CN112903982A - 沥青路面力学性能无损监测方法及系统 - Google Patents

沥青路面力学性能无损监测方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112903982A
CN112903982A CN202110292771.2A CN202110292771A CN112903982A CN 112903982 A CN112903982 A CN 112903982A CN 202110292771 A CN202110292771 A CN 202110292771A CN 112903982 A CN112903982 A CN 112903982A
Authority
CN
China
Prior art keywords
asphalt pavement
performance
data
performance parameters
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110292771.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112903982B (zh
Inventor
杜西江
徐良
封仁博
胡靖�
王鹏波
李航飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCCC First Highway Fifth Engineering Co Ltd
Original Assignee
CCCC First Highway Fifth Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CCCC First Highway Fifth Engineering Co Ltd filed Critical CCCC First Highway Fifth Engineering Co Ltd
Priority to CN202110292771.2A priority Critical patent/CN112903982B/zh
Publication of CN112903982A publication Critical patent/CN112903982A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112903982B publication Critical patent/CN112903982B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/42Road-making materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Abstract

本发明公开了一种沥青路面力学性能无损监测系统及方法,该系统包括:埋设在待测沥青路面中的参数采集装置、通过电源线与所述参数采集装置连接的供电装置、通过数据线与所述参数采集装置连接的数据收集装置、以及通过通讯网络与所述数据收集装置连接的数据分析装置;所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数,并通过所述数据收集装置将所述性能参数传送给所述数据分析装置;所述数据分析装置用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能。利用本发明,可以对沥青路面的结构性能及状况实现全天候的无损监测及分析。

Description

沥青路面力学性能无损监测方法及系统
技术领域
本发明涉及路面监测领域,具体涉及一种沥青路面力学性能无损监测方法及系统。
背景技术
沥青混凝土路面结构是我国高速公路及国省干道的主要结构形式,其为车辆行驶提供了舒适、安全的结构基础。然而在使用过程中,由于气候变化与车辆荷载作用导致沥青路面结构性能逐渐衰减,从而产生裂缝、坑槽与车辙等病害,严重影响到沥青路面结构的使用品质与安全性。
针对沥青路面结构在使用过程中的性能变化趋势监测或检测是制订合理维养方案的前提。以往对于路面结构性能的评估主要存在有损与无损两类,其中有损检测集中于通过钻芯取样实现对路面沥青混凝土性能的试验评价,而无损检测常用的如弯沉仪等是测量路面结构在车辆荷载作用下的变形程度,从而间接确定路面的力学强度。然而,有损检测虽能够得到沥青路面结构力学性能参数以及疲劳性能状况,但会对路面结构的完整性造成一定影响,而通过弯沉仪等设备开展的无损检测不能对路面结构性能提出明确表征。
发明内容
本发明提供一种沥青路面力学性能无损监测方法及系统,以解决现有的无损检测方案无法量化沥青路面结构的粘弹性力学性能及其疲劳性能的问题。
为此,本发明提供如下技术方案:
一种沥青路面力学性能无损监测系统,所述系统包括:埋设在待测沥青路面中的参数采集装置、通过电源线与所述参数采集装置连接的供电装置、通过数据线与所述参数采集装置连接的数据收集装置、以及通过通讯网络与所述数据收集装置连接的数据分析装置;所述参数采集装置包括:多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器;
所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给所述数据收集装置;
所述数据收集装置用于通过所述通讯网络将所述待测沥青路面的性能参数传送给所述数据分析装置;
所述数据分析装置用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
可选地,所述参数采集装置埋设在待测沥青路面交叉口附近车道中间位置;并且所述多轴姿态角度及所述温湿度传感器埋设在所述待测沥青路面的下结构层表面,所述称重传感器埋设在所述待测沥青路面的上结构层表面。
可选地,所述电源线及所述数据线表面均包覆有隔热防水材料。
可选地,所述供电装置包括以下任意一种或多种:
所述待测沥青路面附近的道路信号灯、或者路灯、或者交通标牌的供电电源。
可选地,所述数据分析装置包括:
数据清洗模块,用于对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;
数据匹配模块,用于基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,得到对应不同时间点的数据样本;
数据分析模块,用于根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
可选地,所述数据分析装置还包括:模型建立模块,用于建立用于沥青路面结构性能分析与预测的性能评估与预测模型;所述模型建立模块包括:
数值模拟单元,用于通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
试验单元,用于通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
