西安道路工程水泥路面性能的测查方法
   振弦式应变计的测量原理源于20世纪30年代，它通常包括固定在端块或被测元件之间的钢弦，通过测量张紧钢弦的频率变化来测量钢弦的张力/应变等物理量。

　　钢弦的振动频率与弦的张力之间的关系为T=Kf 2(1)式中，T为钢弦的张力;f为钢弦的自振频率;K与钢弦的长度，单位质量有关。

　　应变计的应变筒与其中钢弦变形协调，应变增量相同，设应变筒的应变增量为εh在应变计出厂前，通过压力机标定，给出频率-应变数据点。在计算读数应变前，振弦式应变计结构简单、精度高，输出的是频率信号，抗干扰能力强对电缆要求低，有利于传输和远程测量，可获得非常理想的测量效果。到20世纪70年代随着现代电子读数仪技术、材料及生产工艺的发展，振弦式仪器技术才得以完善并真正能满足工程应用的要求。由于其高灵敏度、高精度和长期稳定性优点，振弦式传感器已成功地应用在大坝和桥梁的长期检测中。

　　将振弦式传感器埋入梁试件和混凝土路面，其内置存贮芯片将传感器型号、编号、标定系数等参数存贮在传感器中，并可保存800次所需的测量结果，如测量时间、测点温度(传感器内置了温度传感器)、传感器编号、系数，自动计算应变，自动检测温度的结果并作温度修正，保存记录测试结果，供以后查阅或送计算机处理。

　　在真实水泥混凝土路面的长期监测中，传感器可以埋设在路面各结构层内，检测出个结构层内在持续变化的气候载荷和随机车辆载荷的反复作用发生的变形和温度，对路面各结构层的力学性能做出客观的评价。而传统的电阻应变片由于长期稳定性能差，不适宜用于路面结构的长期监测。

　　落锤式弯沉仪是一种脉冲动力弯沉仪，它模拟汽车荷载对路面施加瞬时冲击作用，得到路面瞬时变形情况，采用的是拟静力分析方法，即以各传感器所测得的位移的连线作为路面信息，对路面的承载能力做出评价，并且通过对FWD所测弯沉盆数据的静力分析，反演路面各结构层的弹性模量。包含在FWD产生的荷载和位移信号中的很多信息末得到利用，且静力分析中忽略了惯性、阻尼和共振等动力因素的影响。这种方法不能正确反映路面在落锤式弯沉仪(FWD)动力荷载的受力特点。在路面结构内设置各种传感器，测试应力、应变和温度等信息，结合FWD的弯沉检测数据，对路面的力学性能进行更科学的评价及对路面的剩余寿命进行更科学的预测，科学决策路网养护方案、合理确定既有路面改造方案、优化路面结构设计方法。

　　由于水泥混凝土路面结构所受荷载的随机性、复杂性和材料的变异性，造成路面结构内的应力、应变状态很复杂，为了证明振弦式应变计在水泥混凝土路面力学性能测试应用中的可行性，需要验证应变计的测试数据与水泥混凝土载荷有良好的线性、可重复性，以及振弦式应变计在路面力学性能测试中长期的稳定性。根据我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》，将振弦式应变计埋入水泥混凝土试件和真实路面，分别进行了相关的室内和室外力学试验。

　　本试验为常温状态下的试验，将振弦式应变计埋入70mm×70mm×230mm水泥混凝土试件内，试件经养生后，在试件两端施加简单的压应力，经过两次反复加荷和卸荷后，其残留应变不会增加，而且加荷应力不超过混凝土抗压强度的50%～60%时，混凝土的应力-应变大致呈线性关系，测试结果与混凝土的力学性质相比较，证明了振弦式应变计有良好的线性相关性。

　　同样，本试验为常温状态下的试验，将振弦式应变计埋入150mm×150mm×550mm的梁形试件。在净跨度为450mm、双支点荷载作用下进行弯拉试验处双点加荷和三点自由支承，此时梁试件受经过两次反复加荷和卸荷后，其残留应变不会增加，而且加荷应力不超过混凝土抗拉强度的50%～60%时，混凝土的荷载-应变大致呈线性关系。两次实验中，振弦式应变计的滞后性较小，在其量程范围内，能够承受试件在制备和养生期间的水化热、收缩徐变化的温度荷载作用下的应变。水泥混凝土路面的变形受复杂的环境因素变化的影响，为了减少降水、风、大气温度和湿度对路面变形的复杂影响，试验将振弦式应变计埋入路面结构的面层，首先在2006年2月21日测试了温度变化对路面变形的影响，此时路面结构的行车荷载为零，即空载情况下。振弦式应变计的分辨率为0.1度。真实路面不同日期内受温度荷载的室外试验水泥混凝土面层不仅受到太阳辐射和大气温度的变化，相应发生温度状况的日变化和年变化，还受到降水、风、大气温度和湿度的影响而发生湿度状况的变化，而且在面层不同深度处温度和湿度变化也不一样。

　　由于温度和湿度的变化一切混凝土出现的体积变化：膨胀、收缩和翘曲变形，在不同的温度和湿度情况也不同。随着温度的变化，应变的总体变化趋势保持不变，且在不同的时间只要天气条件近似相同，其应变情况有一定的可比性。

　　试验过程中，2005年12月29日与2006年2月21日两天都发生近似的降雨情况，在上午10：01和上午10：54，两天的温度都为12.8℃时，应变值分别为2994和2998，数据也有一定的可比性，振弦式应变计有比较良好的稳定性和重复性，温度误差较小，其更长时间内的稳定性，有待进一步的验证。