基于BOTDA的机场道面半刚性基层裂缝扩展规律

通过室内试验与现场水泥稳定碎石基层裂缝监测试验, 采用分布式BOTDA光纤监测技术, 研究了传感光纤的应变与裂缝宽度的关系、半刚性基层早期裂缝扩展规律以及裂缝发展速率。研究结果表明: 当裂缝宽度分别为3、6、9mm时, 聚氨酯封装的传感光纤应变分别为5.9×10^-3、7.7×10^-3、10.3×10^-3, 金属基封装的传感光纤应变分别为1.5×10^-3、1.6×10^-3、2.1×10^-3, 光纤应变随着裂缝宽度的增加而增大; 当裂缝宽度为9mm时, 聚氨酯与金属基封装的光纤应变分别为内定点铝合金铠装光纤平均应变的33.2、6.8倍, 因此, 聚氨酯与金属基封装的传感光纤裂缝监测效果较好; 在现场基层施工完成后第13d, 80m长的路段出现了3处微裂缝, 此期间最大温差为2.1℃, 说明基层裂缝的产生和发展主要在第1个月, 且主要是干缩裂缝, 干缩应力是裂缝产生及裂缝间距的主要影响因素; 在施工完成后第20、77、139d, 基层底面温度分别为10.3℃、2.5℃、9.4℃, 基层底面K24+656位置裂缝处光纤应变分别为4.2×10-4、9.5×10-4、4.3×10-4, 在139d之内, 没有新的裂缝出现, 说明温缩应力对早期裂缝间距的影响较小, 主要影响裂缝宽度, 温缩裂缝主要出现在干缩阶段干缩应力较大的位置; 当上、下基层连铺时, 基层上表面与底面的裂缝位置一致, 表明水泥稳定碎石基层横向裂缝为贯穿裂缝; 基层上表面裂缝发展速率分别是基层中间和底面的3.8、2.8倍, 基层上表面的裂缝发展速率最大。