模型确定单元,用于根据所述数值模拟单元确定的参数关系、以及所述试验单元确定的不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。
可选地,所述数据分析装置还包括:
存储模块,用于存储所述待测沥青路面的性能参数。
一种沥青路面力学性能无损监测方法,所述方法包括:
全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数;所述性能参数包括:所述待测沥青路面的空间振动、角度、角速度,温度,车辆载荷;
根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
可选地,所述方法还包括按照以下方式建立所述性能评估与预测模型:
通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
根据所述参数关系、所述不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。
可选地,所述根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能包括:
对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;
基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,得到对应不同时间点的数据样本;
根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
本发明实施例提供的沥青路面力学性能无损监测系统及方法,通过在待测沥青路面埋设参数采集装置,所述参数采集装置包括多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器,利用这些传感器全天候连续采集待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给数据分析装置,由数据分析装置根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能,从而实现对沥青路面的结构性能及状况的无损监测及分析。
附图说明
图1是本发明实施例沥青路面力学性能无损监测系统的一种原理框图;
图2是本发明实施例沥青路面力学性能无损监测系统中数据分析装置的一种结构框图;
图3是本发明实施例中所述模型建立模块的一种结构框图;
图4是本发明实施例沥青路面力学性能无损监测方法的一种流程图;
图5是本发明实施例中建立性能评估与预测模型的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种本发明实施例提供的沥青路面力学性能无损监测系统及方法,通过在待测沥青路面埋设参数采集装置,所述参数采集装置包括多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器,利用这些传感器全天候连续采集待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给数据分析装置,由数据分析装置根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能。
参照图1,图1示出了本发明实施例沥青路面力学性能无损监测系统的一种原理框图。
在该实施例中,所述沥青路面力学性能无损监测系统包括:
埋设在待测沥青路面中的参数采集装置101、通过电源线与所述数据采集装置101连接的供电装置100、以及通过数据线与所述参数采集装置101连接的数据收集装置102、以及通过通讯网络与所述数据收集装置102连接的数据分析装置103。其中,所述参数采集装置101包括:多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器。
所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给所述数据收集装置102。具体地,所述多轴姿态角度传感器用于采集路面结构在车载作用下的空间加速度、角速度、角度,还可以采集磁场数据,其中空间加速度、角速度与角度数据可作为路面结构的力学强度表征,可利用磁场数据来判断施加荷载的车辆类型;所述称重传感器与温湿度传感器分别记录作用于路面结构的车辆荷载与路面结构层温度变化情况。
不同类型的车辆(比如小客车、大客车、货车等)在通过磁场时会造成相应的干扰,这种干扰可以通过磁场的变化进行量化,主要是磁场在空间三个方向的曲线变化特征,从而达到判断车辆类型的目的。比如,可以采集大量车辆通过时磁场的变化数据,建立磁场变化及其对应的车辆类型数据库,利用该数据库及磁场数据,确定施加荷载的车辆类型,甚至可以做到对不同品牌不同型号的车辆进行识别,这样在比如天气恶劣的情况下,无法采用视频或者图像的方法观测通行车辆类型时,可以采用磁场方法确定车辆类型。
在实际应用中,所述多轴姿态角度传感器的厚度尺寸可以控制在小于30mm,以确保不影响路面结构质量,技术参数可以按照如下表所示:
表1
序号 性能数据 技术要求
1 空间振动 量程±6g,精度±0.01g
2 角度 量程±180°,精度±1°
3 角速度 量程±250°/s,精度±0.05°/s
4 磁场变化 精度达到1mg
所述温度传感器的测试量程可以为-20~80℃,精度达到0.1℃;称重传感器的精度可以满足如下要求:在车辆速度小于30km/h时精度不低于±10%,大于30km/h时精度不低于12%。
所述数据收集装置102用于通过所述通讯网络将所述待测沥青路面的性能参数传送给所述数据分析装置103;
所述数据分析装置103用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
在实际应用中,所述参数采集装置101可以埋设在待测沥青路面交叉口附近车道中间位置。其中,所述多轴姿态角度及所述温湿度传感器埋设在所述待测沥青路面的下结构层表面,所述称重传感器埋设在所述待测沥青路面的上结构层表面。
具体地,可以先将多轴姿态角度与温湿度传感器固定于交叉口等部位的下结构层表面,然后将各传感器连接数据线与电源线,并在线材表面覆盖隔热防水材料或其他保护设施(比如采用PVC管包裹数据线和电源线等),防止施工期间高温摊铺以及运营中造成损坏。埋设完成后开展沥青路面上结构层施工,将各传感器与数据传输线等覆盖。为防止施工期间沥青路面损坏,待沥青路面结构养生结束并形成一定初始强度后,可在相邻位置上结构层表面埋设安装称重传感器。比如,可在相邻位置开槽安装所述称重传感器。为控制开槽范围,可选用石英式称重传感器或压电式称重传感器。
需要说明的是,所述供电装置100可以使用所述待测沥青路面附近的道路信号灯、或者路灯、或者交通标牌等的供电电源,当然也可以使用独立的供电电源,对此本发明实施例不做限定。
所述数据收集装置102可以安装在所述待测沥青路面附近的道路旁,比如,可以将其安装在路旁的信号灯、或者路灯、或者交通标牌等的支架上。另外,所述数据收集装置102与所述数据分析装置103可以通过有线方式通讯,或者通过无线方式通讯,对此本发明实施例不做限定。
