高速公路路面結(jié)構(gòu)連續(xù)性檢測儀的研究.pdf

1、混凝土路面在我國南方被廣泛采用。雖然混凝土路面具有剛度大、承載能力強(qiáng)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),但是在建設(shè)和使用過程中,其中的病害問題也非常多。其中,脫空現(xiàn)象是一個比較經(jīng)常發(fā)生的病害問題,路面結(jié)構(gòu)脫空病害是造成路面破損的一大殺手,且病害不易被立即發(fā)現(xiàn),給道路維修帶來很大的困難。目前高速公路的脫空位置檢測還大部分采用的是人工敲擊路面這樣憑借維修工人經(jīng)驗(yàn)的方式,不僅效率低,而且準(zhǔn)確度也不高。如何高效準(zhǔn)確的檢測得到路面的脫空位置及脫空位置大小,成為了

2、路面維修機(jī)養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵。由于造成脫空的原因復(fù)雜多樣,雖然近年來有學(xué)者提出了雷達(dá)檢測、彎沉法檢測等方法,但是在檢測效率和經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面依然表現(xiàn)差強(qiáng)人意。
　　本文首先基于彈性力學(xué)的基礎(chǔ),將路面在動載荷下的激勵響應(yīng)簡化為小撓度薄板的振動,在對其進(jìn)行分析后總結(jié)出:路面振動噪聲的聲壓大小取決于路面結(jié)構(gòu)邊界振動速度的法向分量。之后用ABAQUS軟件建立路面結(jié)構(gòu)模型,利用有限元方法求得路面結(jié)構(gòu)振動特性?；谡駝犹匦酝ㄟ^聲學(xué)邊界元法計算得到了路面結(jié)

3、構(gòu)的聲學(xué)響應(yīng)特性。在進(jìn)行了大量的仿真試驗(yàn)后,利用最小二乘法擬合得到了路面結(jié)構(gòu)脫空大小與聲效特征值之間的關(guān)系。
　　其次設(shè)計了基于路面振動理論分析設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)連續(xù)性檢測儀。檢測儀硬件主要采用STM32F103作為核心處理器,使用激勵輪敲擊路面產(chǎn)生振動噪聲并采用拾音器實(shí)時采集路面聲信號,對信號進(jìn)行濾波等處理后將聲波轉(zhuǎn)換為電信號,通過測距傳感器實(shí)時檢測道路的位置信號,最后微控制器將處理后的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送至上位機(jī)。上位機(jī)軟件通過串口接