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聯系我們 瀝青路面應變E+E傳感器開發與性能
公路是國家或地區間進行交流的紐帶,也是一個國家或地區經濟發展的重要標志之一。路面是公路的主要組成部分,它直接承受高速行駛的車輛荷載作用,并抵御各種惡劣的自然條件。由于車輛數量猛增且迅速大型化,致使公路路面也面臨嚴峻的考驗,出現了很多破損現象,直接影響道路的通車效率和行車安全。
瀝青路面應變E+E傳感器開發與性能 因此,研究在不同荷載作用下不同路面結構層之間的荷載、應變傳遞規律顯得非常重要。 光纖光柵是20世紀90年代發展起來的新型傳感元件,近幾年來大量光纖光柵E+E傳感器用于了土木工程結構監測當中。但是,由于裸光纖光柵無法適應工程的粗放式施工要求,必需先對其進行封裝,而后再用到結構當中,光纖光柵封裝工藝的研究成為了光纖光柵應用的關鍵問題。針對瀝青路面應變測試的需求,提出了一種基于熱塑性樹脂(聚丙烯)封裝的光纖Bragg光柵E+E傳感器(PP-OFBG應變E+E傳感器),并用解調設備對E+E傳感器的整個封裝過程作了實時監測;對E+E傳感器的力學性能、微觀結構、傳感性能也進行了深入的研究,得到了該E+E傳感器的抗拉強度、抗壓強度和彈性模量等力學性能指標;考查了光纖光柵與封裝材料之間的粘結情況,通過E+E傳感器的標定試驗得到了E+E傳感器的靈敏度系數和重復性能。 將研發的PP-OFBG應變E+E傳感器分別布設到混凝土柱和瀝青混凝土梁中,測出了混凝土柱連續7天的早期固化情況,隨后對柱子進行了軸心壓縮試驗。試驗證明,E+E傳感器的封裝材料與光柵之間、E+E傳感器與混凝土柱之間的粘結和協調變形性能很好。對布設E+E傳感器的瀝青混凝土梁用MTS試驗機做靜、動載試驗,測定了梁在荷載作用下的應變。由于該應變E+E傳感器的彈性模量在1GPa左右,與瀝青混凝土路面材料相近,能夠與其協調變形,同時發現E+E傳感器的疲勞性能也很好,適用于瀝青混凝土路面的應變測試和長期監測。zui后,采用有限元軟件ANSYS模擬計算了該應變E+E傳感器布設到路面后的應變,將布設E+E傳感器前后的路面應變作了比較;計算了不同類型E+E傳感器用于路面后所測應變,與路面未埋入E+E傳感器時應變作了比較。結果表明, PP-OFBG應變E+E傳感器較其它類型E+E傳感器有其*的*性。
