【摘要】：路面結(jié)構(gòu)作為典型的外部結(jié)構(gòu),在服役過程中受復(fù)雜環(huán)境因素影響和車輛荷載反復(fù)作用,會(huì)出現(xiàn)路用性能下降、開裂、車轍等多種病害。傳統(tǒng)路面性能檢測(cè)方法多為不連續(xù)的人工檢測(cè),只有在路面出現(xiàn)表面病害后才能被檢測(cè)修復(fù),不能及時(shí)了解路面的使用性能狀態(tài)和潛在的損傷發(fā)展?fàn)顩r�？紤]到季節(jié)性凍土地區(qū)長(zhǎng)期的凍融循環(huán)、高低溫交替、紫外線輻射強(qiáng)度高等惡劣自然條件狀況,路面更易產(chǎn)生車轍、開裂等結(jié)構(gòu)性病害,通過在吉林省通化地區(qū)建立瀝青路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng),獲取瀝青路面服役過程中的相關(guān)力學(xué)指標(biāo)與環(huán)境參數(shù)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目至今已經(jīng)積累了海量的數(shù)據(jù),如果沒有適宜的數(shù)據(jù)處理方法,海量的數(shù)據(jù)則會(huì)成為研究的掣肘。為此引入了數(shù)字信號(hào)處理方法和信息數(shù)據(jù)處理工具,分析路面動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)的信號(hào)特征,研究信號(hào)異常的處理方法,并基于MATLAB平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理方法的編譯集成,結(jié)合處理后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)瀝青路面溫度狀況進(jìn)行分析預(yù)測(cè),對(duì)瀝青路面使用性能狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)估。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先,介紹了項(xiàng)目的瀝青路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建過程,包括傳感器的選型、確定及現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè);分析已有原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式,基于選定的Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建立了存儲(chǔ)用原始數(shù)據(jù)庫;并從數(shù)據(jù)組織策略角度考慮,分析原始數(shù)據(jù)儲(chǔ)存格式中存在的不足之處,提出符合關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化要求的瀝青路面結(jié)構(gòu)信息綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)劃。其次,針對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集信號(hào)存在的數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)量過大等問題,結(jié)合后續(xù)的分析需求,基于數(shù)字信號(hào)處理的方法理論基礎(chǔ),分析路面動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)中實(shí)際采樣信號(hào)與噪聲的特征區(qū)別,研究編譯信號(hào)降噪、荷載作用下有效信號(hào)判斷、峰值提取的算法;在MATLAB/GUI平臺(tái)編譯集成相關(guān)數(shù)字信號(hào)處理的方法工具,設(shè)計(jì)公路瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理及分析軟件,提供峰值密度函數(shù)、相關(guān)性分析等時(shí)頻分析窗口,并為后續(xù)的瀝青路面性能分析預(yù)留了相關(guān)接口。再次,基于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀝青路面溫度場(chǎng)分布規(guī)律,對(duì)比研究了降雨等特殊氣候條件下的溫度場(chǎng)變化狀況;總結(jié)歸納了現(xiàn)有的兩類瀝青路面溫度預(yù)估方法模型,考慮到預(yù)估模型存在較大的地區(qū)差異,利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)回歸擬合已有的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估模型,通過決定系數(shù)、殘差平方和、回歸平方和等等統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)分析了現(xiàn)有溫度預(yù)估模型的優(yōu)缺點(diǎn);結(jié)合路面?zhèn)鳠釋W(xué)原理,修訂建立了適宜于季凍區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的多元回歸模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。最后,分析了不同軸數(shù)、不同溫度、不同結(jié)構(gòu)等工況下瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程曲線規(guī)律;針對(duì)瀝青路面疲勞開裂和永久變形兩類典型破壞,調(diào)研總結(jié)國(guó)內(nèi)外主流設(shè)計(jì)方法中的瀝青路面性能預(yù)測(cè)模型,基于項(xiàng)目實(shí)測(cè)信息和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,建立基于實(shí)測(cè)信息的瀝青路面疲勞損傷模型和車轍損傷模型;結(jié)合已有軟件預(yù)留接口,基于MATLAB/GUI完成實(shí)測(cè)荷載信息軸損傷界面設(shè)計(jì),并在損傷模型中考慮溫度的影響,結(jié)合損傷計(jì)算結(jié)果分析季凍區(qū)四類瀝青路面結(jié)構(gòu)的適用性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U416.217
【圖文】：

-14-c) 水平向應(yīng)變傳感器 d) 應(yīng)變傳感器標(biāo)定圖2-1 傳感器標(biāo)定瀝青路面是用瀝青混合料分層鋪筑在路基上供車輛行駛的層狀構(gòu)造物，結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器也是分層鋪設(shè)在瀝青路面中的，其中傳感器布設(shè)大體的示意圖如圖 2-2 所示。圖2-2 傳感器布設(shè)示意圖瀝青路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)中傳感器埋設(shè)方案大體一致，下面將以長(zhǎng)壽命瀝青路面為例，介紹傳感器的布置情況。路面監(jiān)測(cè)方案包括 16 個(gè)水平向傳感器，其中 12 個(gè)均分為 4 排布置于道路左側(cè)輪跡帶中心線的瀝青面層層底，1、

信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器也是分層鋪設(shè)在瀝青路面中的，其中傳感器布設(shè)大體的示意圖如圖 2-2 所示。圖2-2 傳感器布設(shè)示意圖瀝青路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)中傳感器埋設(shè)方案大體一致，下面將以長(zhǎng)壽命瀝青路面為例，介紹傳感器的布置情況。路面監(jiān)測(cè)方案包括 16 個(gè)水平向傳感器，其中 12 個(gè)均分為 4 排布置于道路左側(cè)輪跡帶中心線的瀝青面層層底，1、

離光纜將傳感器與通化縣高速公路管理局下屬的鶴大高速專用機(jī)房里解調(diào)儀相連，后期連接服務(wù)器與解調(diào)儀，設(shè)置采樣頻率開始路面結(jié)構(gòu)信息的實(shí)時(shí)采集。圖2-4 傳感器現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)流程圖2.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫本節(jié)研究主要基于 Oracle 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，針對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立了適用的原始數(shù)據(jù)庫，同時(shí)按關(guān)系模式要求深入分析結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)各項(xiàng)實(shí)體間的關(guān)系，基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫范式要求，提出了符合三大范式要求的瀝青路面結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)的綜合數(shù)據(jù)庫。常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息監(jiān)測(cè)項(xiàng)目將采集數(shù)據(jù)以文本形式存儲(chǔ)在硬盤中，分析軟件通過讀取文件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這一方法使得系統(tǒng)運(yùn)行效率受限于文件讀取效率，限制了監(jiān)測(cè)軟件處理海量數(shù)據(jù)的能力。數(shù)據(jù)庫技術(shù)作為用于存儲(chǔ)、傳輸、管理大量數(shù)據(jù)的工具，利用關(guān)系表格來分類存儲(chǔ)、檢索數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫是信息時(shí)代處理大量數(shù)據(jù)的一種有效工具。數(shù)據(jù)庫（DataBase）自上世紀(jì)六十年代發(fā)展至今，從最初的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具到現(xiàn)在數(shù)據(jù)的綜合管理工具

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2746450