專利名稱：具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，屬于交通監(jiān)測技術領 域。
背景技術：
對路面或橋面上的車流量、車速及車重量等交通參數進行監(jiān)測，是保障城市和公 路的交通安全和順暢的一種有效手段?，F有對交通數據的監(jiān)測方法是采用外設的或內置 的磁、光、電或微波等傳感器，這種外設形式的傳感器存在布設復雜、造價高、維護費用高及 惡劣天氣下可靠性差等缺點，而內置形式的傳感器主要存在與路面或橋面結構的相容性不 好，不易維護，進而產生使用壽命短等缺點。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決目前監(jiān)測交通數據采用的外設或內置傳感器的方式存 在造價高及使用壽命短的問題，提供一種具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構。本發(fā)明由自感知混凝土材料層、電極和引出導線組成，所述自感知混凝土材料層內部埋設有多個電極，每個電極通過引出導線引出至自 感知混凝土材料層外，所述電極的埋藏深度大于lcm，并且該電極距離自感知混凝土材料層 底面的距離也大于1cm，所述自感知混凝土材料層的厚度為3cm至15cm。當車輛在本發(fā)明所述的路面結構上經過時，自感知混凝土材料層在車輛壓力的作 用下，會產生阻抗的變化，通過電極和引出導線采集該阻抗的變化，就會相應的獲得自感知 混凝土材料層所受的壓力的變化情況，進而實現對車重量的測量，以及通過感知有車輛經 過達到測量車流量以及車速的目的，由此可見，本發(fā)明可以有效地監(jiān)測車流量。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，在使 用中不會損害現有路面或橋面的結構性能，即可實現對車流量、車速、車重量等交通參數的 監(jiān)測，它同時還可實現對現有路面或橋面結構性能的監(jiān)測，具有造價低、耐久性好、維護方 便和長壽命等特點。將其用于交通管理與控制中，可以提高交通運行效率、節(jié)約能源、降低 污染，提高交通安全，以及提高交通基礎設施的安全運營與壽命。
圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明在實施過程中對車流量的監(jiān)測曲線圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式由自感知混凝土材 料層1、電極2和引出導線3組成，
所述自感知混凝土材料層1內部埋設有多個電極2，每個電極2通過引出導線3引 出至自感知混凝土材料層1外，所述電極2的埋藏深度大于1cm，并且該電極2距離自感知 混凝土材料層1底面的距離也大于1cm，所述自感知混凝土材料層1的厚度為3cm至15cm。本實施方式所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，采用高靈敏度的自 感知混凝土材料制備，這能確保在車輛荷載比較小情況下的監(jiān)測結果，它可使用于水泥混 凝土或浙青混凝土鋪制的路面或橋面上，它通過采集由引出導線3引出的電極2間的電壓、 電阻等電學信號，經計算獲得車流量、車速、車重量等交通參數，實現了對交通狀況的監(jiān)測， 還可獲得路面或橋面所承受的應力、應變、裂紋和損傷等結構參數，對所述電學信號可通過 有線或無線的方式采集并傳輸。
具體實施方式
二本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述多個電極2采 用分布式或連續(xù)式布置。其它組成及連接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
三本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1由鎳粉和水泥混合材料制成，其中鎳粉摻量為水泥質量的1-3倍。其它組成及連 接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
四本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的1. 5-2. 5倍。其它組成 及連接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
五本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的1.5-3倍。其它組成及 連接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
六本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的1-2. 5倍。其它組成及 連接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
七本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的2倍。其它組成及連接 關系與實施方式一相同。
具體實施方式
八本實施方式為對實施方式三、四、五、六或七的進一步限定，所述 鎳粉為納米或微米級刺球形鎳粉。其它組成及連接關系與實施方式三、四、五、六或七相同。
具體實施方式
九本實施方式為對實施方式一的進一步限定，所述自感知混凝土 材料層1的寬度為2cm至30cm。其它組成及連接關系與實施方式一相同。
具體實施方式