所述数据收集装置102还可以具有存储功能,保存各传感器采集的性能参数。相应地,所述数据收集装置102可以实时地将所述性能参数传送给所述数据分析装置103,或者定时将所述性能参数传送给所述数据分析装置103,比如,每间隔1小时传达一次。
在实际应用中,所述数据分析装置103可以通过所述数据收集装置102的数据接口现场读取所述性能参数;当然,所述数据分析装置103也可以部署在道路运营管养部门的后端计算机系统中,相应地,所述数据收集装置102按照监测周期将所述性能参数传送给所述数据分析装置103。所述数据分析装置103以沥青路面实测数据为基础,通过预先建立的评估与预测模型确定当前结构层所处的性能状况,并对其耐久性能开展预测工作。
如图2所示,所述数据分析装置103具体可以包括以下各模块:
数据清洗模块31,用于对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;具体地,可以采用异常数据查找与剔除等方法开展数据清洗,比如可采用格拉布斯准则法、拉以达法则或四分位法等成熟方法开展数据清洗;
数据匹配模块32,用于基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,确定不同类型数据的对应关系,得到对应不同时间点的数据样本;每个数据样本包含同一时刻下作用于该路面结构的空间振动数据、角度数据、角速度数据、磁场数据、车辆荷载数据与路面结构温湿度数据。
需要说明的是,在实际应用中,为精确保证各传感器数据的对应关系,不同传感器采集的数据匹配时的时间戳对应精度可选则小于等于0.001s。
数据分析模块33,用于根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。具体地,可以将所述数据样本输入所述性能评估与预测模型,根据所述性能评估与预测模型得到沥青路面当前的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
在本发明实施例中,用于沥青路面结构性能分析与预测的性能评估与预测模型可以由相应的模型建立模型预先构建,所述模型建立模块可以作为所述数据分析装置的一个功能模块,也可以独立于所述数据分析装置,对此本本发明实施例不做限定。
所述模型建立模块具体可以以室内试验与数值模拟数据为基础建立所述性能评估与预测模型,如图3所示,是本发明实施例中所述模型建立模块的一种结构框图。
在该实施例中,所述模型建立模块包括以下各单元:
数值模拟单元41,用于通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
f(E,ε,η)=F(U,V,ω,θ)
试验单元42,用于通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
模型训练单元43,用于根据所述数值模拟单元确定的参数关系、以及所述试验单元确定的不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。具体地,整理沥青路面结构在不同温度、不同荷载作用下的空间振动、空间转动、荷载大小、温度状况与粘弹性参数范围及疲劳寿命的关系,通过BP神经网络等建立评估与预测的模型。
本发明实施例提供的沥青路面力学性能无损监测系统,通过在待测沥青路面埋设参数采集装置,所述参数采集装置包括多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器,利用这些传感器全天候连续采集待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给数据分析装置,由数据分析装置根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能,从而实现对沥青路面的结构性能及状况的无损监测及分析。利用本发明方案,可以直接获取用于量化路面状况的性能指标,为道路管养部门制订结构养护方案提供参考依据。
相应地,本发明实施例还提供一种沥青路面力学性能无损监测方法,如图4所示,是该方法的一种流程图,包括以下步骤:
步骤401,全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数;所述性能参数包括:所述待测沥青路面的空间振动、角度、角速度、磁场,温度,车辆载荷。
具体地,可以分别由预先埋设在待测沥青路面中的多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器采集上述相应参数,各传感器的埋设方式可参照前面描述的内容,在此不再赘述。
步骤402,根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
其中,所述性能评估与预测模型可以以室内试验与数值模拟数据为基础来建立。参照图5,是本发明实施例中建立性能评估与预测模型的流程图,包括以下步骤:
步骤501,通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
步骤502,通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
步骤503,根据所述参数关系、所述不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。
具体地,整理沥青路面结构在不同温度、不同荷载作用下的空间振动、空间转动、荷载大小、温度状况与粘弹性参数范围及疲劳寿命的关系,通过BP神经网络等建立评估与预测的模型。
其于上述性能评估与预测模型,在确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能时,需要首先对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;然后基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,得到对应不同时间点的数据样本;将所述数据样本输入所述性能评估与预测模型,根据所述性能评估与预测模型得到沥青路面当前的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
