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2016-11-30 閱讀(1056)
瀝青路面應(yīng)變E+E傳感器開(kāi)發(fā)與性能
公路是國(guó)家或地區(qū)間進(jìn)行交流的紐帶,也是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)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(chē)輛荷載作用,并抵御各種惡劣的自然條件。由于車(chē)輛數(shù)量猛增且迅速大型化,致使公路路面也面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn),出現(xiàn)了很多破損現(xiàn)象,直接影響道路的通車(chē)效率和行車(chē)安全。
瀝青路面應(yīng)變E+E傳感器開(kāi)發(fā)與性能 因此,研究在不同荷載作用下不同路面結(jié)構(gòu)層之間的荷載、應(yīng)變傳遞規(guī)律顯得非常重要。 光纖光柵是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型傳感元件,近幾年來(lái)大量光纖光柵E+E傳感器用于了土木工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)當(dāng)中。但是,由于裸光纖光柵無(wú)法適應(yīng)工程的粗放式施工要求,必需先對(duì)其進(jìn)行封裝,而后再用到結(jié)構(gòu)當(dāng)中,光纖光柵封裝工藝的研究成為了光纖光柵應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)瀝青路面應(yīng)變測(cè)試的需求,提出了一種基于熱塑性樹(shù)脂(聚丙烯)封裝的光纖Bragg光柵E+E傳感器(PP-OFBG應(yīng)變E+E傳感器),并用解調(diào)設(shè)備對(duì)E+E傳感器的整個(gè)封裝過(guò)程作了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);對(duì)E+E傳感器的力學(xué)性能、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、傳感性能也進(jìn)行了深入的研究,得到了該E+E傳感器的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo);考查了光纖光柵與封裝材料之間的粘結(jié)情況,通過(guò)E+E傳感器的標(biāo)定試驗(yàn)得到了E+E傳感器的靈敏度系數(shù)和重復(fù)性能。 將研發(fā)的PP-OFBG應(yīng)變E+E傳感器分別布設(shè)到混凝土柱和瀝青混凝土梁中,測(cè)出了混凝土柱連續(xù)7天的早期固化情況,隨后對(duì)柱子進(jìn)行了軸心壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)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(jié)和協(xié)調(diào)變形性能很好。對(duì)布設(shè)E+E傳感器的瀝青混凝土梁用MTS試驗(yàn)機(jī)做靜、動(dòng)載試驗(yàn),測(cè)定了梁在荷載作用下的應(yīng)變。由于該應(yīng)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(xié)調(diào)變形,同時(shí)發(fā)現(xiàn)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(yīng)變測(cè)試和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。zui后,采用有限元軟件ANSYS模擬計(jì)算了該應(yīng)變E+E傳感器布設(shè)到路面后的應(yīng)變,將布設(shè)E+E傳感器前后的路面應(yīng)變作了比較;計(jì)算了不同類(lèi)型E+E傳感器用于路面后所測(cè)應(yīng)變,與路面未埋入E+E傳感器時(shí)應(yīng)變作了比較。結(jié)果表明, PP-OFBG應(yīng)變E+E傳感器較其它類(lèi)型E+E傳感器有其*的*性。
