文档摘要：为揭示应变传感器与沥青混合料协同工作性能的演化规律,提高传感器实测数据的应用价值和环境适应性,基于数字图像关联技术和小梁直接拉伸试验,对内置传感器的沥青混合料试件开展多重受力模式下的应变响应研究,分析不同温度条件下传感器与沥青混合料的变形协调性能;并利用四点弯曲试验下的声发射信号和数字图像特征,揭示内置传感器的沥青混合料结构损伤演化规律.研究结果表明:内置应变传感器的沥青混合料变形协调特性与荷载类型、大小及响应时间紧密相关,传感器应变响应具有强烈的温度敏感性,在30～50℃的环境中,传感器应变响应的精准度会急剧衰减,其测量平均绝对误差Eˉa和相对误差Eˉr可分别增大3.49～11.79倍和2.01～2.91倍.利用声发射能量信号准确地刻画了传感器与沥青混合料协同受力下的4阶段损伤演化特征,反映出温度作用会改变结构损伤形式向非稳定开裂的态势发展;不同温度下声发射RA和AF的分布特征表明,内置应变传感器的沥青混合料结构破裂模式受温度影响显著,呈现为拉-剪混合、剪切破裂为主的破裂机制,且随温度不断增大,剪切破裂持续增强,剪切事件由55.7%增长至84.4%,增幅达1.52倍.研究成果对实现内置应变传感器与沥青路面协同工作性能的合理评判,推进传感器技术深度赋能传统沥青路面结构提供参考.
Abstract：Thispaperaimedtorevealtheevolutionarypatternsofthecollaborativeperformancebetweenstrainsensorandasphaltmixture,andtoenhancethepracticalvalueandenvironmentaladaptabilityofthemeasureddatafromthesensors.Basedonthedigitalimagecorrelation(DIC)technologyanddirecttensilebeamtests,thestrainresponseoftheasphaltmixturespecimenswithbuilt-insensorswasinvestigatedundermultiplestressmodes.Thedeformationcoordinationperformancebetweenthesensorsandtheasphaltmixtureswasanalyzedunderdifferenttemperatureconditions.Byutilizingtheacousticemissionsignalsanddigitalimagefeaturesobtainedfromfour-pointbendingtests,thestructuraldamageevolutionofasphaltmixtureswithbuilt-insensorswasrevealed.Theresultsindicatethatthedeformationcoordinationcharacteristicsofasphaltmixtureswithbuilt-instrainsensorsarecloselyrelatedtothetype,magnitude,andresponsetimeoftheload,andthestrainresponseofthesensorsexhibitsstrongtemperaturesensitivity.Inanenvironmentbetween30℃and50℃,theaccuracyofthestrainresponseofthesensorsdeterioratessignificantly,withtheaverageabsoluteerror(Eˉa)andrelativeerror(Eˉr)increasingby3.49～11.79timesand2.01～2.91times,respectively.Theacousticemissionenergysignalsaccuratelycharacterizethefour-stagedamageevolutioncharacteristicsofthecollaborativeforcebetweenthesensorsandtheasphaltmixtures,reflectingthattemperatureaffectsthestructuraldamagepatternandtendstodeveloptowardsnon-stablecracking.Thedistributioncharacteristicsoftheacousticemissionriseangleandaveragefrequencyatdifferenttemperaturesindicatethatfracturemodeofasphaltmixtureswithbuilt-instrainsensorsissignificantlyinfluencedbytemperature,showingapredominantmodeoftension-shearmixtureandshearrupture.Moreover,asthetemperatureincreases,theshearrupturebecomesstronger,andtheoccurrenceofsheareventsincreasesfrom55.7%to84.4%,withanincreasefactorof1.52.Theresearchfindingsprovidevaluableinsightsforthereasonableevaluationofthecollaborativeperformancebetweenbuilt-instrainsensorsandasphaltpavements,andcontributetothedeepempowermentofsensortechnologyintraditionalasphaltpavementstructures.
作者：李文博 刘朝晖 柳力 赵华 张允宝 王观次 Author：LIWenbo LIUZhaohui LIULi ZHAOHua ZHANGYunbao WANGGuanci
作者单位：长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙410114湖南省交通运输厅交通建设造价管理站,湖南长沙410029岳阳路桥集团有限公司,湖南岳阳414100
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(6)
分类号：U416.223
关键词：沥青路面 数字图像关联技术 声发射特征 应变传感器 变形协调
Keywords：asphaltpavement digitalimagecorrelationtechnology acousticemissioncharacteristics strainsensor synergisticdeformation
机标分类号：U416.217TG146.23TU375.4
在线出版日期：2024年7月16日
基金项目：国家重点研发计划，湖南省交通运输厅科技进步与创新计划项目，湖南省自然科学基金资助项目内置传感器的沥青混合料变形协调及损伤行为研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(6)李文博 刘朝晖 柳力 赵华 张允宝 王观次为揭示应变传感器与沥青混合料协同工作性能的演化规律,提高传感器实测数据的应用价值和环境适应性,基于数字图像关联技术和小梁直接拉伸试验,对内置传感器的沥青混合料试件开展多重受力模式下的应变响应研究,分析不同温...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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关键词：沥青路面,数字图像关联技术,声发射特征,应变传感器,变形协调,
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