十本實施方式所述是本發(fā)明所述的具有自感知功能的道路或橋梁 的路面結構的一種應用方式。該方式是在現有路面上間隔2m至20m分別設置兩個條帶具 有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，所述兩個條帶相互平行鋪設。采用本實施方式所述的方式設置具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，可實 現對車輛測速的目的。
具體實施方式
十一本實施方式所述是本發(fā)明所述的具有自感知功能的道路或橋 梁的路面結構與現有路面相結合的方式。在實際使用中，本發(fā)明所述的具有自感知功能的 道路或橋梁的路面結構可以與普通混凝土材料的路面結構相結合鋪制同一條路的路面，也可以全部采用具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構。采用與普通混凝土材料的路面結構相結合鋪制路面時，可將具有自感知功能的道 路或橋梁的路面結構嵌入到混凝土路面或橋面板中，自感知混凝土材料層1厚度的最小值 為3cm，最大值可與所嵌入的混凝土路面或橋面的厚度相同；也可將具有自感知功能的道 路或橋梁的路面結構鋪設在現有路面或橋面結構的表層，自感知混凝土材料層1的長度可 為現有路面或橋面的寬度或半個路面或橋面的寬度，本發(fā)明所述的具有自感知功能的道路 或橋梁的路面結構可根據具體情況在需要進行交通參數監(jiān)測的路段鋪設。對于已建成的混凝土路面或橋面，可在混凝土路面或橋面上切割出2cm-30cm寬 的條帶，在其中澆入自感知混凝土材料形成自感知混凝土材料層1，同時埋入電極2并由引 出導線3引出；或者將已經預制好的具有自感知功能的道路或橋梁的路面嵌入到切割出的 條帶中。對切割出的條帶中的空隙可采用與混凝土路面或橋面板相同的材料填充。對于新 建的混凝土路面或橋面板，可在施工過程中直接預留出2cm-30cm寬的條帶，然后采用與混 凝土路面或橋面板相同的方法鋪設形成具有自感知功能的道路或橋梁的路面。在采用本發(fā)明所述的路面結構檢測車流量時，在兩個電極之間施加電壓信號，然 后采集所述兩個電極之間的電壓信號的變化情況，所述電壓變化曲線參見圖2所示，由于 在車輛經過時，會導致自感知路面產生一個電壓信號的突變，因此，該曲線中向下的突變 處，即表示有車輛經過，通過記錄曲線中向下突變的個數即可實現對車流量的檢測，由此可 見，本發(fā)明可以有效地監(jiān)測車流量。
權利要求
1.一種具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于它由自感知混凝土材 料層(1)、電極⑵和引出導線⑶組成，所述自感知混凝土材料層(1)內部埋設有多個電極(2)，每個電極(2)通過引出導線 (3)引出至自感知混凝土材料層⑴夕卜，所述電極⑵的埋藏深度大于lcm，并且該電極⑵ 距離自感知混凝土材料層(1)底面的距離也大于1cm，所述自感知混凝土材料層(1)的厚度為3cm至15cm。
2.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于所 述多個電極(2)采用分布式或連續(xù)式布置。
3.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于所 述自感知混凝土材料層(1)由鎳粉和水泥混合材料制成，其中鎳粉摻量為水泥質量的1-3倍。
4.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于 所述自感知混凝土材料層(1)由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的 1. 5-2. 5 倍。
5.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于 所述自感知混凝土材料層(1)由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的 1. 5-3 倍。
6.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于 所述自感知混凝土材料層(1)由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的 1-2. 5 倍。
7.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于所 述自感知混凝土材料層(1)由鎳粉和水泥混合材料制成，所述鎳粉摻量為水泥質量的2倍。
8.根據權利要求3、4、5、6或7所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特 征在于所述鎳粉為納米或微米級刺球形鎳粉。
9.根據權利要求1所述的具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，其特征在于所 述自感知混凝土材料層(1)的寬度為2cm至30cm。
全文摘要
具有自感知功能的道路或橋梁的路面結構，屬于交通監(jiān)測技術領域。它解決了目前監(jiān)測交通數據采用的外設或內置傳感器的方式存在造價高及使用壽命短的問題。它由自感知混凝土材料層、電極和引出導線組成，所述自感知混凝土材料層內部埋設有多個電極，每個電極通過引出導線引出至自感知混凝土材料層外，所述電極的埋藏深度大于1cm，并且該電極距離自感知混凝土材料層底面的距離也大于1cm，所述自感知混凝土材料層的厚度為3cm至15cm。本發(fā)明適用于監(jiān)測交通參數。
文檔編號E01F11/00GK102102328SQ201010600710
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者余遜, 歐進萍, 韓寶國 申請人:哈爾濱工業(yè)大學