本发明实施例提供的沥青路面力学性能无损监测方法,通过在待测沥青路面埋设参数采集装置,所述参数采集装置包括多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器,利用这些传感器全天候连续采集待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给数据分析装置,由数据分析装置根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定路面结构的粘弹性力学性能、以及路面结构的疲劳性能,从而实现对沥青路面的结构性能及状况的无损监测及分析。利用本发明方案,可以直接获取用于量化路面状况的性能指标,为道路管养部门制订结构养护方案提供参考依据。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。而且,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的模块和单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个网络单元上,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,这里所称的存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
相应地,本发明实施例还提供一种用于路面长期性能预测方法的装置,该装置是一种电子设备,比如,可以是移动终端、计算机、平板设备、个人数字助理等。所述电子设备可以包括一个或多个处理器、存储器;其中,所述存储器用于存储计算机可执行指令,所述处理器用于执行所述计算机可执行指令,以实现前面各实施例所述的方法。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及装置,其仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。因此,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 (10)

1.一种沥青路面力学性能无损监测系统,其特征在于,所述系统包括:埋设在待测沥青路面中的参数采集装置、通过电源线与所述参数采集装置连接的供电装置、通过数据线与所述参数采集装置连接的数据收集装置、以及通过通讯网络与所述数据收集装置连接的数据分析装置;所述参数采集装置包括:多轴姿态角度传感器、称重传感器、以及温湿度传感器;
所述参数采集装置用于全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数,并将所述性能参数传送给所述数据收集装置;
所述数据收集装置用于通过所述通讯网络将所述待测沥青路面的性能参数传送给所述数据分析装置;
所述数据分析装置用于根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述参数采集装置埋设在待测沥青路面交叉口附近车道中间位置;并且所述多轴姿态角度及所述温湿度传感器埋设在所述待测沥青路面的下结构层表面,所述称重传感器埋设在所述待测沥青路面的上结构层表面。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述电源线及所述数据线表面均包覆有隔热防水材料。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述供电装置包括以下任意一种或多种:
所述待测沥青路面附近的道路信号灯、或者路灯、或者交通标牌的供电电源。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统,其特征在于,所述数据分析装置包括:
数据清洗模块,用于对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;
数据匹配模块,用于基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,得到对应不同时间点的数据样本;
数据分析模块,用于根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述数据分析装置还包括:模型建立模块,用于建立用于沥青路面结构性能分析与预测的性能评估与预测模型;所述模型建立模块包括:
数值模拟单元,用于通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
试验单元,用于通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
模型确定单元,用于根据所述数值模拟单元确定的参数关系、以及所述试验单元确定的不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。
7.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述数据分析装置还包括:
存储模块,用于存储所述待测沥青路面的性能参数。
8.一种沥青路面力学性能无损监测方法,其特征在于,所述方法包括:
全天候连续采集所述待测沥青路面的性能参数;所述性能参数包括:所述待测沥青路面的空间振动、角度、角速度,温度,车辆载荷;
根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括按照以下方式建立所述性能评估与预测模型:
通过数值模拟方式确定参数关系,所述参数关系包括不同沥青路面的粘弹性能参数与在不同车辆动载荷作用下相应路面结构层的竖向振动、水平振动、角速度、以及角度的关系;
通过动态模量试验确定不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围,设置半正矢波荷载,通过动态重复加载蠕变试验确定不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围;
根据所述参数关系、所述不同温度下沥青路面的粘弹性参数范围、以及不同温度及不同加载频率条件下沥青路面结构的疲劳寿命范围训练得到性能评估与预测模型。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述根据所述待测沥青路面的性能参数及预先建立的性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能包括:
对所述待测沥青路面的性能参数进行清洗过滤,去除其中的异常数据;
基于时间戳对清洗后的来自不同传感器的性能参数进行匹配,得到对应不同时间点的数据样本;
根据所述数据样本及所述性能评估与预测模型确定所述待测沥青路面的粘弹性参数、以及路面结构的疲劳性能。
CN202110292771.2A 2021-03-18 2021-03-18 沥青路面力学性能无损监测方法及系统 Active CN112903982B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110292771.2A CN112903982B (zh) 2021-03-18 2021-03-18 沥青路面力学性能无损监测方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110292771.2A CN112903982B (zh) 2021-03-18 2021-03-18 沥青路面力学性能无损监测方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112903982A true CN112903982A (zh) 2021-06-04
