基于五維光纖傳感器的瀝青路面動水壓力實(shí)測研究.pdf

1、汽車行駛在有水膜覆蓋的路面時，水膜處于輪胎與路面之間，在車輛行駛過程中不停地擠壓水膜，并從輪胎兩側(cè)和輪胎花紋間隙排出，致使相對靜態(tài)的水在擠壓作用下產(chǎn)生了一個動態(tài)、瞬時的動水壓力。在車輛重復(fù)荷載作用下，具備一定壓力的動態(tài)水反復(fù)沖刷路表的瀝青混合料，隨著時間的推移，加劇瀝青路面的水損壞。水損壞不僅會降低瀝青路面行車的舒適性，縮短其使用年限，嚴(yán)重的還會影響路面行車安全，同時造成巨大損失。因此，研究并分析瀝青路面的動水壓力對路面的作用具有極其重

2、要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前獲取路面動水壓力的方法主要有數(shù)值分析法和現(xiàn)場實(shí)測法。然而，由于數(shù)值分析方法獲得的數(shù)據(jù)受諸多因素的限制，其結(jié)論仍需要現(xiàn)場實(shí)測驗(yàn)證，因此，現(xiàn)場實(shí)測的方法，仍是獲得路面動水壓力的常用方法。
　　基于國內(nèi)外已有的研究成果，本文開發(fā)了一種五維布拉格光纖光柵傳感器，用于實(shí)測瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的動水壓力。該傳感器是基于Bragg光纖光柵傳感器的基本原理，采用五個單向傳感器進(jìn)行拼裝而成的。
　　利用該傳感器，針對不

3、同的車速，本文對瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的動水壓力進(jìn)行了實(shí)測。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：動水壓力的作用時間很短；動水壓力隨著車身的駛過呈現(xiàn)先正壓后負(fù)壓（即真空吸附）的變化趨勢；動水壓力隨著車速的增加而增大；而且，車速一致時，不同的方向，其動水壓力是不一樣的。
　　正因?yàn)閯铀畨毫Φ淖饔?，使得瀝青混合料的工作環(huán)境進(jìn)一步惡化?；趯?shí)測的動水壓力，本文嘗試開發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)方法，用于評價瀝青混合料在動水壓力等惡劣環(huán)境下的抗剝落或抗水損性能。經(jīng)初步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該試驗(yàn)方