内置应变传感器对沥青混合料力学性能的影响

摘要

道路本体结构的智能智慧是道路工程发展的重要方向，内置应变传感器是实现路面结构应变感知的重要手段，为探究内置应变传感器对沥青混合料力学性能影响，运用离散元法，构建了内置应变传感器的沥青混合料细观模型，研究了应变传感器埋设深度和数量对沥青混合料力学性能影响，分析了沥青混合料材料公称最大粒径、级配和沥青砂浆黏结强度等对内置应变传感器工作性能影响.结果表明：随着传感器埋设深度的增加，梁试件底部三个监测点位处水平拉应力分别增加56.9%、43.5%、43.8%，越接近梁试件底部，其内部水平应力场分布更均匀；与单传感器相比，埋设双传感器的梁试件裂隙增加速度更快，在挠度为0.8 mm时裂隙数便达到267个，单传感器仅为93个；沥青混合料公称最大粒径越大，力链数越少，AC-16、AC-20的平均力链比较AC-13分别降低4.9%、11.4%；沥青混合料级配越粗，荷载传递路径越少，接触力系数量减少77.7%，接触力分布均匀性降低，最大接触力增加74.6%，导致传感器工作稳定性越差；沥青砂浆黏结强度增加，最大接触力下降11%，传感器工作稳定性越好.研究结果可为提升内置应变传感器的沥青混合料耐久性和工作稳定性提供参考.

关键词

道路工程 / 沥青路面 / 力学响应 / 应变传感器 / 离散元方法 / 服役性能

基金资助

国家重点研发计划资助项目（2023YFB2603500）; 长沙市杰出创新青年培养计划项目（kq2306009）; 湖南省研究生科研创新项目（CX20240754）