摘要
针对现代化智慧公路健康监测系统存在的监测技术落后、监测精度低及成本高等问题,设计开发了基于智能压电传感技术的沥青混凝土路面连续健康监测系统.该系统可通过交通荷载进行传感器自供电并对道路结构损伤进行实时监测,通过数值模拟和室内实验研究,对自供电传感系统的道路结构损伤监测性能进行综合评估与测试.采用三维有限元模拟仿真,分析了移动交通荷载作用下的路面结构力学响应;通过在沥青层底引入疲劳裂缝,从传感监测节点的动态应变数据中提取数据特征对道路结构损伤程度进行监测,同时进行了沥青混凝土试件三点弯曲室内试验;为了保护埋入路面的传感器,设计了一种小型化球形封装结构并进行了性能测试;基于数值分析的研究结果,沿加载路径布置的传感器节点能对道路结构的损伤程度进行监测.研究表明:本系统能有效监测各种道路结构损伤状态,包括疲劳开裂、裂缝扩展等,同时可对道路结构损伤进行定位并量化其受损程度,提高了道路结构健康监测系统的可靠性及智慧化程度,为智慧公路制定科学运维决策提供理论支撑.
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