(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110721518.4 (22)申请日 2021.06.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113447342 A (43)申请公布日 2021.09.28 (73)专利权人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 马宪永　董泽蛟　张冀雯　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 专利代理师 张利明 (51)Int.Cl. G01N 3/00(2006.01) G01N 33/42(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06F 30/27(2020.01) (56)对比文件 CN 10738947 7 A,2017.1 1.24 CN 107064476 A,2017.08.18 CN 110472337 A,2019.1 1.19 CN 10479 2975 A,2015.07.2 2 CN 107742018 A,2018.02.27 CN 112686510 A,2021.04.20 CN 109918849 A,2019.0 6.21 US 2014026 635 A1,2014.01.3 0 刘能源.考虑 层间接触状态的沥青路面力学 分析与评价研究. 《中国优秀博硕士学位 论文全 文数据库(博士) 工程科技 Ⅱ辑》 .2020,(第0 6 期),第2-4页， 第1 10-117页. 审查员 张培 (54)发明名称 沥青路面各层模量及层间接触状态识别方 法 (57)摘要 一种沥青路面各层模量及层间接触状态识 别方法， 属于路面监测技术领域。 本发明为解决 现有沥青路面各层模量及层间接触状态的评估 方法中， 存在的计算结果不唯一的问题。 包括： 在 沥青路面的不同材料分层每一层层底分别设置 土压力计、 水平应变传感器和竖向应变传感器； 计算每个材料分层的不同模量和层间接触状态 下的层底竖向应力、 层底水平应变及层底竖向应 变； 建立各层模量、 层间接触状态与各层层底竖 向应力、 层 底水平应变及层底竖向应变的映射关 系； 最后， 基于映射关系， 根据测得的层 底竖向应 力幅值、 层底水平应变幅值和层底竖向应变幅 值， 计算获得不同材料分层的真实模量及真实层 间接触状态。 本发明可以反算各层模量及层间接 触状态。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 113447342 B 2022.05.10 CN 113447342 B 1.一种沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法， 其特 征在于包括， 在沥青路面的不同材料分层每一层层底分别设置土压力计、 水平应变传感器和竖向应 变传感器； 首先通过有限元或解析法， 计算每个材料分层的不同模量和层间接触状态下对应的每 个材料分层的层底竖向应力、 层底水平应 变及层底竖向应 变； 然后通过机器学习算法， 建立各层模量、 层间接触状态与各层层底竖向应力、 层底水平 应变及层底竖向应 变的映射关系； 最后， 基于所述映射关系， 根据外界载荷作用下土压力 计测得的层底竖向应力幅值、 水 平应变传感器测得的层底水平应变幅值和竖向应变传感器测得的层底竖向应变幅值， 计算 获得不同材 料分层的真实模量及真实层间接触 状态； 计算不同层间接触 状态下对应的层底水平应 变包括： 分别计算层间完全光滑状态、 层间完全连续状态及层间非完全连续状态下的层底水平 应变； 所述映射关系的建立过程包括： 以层间接触状态程度作为层间接触状态的关键特征， 建立各层模量、 层间接触状态程 度与各层 层底竖向应力、 层底水平应 变及层底竖向应 变的映射关系； 根据土压力 计测得的层底竖向应力幅值、 水平应变传感器测得的层底水平应变幅值和 竖向应变传感器测得的层底竖向应变幅值， 采用所述映射关系计算得到各层模量和层间接 触状态程度； 再利用层间接触 状态程度与层间接触 状态之间的单调关系， 确定真实层间接触 状态； 定义层间接触状态程度=1 ‑(层间非完全连续状态下层底水平应变幅值 ‑层间完全连续 状态下层底水平应变幅值)/(层 间完全光滑状态下层底水平应变幅值 ‑层间完全连续状态 下层底水平应 变幅值)。 2.根据权利要求1所述的沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法， 其特 征在于， 所述层间接触 状态采用Go odman模型的切向刚度系数表征。 3.根据权利要求2所述的沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法， 其特 征在于， 所述切向刚度系数的取值范围为[0， ＋∞)； 当切向刚度系数取0时表示层间接触状态为层间完全光滑状态， 当切向刚度系数取＋ ∞时表示层间接触 状态为层间完全连续状态。 4.根据权利要求3所述的沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法， 其特 征在于， 层间接触状态程度取值范围为[0， 1]， 当层间接触状态程度取值为0时， 表示层间接触 状态为层间完全光滑状态， 当层间接触状态程度取值为 1时， 表示层间接触状态为层间完全 连续状态。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113447342 B 2沥青路面各层模量及层间接 触状态识别方 法 技术领域 [0001]本发明涉及沥青路面各层模量及层间接触状态识别方法， 属于路面监测技术领 域。 背景技术 [0002]沥青路面服役性能在重复荷载和复杂环境作用下会逐渐衰减。 在路面承载能力方 面， 主要体现为各层模量及层 间接触状态的劣化。 实时精准获取沥青路面各层模量及层 间 接触状态对于路面力学 行为分析及服役性能评估至关重要。 [0003]以往科学研究和工程应用中， 一般采用外部无损检测技术进行路面的检测， 例如 通过落锤式弯沉仪、 应力波测试技术等检测结果， 反算沥青路面各层 模量及层间接触状态。 这些方法存在反算结果不唯一、 仅能定期开展检测作业、 实施过程影响交通等弊端。 因此， 亟需一种监测方法， 以实现沥青路面各层模量及 层间接触 状态的实时、 高效、 精准识别。 [0004]埋入式传感器监测技术已在道 路工程中进行了一定规模的应用。 埋入式传感器可 实时获取路面内部受力状态， 有望对沥青路面各层模量及层 间接触状态进行实时评估。 但 现有监测得到的力学响应在实际使用中， 仍不能解决各层 模量及层间接触状态反算结果的 非唯一性的问题。 发明内容 [0005]针对现有沥青路面各层模量及层间接触状态的评估方法中， 存在的计算结果不唯 一的问题， 本发明提供一种沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法。 [0006]本发明的一种沥青路面各层模量及 层间接触 状态识别方法， 包括， [0007]在沥青路面的不同材料分层每一层层底分别设置土压力计、 水平应变传感器和竖 向应变传感器； [0008]首先通过有限元或解析法， 计算每个材料分层的不同模量和层间接触状态下对应 的每个材料分层的层底竖向应力、 层底水平应 变及层底竖向应 变； [0009]然后通过机器学习算法， 建立各层模量、 层间接触状态与各层层底竖向应力、 层底 水平应变及层底竖向应 变的映射关系； [0010]最后， 基于所述 映射关系， 根据外界载荷作用下土压力计测得的层底竖向应力幅 值、 水平应变传感器测得的层底水平应变幅值和竖向应变传感器测得的层底竖向应变幅 值， 计算获得不同材 料分层的真实模量及真实层间接触 状态。 [0011]根据本发明的沥青路面各层模量及层间接触状态识别方法， 所述层间接触状态采 用Goodman模型的切向刚度系数表征。 [0012]根据本发明的沥青路面各层模量及层间接触状态识别方法， 所述切向刚度系数的 取值范围为[0， +∞)； [0013]当切向刚度系数取0时表示层间接触状态为层间完全光滑状态， 当切向刚度系数 取+∞时表示层间接触 状态为层间完全连续状态。说　明　书 1/5 页 3 CN 113447342 B 3