CN112903982B CN112903982B (zh) 2023-05-30

Family

ID=76105519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110292771.2A Active CN112903982B (zh) 2021-03-18 2021-03-18 沥青路面力学性能无损监测方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112903982B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114422393A (zh) * 2021-12-28 2022-04-29 中国信息通信研究院 用于确定无损网络性能的方法及装置、电子设备、存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120253704A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 University Of Tennessee Research Foundation Method and apparatus for fatigue and viscoeleastic property testing of asphalt mixtures using a loaded wheel tester
RU129245U1 (ru) * 2013-01-10 2013-06-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Установка для оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях
CN106168509A (zh) * 2016-07-29 2016-11-30 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 基于分布式光纤传感技术的沥青路面温度监测系统
CN107064476A (zh) * 2017-06-07 2017-08-18 哈尔滨工业大学 基于路面监测的公路机场沥青道面模量反算装置及方法
US20190087517A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-21 Zhejiang University Fatigue life prediction method and device of concrete based on weibull function and maximum fatigue deformation
CN109596440A (zh) * 2019-01-26 2019-04-09 长沙理工大学 一种沥青混合料温度疲劳性能的评价方法
CN109918849A (zh) * 2019-04-01 2019-06-21 同济大学 一种沥青路面沥青层现场模量主曲线的建立方法
CN110018049A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 长沙理工大学 一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法
CN110334429A (zh) * 2019-07-01 2019-10-15 河南省高远公路养护技术有限公司 一种沥青路面剩余疲劳寿命的预测方法
CN110598891A (zh) * 2019-06-27 2019-12-20 广东逸华交通工程检测有限公司 沥青路面全周期性能监测评估方法及系统
CN111693380A (zh) * 2020-07-15 2020-09-22 合肥工业大学 一种基于有限元的沥青路面疲劳损伤预测方法
CN112347541A (zh) * 2020-11-09 2021-02-09 天津城建大学 车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120253704A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 University Of Tennessee Research Foundation Method and apparatus for fatigue and viscoeleastic property testing of asphalt mixtures using a loaded wheel tester
RU129245U1 (ru) * 2013-01-10 2013-06-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Установка для оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях
CN106168509A (zh) * 2016-07-29 2016-11-30 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 基于分布式光纤传感技术的沥青路面温度监测系统
CN107064476A (zh) * 2017-06-07 2017-08-18 哈尔滨工业大学 基于路面监测的公路机场沥青道面模量反算装置及方法
US20190087517A1 (en) * 2017-09-19 2019-03-21 Zhejiang University Fatigue life prediction method and device of concrete based on weibull function and maximum fatigue deformation
CN109596440A (zh) * 2019-01-26 2019-04-09 长沙理工大学 一种沥青混合料温度疲劳性能的评价方法
CN109918849A (zh) * 2019-04-01 2019-06-21 同济大学 一种沥青路面沥青层现场模量主曲线的建立方法
CN110018049A (zh) * 2019-04-24 2019-07-16 长沙理工大学 一种简单应力状态下沥青混合料疲劳寿命预估方法
CN110598891A (zh) * 2019-06-27 2019-12-20 广东逸华交通工程检测有限公司 沥青路面全周期性能监测评估方法及系统
CN110334429A (zh) * 2019-07-01 2019-10-15 河南省高远公路养护技术有限公司 一种沥青路面剩余疲劳寿命的预测方法
CN111693380A (zh) * 2020-07-15 2020-09-22 合肥工业大学 一种基于有限元的沥青路面疲劳损伤预测方法
