路面结构强度(PSSI)是沥青路面使用性能(PQI)的重要参数，是综合判定路基路面承载能力和整体寿命最直观的指标之一，如何高效准确地采集沥青路面的弯沉值，对公路养护管理工作具有十分重要的意义。如今国内较常见的路面弯沉检测装备有贝克曼梁、落锤式弯沉仪及激光自动弯沉仪，其通病是检测速度缓慢，弯沉检测数据的需求无法大规模地实现。相对路面使用性能(PQI)其他参数的自动化快速检测设备的效率，传统的弯沉检测手段已无法匹配，全面、大规模的网级路面弯沉检测至今尚未实现。考虑到实际技术条件约束下的工程可行性，最新版《公路技术状况评定标准》JTG 5210-2018目前仍延续旧版的规定，只需进行抽样抽检并抽样比例不低于公路网列养里程的20%即可，而且仍未纳入到沥青路面使用性能指数计算参数里面。
近年来高速激光弯沉测试技术的成熟及逐渐推广应用，有效地解决了这一大检测难题。相信在不久的将来，高速激光弯沉仪能够取代传统弯沉检测设备，使得路面弯沉可以与其他路面使用性能分项指标进行综合评定。
高速激光弯沉测试技术主要是在高速行驶过程中利用激光多普勒效应来测试地面在荷载作用下的垂直下沉速度，通过一套惯性系统实时记录多普勒激光传感器的振动情况和运行姿态，用于修正计算路面实际弯沉变化的速度。通过速度传感器精确地测量出测量点的沉降速度。根据测量点相对于车轮中心的位置和它的沉降速度，利用弹性力学理论可以得到弯沉盆曲线的数学方程，再结合车轮的压力就能够算出标准弯沉值。路面可以看成满足欧拉-伯努利方程的弹性模型:
测试原理如图1所示：
当一道激光打到移动物体上，反弹回的激光的波长就会被改变，改变的多少与物体移动的速度快慢有关;把反弹回来的波与原本的波进行干涉，就会产生能量，通过检验能量的大小，再进行一系列的运算，就可以计算出相应的速度。解此方程可得路面变形曲线的公式为:
确定了系数A、B的以后，可以结合荷载力F推导出路面的弹性模量E。
(1)高速激光弯沉测试技术与传统路面弯沉检测技术的区别
贝克曼梁测试的是路面回弹弯沉，即路基路面在规定荷载作用下产生的弹性变形;落锤式弯沉仪是模拟行车荷载作用下的弯沉盆，测试的是路面总弯沉，是弹性变形与路基路面塑性变形之和;而高速激光弯沉测试技术所测的是在真实移动轴载作用情况下实际产生的弯沉盆，从而得到路面总弯沉值，最接近路面在车辆行驶的真实状态。
(2)高速激光弯沉测试技术的优势
高速激光弯沉仪与其它检测设备优势对比，如表1所示。
由上表可以看出，高速激光弯沉技术对比其他传统的弯沉测试方法，具有高效率，全覆盖，备案简单，成本低及安全性高的优点。但高速激光弯沉技术要求检测路段路面干燥通畅，检测时应避免潮湿或拥堵的情况。
为全面对比激光动态弯沉系统测试效果，根据工程实际测试的需要，设计了在同一沥青路面结构下与贝克曼梁及落锤式弯沉仪进行比对试验，其试验路段路面结构见表2:
选取2段不同水平的试验路段，弯沉水平分布如表3所表示，每段均用油漆做好标记。
在试验路段上高速激光弯沉仪以60km/h的速度采集数据，每段路采集3次，按20m间隔取出所测弯沉值后求3次平均值作为单点弯沉值(LDD)，然后依次在标记点上测试落锤弯沉(FWD)值及贝克曼梁弯沉(BB)值。
(1)根据高速激光弯沉仪与落锤式弯沉仪两种测试方法的对比试验数据，建立相关关系，如图3所示。
本次检测路段高速激光弯沉仪与落锤式弯沉仪对比试验相关系数R=0.9564，相关关系式为:
(2)根据高速激光弯沉仪与贝克曼梁两种测试方法的对比试验数据，建立相关关系，如图4所示。
本次检测路段高速激光弯沉仪与落锤式弯沉仪对比试验相关系数R=0.9537，相关关系式为:
各单点弯沉值对比曲线如图5所示：
通过试验结果我们可以看到，高速激光弯沉仪与落锤式弯沉仪、贝克曼梁弯沉仪的测值结果具有良好的相关性，其相关系数分别为0.9564/0.9537，符合相关道路评价检测设备的准确性要求。
高速激光弯沉测试技术是为全面、大规模的网级路面弯沉检测解决了技术上的问题，并为路面弯沉参与路面使用性能综合评定提供了可行方案。本文介绍了高速激光弯沉测试技术原理，分析了该方法对传统弯沉检测技术的区别及优势，提出了高速激光弯沉测试仪在检测中需要注意的事项，并与落锤式弯沉、贝克曼梁弯沉测试进行了对比试验，得到以下主要结论:
(1)高速激光弯沉测试技术的非接触连续检测特性使其可以按照正常车速行驶进行检测，工作效率较传统弯沉检测方法有质的飞越，可连续检测的数据采集模式可以有效消除单点检测间隔中的可能丢失弯沉异常值的弊端;另外具有检测的成本低，执行力高，安全性能好的优点。
(2)通过比对试验结果我们可以看到，高速激光弯沉仪与落锤式弯沉仪、贝克曼梁的测值结果具有良好的相关性，其比对试验结果相关系数均符合相关道路评价检测设备的准确性要求，证明其测试结果准确有效。
摘要：高速激光弯沉测试技术是一种先进的弯沉检测技术, 主要通过在高速行驶过程中利用激光多普勒效应来测试路面总弯沉值, 具有高效率, 全覆盖, 备案简单, 成本低及安全性高的优点, 推广高速激光弯沉测试技术可实现全面、大规模的网级路面弯沉检测。
关键词：高速激光弯沉测试技术,优势,应用
[1] JTG 5210-2018《公路技术状况评定标准》.
[2] JJG (交通) 111-2012, 《前插式激光测距自动弯沉仪》计量检定.规程.
[3] 武韬.付宏渊.沥青路面激光动态弯沉测试试验研究.[A], 湖南交通科技, 2016:1008-844X (2016) 02-0001-06.
[4] 林光哨.道路路面弯沉检测方法的应用探讨.黑龙江交通科技, 2012 (5) .
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