光纤传感器在沥青路面监测中的应用研究

"应用柔性封装光纤传感器监测沥青路面的科研实践" 在沥青路面的建设和维护中，结构健康监测是一项至关重要的任务。随着交通量的增加和重型车辆的频繁使用，沥青路面容易遭受车辙、裂缝和坑槽等损坏，这些损坏可能导致整个结构的失效。为了解决这一问题，研究人员寻求实时、长期的监测方法来跟踪沥青路面力学性能的变化和衰减。在这种背景下，光纤传感器因其成本效益高、适应性强和分布式测试能力而受到青睐。 本文提出了一种创新的柔性细集料封装光纤传感器，其核心技术在于使用素沥青作为光纤的外包层，小粒径的沥青混合料作为封装层。这种设计旨在确保传感器能够与沥青路面紧密结合，同时保持良好的机械性能和稳定性。通过有限元分析和基础试验，研究人员确定了最佳的封装尺寸，以确保传感器在各种环境条件下的可靠性和耐用性。 在进行分级加载试验后，传感器的感知性能得到了验证。这些试验模拟了实际路面所承受的不同负荷，以检验传感器对路面应变和载荷变化的敏感度。通过力学理论，研究人员建立了光纤感知应变与路面载荷之间的量化关系，这为理解路面响应提供了精确的数学模型。 研究结果显示，在优化了压实工艺之后，这种柔性封装光纤传感器能够在沥青路面结构中实现准确且高效的监测。传感器能及时捕捉到路面的微小变形，预测潜在的结构问题，从而提前采取维修措施，防止大规模的路面损坏。 总结起来，这项研究为沥青路面的结构健康监测提供了一个创新的解决方案。柔性封装光纤传感器不仅具有成本优势，而且在技术上具有高度的适应性和精确性。通过这种方式，可以更好地理解和管理沥青路面的疲劳和损伤过程，从而提高道路的使用寿命和安全性。这一技术的广泛应用有望改变传统路面监测的方式，提升公路维护的效率和质量。