CN112347541A (zh) * 2020-11-09 2021-02-09 天津城建大学 车辆正常通行下沥青路面承载能力快速测试方法

Non-Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANLIAN CHENG ET AL: "Temperature-dependent viscoelastic model for asphalt concrete using discrete rheological representation", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》 *
交通运输部西部交通运输项目: "沥青路面动力响应分析方法研究", 《西部交通科技》 *
关宏信;郑健龙;张起森;: "沥青混合料的黏弹性疲劳损伤模型研究", 力学与实践 *
关宏信等: "沥青路面粘弹性疲劳损伤分析", 《湖南科技大学学报(自然科学版)》 *
叶亚丽;庄传仪;杨洁;: "长寿命沥青路面动态响应数据的采集与分析方法", 山东交通学院学报 *
叶亚丽等: "长寿命沥青路面动态响应数据的采集与分析方法", 《山东交通学院学报》 *
张成;陈兆坤;: "树脂改性半刚性面层疲劳寿命预估", 广东建材 *
梅利峰: "浅谈计算沥青路面永久变形的新方法", 《北方交通》 *
潘勤学等: "沥青路面蠕变响应现场预估方法与试验", 《中国公路学报》 *
王海朋等: "基于光纤光栅的沥青路面状态的实时监测", 《光电子.激光》 *
肖川等: "行车荷载作用下沥青路面动力特性试验", 《长安大学学报(自然科学版)》 *
胡朋等: "基于加速加载实验的柔性沥青路面疲劳模型研究", 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 *
郎志海: "基于MLS66的路面加速加载试验数据采集系统建设", 《北方交通》 *
陈洋等: "车辆多轴恒动载作用下柔性路面疲劳寿命研究", 《青岛大学学报(工程技术版)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114422393A (zh) * 2021-12-28 2022-04-29 中国信息通信研究院 用于确定无损网络性能的方法及装置、电子设备、存储介质
CN114422393B (zh) * 2021-12-28 2023-06-13 中国信息通信研究院 用于确定无损网络性能的方法及装置、电子设备、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN112903982B (zh) 2023-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3125171C (en) Electrical methods and systems for concrete testing
CN107588915B (zh) 一种桥梁影响线识别方法
CN111060270B (zh) 一种城市高架桥梁可移动式快速监测与智能评估方法
CN111638060B (zh) 一种验证自动驾驶汽车可靠耐久性的道路试验方法
CN112964476B (zh) 一种重型柴油车实际道路颗粒物排放在线预测方法
CN210533428U (zh) 一种基于多传感器融合的路面结构监测系统
CN108444662A (zh) 一种基于日温度效应的桥梁损伤在线监测方法
Ma et al. Monitoring the structural capacity of airfield pavement with built-in sensors and modulus back-calculation algorithm
CN111400793A (zh) 高架桥梁可移动式智能化快速监测及承载能力评估算法
CN104850678B (zh) 基于行车走行性的公路桥梁伸缩装置走行服役性能评定方法
CN112903982B (zh) 沥青路面力学性能无损监测方法及系统
Malekjafarian et al. Indirect monitoring of critical transport infrastructure: Data analytics and signal processing
Chowdhury et al. Application of different structural health monitoring system on bridges: An overview
Galagoda et al. Smartphone applications for pavement roughness computation of Sri Lankan roadways
Chowdhry et al. Development of a smart instrumentation for analyzing railway track health monitoring using forced vibration
Staniek Repeatability of road pavement condition assessment based on three-dimensional analysis of linear accelerations of vehicles
CN112144321A (zh) 一种用于无砟轨道板裂缝的无损监测方法
CN112213396A (zh) 一种轨道交通无砟轨道板无损检测方法
Hunt et al. Instrumented monitoring and nondestructive evaluation of highway bridges
CN109490224B (zh) 基于fbg技术的混凝土道面板无损检测装置及方法
Kumar et al. Response type road roughness measuring system from a vehicle mounted Android smartphone
CN114440972B (zh) 一种用于施工和运营过程的沥青路面长期监测系统及方法
Souriou et al. Instrumented Roadway Characterized through an Optimized Indicators Method
Bahrani et al. A comprehensive study & outlook on integrated structural health monitoring and C-intelligent transport system for pavement condition assessment
Bahrani et al. Continuous remote monitoring of a motorway section using geophones

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant