摘要：感知并解析路面振动可为智能车路系统提供健康诊断、定位循迹、风险预警等多功能服务,有效驱动路面智能化。通过优化分布式光纤器件设计与阵列布设,研发了水泥混凝土路面振动分布式感知系统;利用短时能量分析、功率谱分析等构建了振动时间-空间特征、频域-空间特征的场式表达方法;基于短时能量时空场、功率谱频空场,提出了水泥混凝土路面振动时空响应特征、全局频域特征的变维度解析方法;并于同济大学足尺试验场进行实测验证。结果表明:(1)荷载位置显著影响短时能量时空场,短时能量峰值坐标能灵敏地反映荷载位置变化,且相比线形光缆,由光纤环阵列组成的感知系统具有更高的空间分辨率(0.35 m);(2)相同荷载激振下,振动分布式感知系统与商用高精度加速度计测试结果相近(频峰识别误差小于1 Hz,空间振型置信度大于0.9),且在多点重复测试下具有较高稳定性;(3)面板模量显著影响功率谱频空场,模量越大前4阶频率越大,且增幅随阶次增高而愈发显著,该实测现象与理论分析吻合,且在6块板内测得相同趋势。该振动分布式感知系统能够准确、稳定地感知路面振动场时间、空间、频域信息;振动场变维度解析方法能够有效、可靠地解析时空响应特征、全局频域特征。

摘要：采用振动传递理论分析了接缝刚度对振动跨缝传递特性的影响机制,并通过40万次缩尺度室内疲劳加载测试,验证了接缝边界损伤对振动传递特性的影响规律,据此建立了基于振动传递率的接缝损伤感知方法。依托6块水泥混凝土路面板接缝的振动传递率实测结果,并与弯沉比检测结果进行对比,检验振动传递率感知接缝损伤的实际效果。结果表明:接缝两侧振动传递率与接缝刚度显著相关(相关系数>0.8),在不同季节和不同接缝的重复性测试中振动传递率均能够灵敏、准确地感知接缝损伤(刚度损失比识别精度为±0.069),验证了该接缝损伤感知方法的可靠性。