凝土面板块31中浇筑有压电装置12、储能装置13、电磁线圈5、加速度传感器15和控制器14。储能装置13分别与压电装置12、电磁线圈5和控制器14连接，加速度传感器15和控制器14连接，如图2所示。
所述压电装置12受到车辆压力后产生高频电流，储能装置13用于储存电能，所述加速度传感器15用于检测路面振动加速度并传输给控制器14，当振动加速度达到阈值时，控制器14控制储能装置13向电磁线圈5供电，以对磁流变弹性体施加可变磁场，进而调节磁流变弹性体的力学性能，使路面具备更好的减振、吸声降噪的功能。
如图3所示，压电装置12包括多个串接的压电振子4，多个压电振子4成阵列布置在钢筋栅格内。串接的两个压电振子4的导线外部套设有防护钢管6。所述预应力混凝土面板块31内设置多个串接的电磁线圈5，串接的两个电磁线圈5的导线外部也套设有防护钢管6，多个电磁线圈5成阵列布置在钢筋栅格内，压电振子4和电磁线圈5设置在不同的钢筋栅格内。
具体实施时，所述储能装置13包括相互连接的A/D转换器和蓄电池，所述A/D转换器将压电装置产生的电流进行整流后储存到蓄电池中。
具体实施时，所述A/D转换器、蓄电池和控制器设置于控制盒7内，所述控制盒7通过螺栓11固定在预应力混凝土面板块31的侧面。
如图4所示，所述预应力混凝土面板块首尾两端分别设置凹槽9和凸键10，相互插接的预应力混凝土面板块通过凹槽9和凸键10配合连接。在相邻的预应力混凝土面板块31的接缝处设有橡胶止水带8。
本发明的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：在工厂制作预应力混凝土板块，首先进行台座的施工，对预应力钢筋进行张拉和临时固定，接着在台面上涂隔离剂，铺设预应力钢筋，并进行张拉；
步骤2：将压电振子按照每1平方米布设一个的原则放置在预应力钢筋形成的栅格内，在剩余的栅格内放置电磁线圈；
步骤3：浇筑混凝土，采用自然养护和湿热养护；
步骤4：养护结束后，进行预应力钢筋的放张，同时切割预应力钢筋，并将控制盒安装在预应力混凝土板块上，完成预应力混凝土板块的加工；
步骤5：在预施工路面，先进行连续配筋混凝土下面板的施工，然后在其上面铺设磁流变弹性体制成应力吸收层，用建筑结构胶进行粘结；
步骤6：将预制预应力混凝土路面板块进行现场拼装，铺设在应力吸收层上，在相邻的预应力混凝土面板块的接缝处设置橡胶止水带，以防止地表水下渗；
步骤7：将控制盒内的A/D转换器、蓄电池和控制器安装完毕，并接通压电装置，完成整个路面结构的施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，包括由下至上依次铺设的连续配筋混凝土下面板、应力吸收层以及预应力混凝土上面板；
所述应力吸收层的材料为磁流变弹性体；
所述预应力混凝土上面板由多个预应力混凝土面板块首尾插接构成，所述预应力混凝土面板块中浇筑有压电装置、储能装置、电磁线圈、加速度传感器和控制器；储能装置分别与压电装置、电磁线圈和控制器连接，加速度传感器和控制器连接；
所述压电装置受到车辆压力后产生高频电流，储能装置用于储存电能，所述加速度传感器用于检测路面振动加速度并传输给控制器，当振动加速度达到阈值时，控制器控制储能装置向电磁线圈供电，以对磁流变弹性体施加可变磁场，进而调节磁流变弹性体的力学性能，使路面具备更好的减振、吸声降噪的功能。
2.如权利要求1所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，所述压电装置包括多个串接的压电振子，多个压电振子成阵列布置在钢筋栅格内。
3.如权利要求2所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，串接的两个压电振子的导线外部套设有防护钢管。
4.如权利要求2所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，所述预应力混凝土面板块内设置多个串接的电磁线圈，多个电磁线圈成阵列布置在钢筋栅格内，压电振子和电磁线圈设置在不同的钢筋栅格内。
5.如权利要求1所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，所述储能装置包括相互连接的A/D转换器和蓄电池，所述A/D转换器将压电装置产生的电流进行整流后储存到蓄电池中。
6.如权利要求5所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，所述A/D转换器、蓄电池和控制器设置于控制盒内，所述控制盒通过螺栓固定在预应力混凝土面板块的侧面。
7.如权利要求1所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，所述预应力混凝土面板块首尾两端分别设置凹槽和凸键，相互插接的预应力混凝土面板块通过凹槽和凸键配合连接。
8.如权利要求1所述的适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构，其特征在于，相邻的预应力混凝土面板块的接缝处设有橡胶止水带。
9.适用于重载交通下的车磁混动装配式路面结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在工厂制作预应力混凝土板块，首先进行台座的施工，对预应力钢筋进行张拉和临时固定，接着在台面上涂隔离剂，铺设预应力钢筋，并进行张拉；
步骤2：将压电振子按照每1平方米布设一个的原则放置在预应力钢筋形成的栅格内，在剩余的栅格内放置电磁线圈；
步骤3：浇筑混凝土，采用自然养护和湿热养护；
步骤4：养护结束后，进行预应力钢筋的放张，同时切割预应力钢筋，并将控制盒安装在预应力混凝土板块上，完成预应力混凝土板块的加工；
步骤5：在预施工路面，先进行连续配筋混凝土下面板的施工，然后在其上面铺设磁流变弹性体制成应力吸收层，用建筑结构胶进行粘结；
步骤6：将预制预应力混凝土路面板块进行现场拼装，铺设在应力吸收层上，在相邻的预应力混凝土面板块的接缝处设置橡胶止水带，以防止地表水下渗；
步骤7：将控制盒内的A/D转换器、蓄电池和控制器安装完毕，并接通压电装置，完成整个路面结构的施工；
所述储能装置包括相互连接的A/D转换器和蓄电池，所述A/D转换器将压电装置产生的电流进行整流后储存到蓄电池中；储能装置分别与压电装置、电磁线圈和控制器连接；所述压电装置包括多个串接的压电振子；预应力混凝土面板块内设置多个串接的电磁线圈。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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