【摘要】本文介紹了我國路面無損檢測技術的發展狀況、研究現狀及應用前景，并對路面無損檢測與評價技術進行了較系統的評價。
　　【關鍵詞】公路工程，無損檢測，落錘式彎沉儀，現狀與展望
　　
　　路面檢測技術的總體趨勢是由人工檢測向自動化檢測技術發展，由破損類檢測向無損檢測技術發展，由低速度、低精度向高速度、高精度發展。近20年來，路面無損檢測與評價技術的研究和應用在國內外受到日益廣泛的重視，其中路面強度檢測與結構性能評價一直是道路工程領域的熱點課題。近幾年來，隨著交通基礎建設投資力度的加大，我國公路通車里程逐年快速增長，未來一段時期內大量的原有路面需要維修改造，以保持良好的路用性能。路面性能檢測是公路建設與管理中的關鍵性、基礎性技術，它不僅對檢測和控制工程質量至關重要，而且決定著路網養護決策的科學性，直接影響養護資金分配的合理性。
　　當前，我國正興起一場大規模的高等級公路建設熱潮。發展高新檢測技術是高等級公路建設與管理的必然要求，不少單位已引進FWD等快速、無破損路面檢測系統。新實施的路面路基現場測試規程，FWD貝克曼梁和自動彎沉儀一起列入路面彎沉檢測基本設備，對于加快FWD檢測技術的研究開發和推廣應用將起到有力的推動作用。
　　一、FWD（落錘式彎沉儀）簡介
　　FWD(FallingWeightDeflector)即落錘式彎沉儀，是目前國際上比較流行的先進的路面無損檢測設備，可很好地模擬行車荷載對路面結構的作用，并且測速快，精度高。
　　1、FWD的組成
　　FWD由兩部分構成，1是由引車車上裝有計算機控制系統及電源控制系統；2是由拖車（FWD）車上裝有發電機，脈沖荷載發生系統，承載板及四種傳感器(位移傳感器、壓力傳感器、距離傳感器和溫度傳感器)。牽引車與FWD用5條電纜相聯。FWD在野外測量所采集的信號通過電纜線送入接口箱與計算機相聯。
　　2、FWD路面檢測系統的工作原理
　　本文以DynatestFWD為例，簡要介紹FWD的工作原理。DynatestFWD是由Dynatest國際集團公司研制開發的高科技路面強度檢測系統，其技術指標的先進性和可靠性代表了當前路面無損檢測技術的發展水平，并在國際上得到廣泛應用。
　　DynatestFWD檢測系統主要包括FWD掛車、9000型信息處理系統和微機操作系統。FWD掛車由加載系統和傳感器系統構成。其基本工作原理:是通過液壓系統提升一重錘，然后釋放下落，從而對路面施加一沖擊荷載。荷載的大小通過改變提升高度或錘重來調節，并由壓力傳感器精確測定。這種加荷方式較好地模擬了行車荷載對路面的作用。路面的變形（彎沉）由一組傳感器測定。DynatestFWD通常在距荷載中心1.8m的范圍內布置7—9個速度傳感器。9000型信息處理系統記錄荷載和路面變形的全部時程信息。整個操作系統均通過微機實現。
　　DynatestFWD主要技術指標如表1。由于FWD檢測系統可精確測試路面所受荷載和完整的變形（彎沉）信息，從而可以應用力學反分析法確定路面材料性能，并對路面結構進行較為深入的分析評價。
　　表1DynatestFWD主要技術指標
　　荷載范圍 0.7—12.0t
　　位移傳感器分清率 1um
　　位移傳感器系統誤差 <2%
　　系統測速 每測點約35s
　　FWD掛車自重量 1.0t
　　位移傳感器數量 9個
　　脈沖荷載形狀 近似半正弦波
　　3、目前FWD主要的應用：
　　�牐�1.路面彎沉盆檢測；
　　�牐�2.路面接縫傳荷效率檢測；
　　�牐�3.剛性路面板脫空檢測；
　　4、FWD與其他彎沉檢測設備相比，其技術特點主要表現在：
　　1.計算機自動采集數據，可以連續的快速測量，1小時大約能夠進行60次試驗；
　　2.準確性和精度高，彎沉分辨率達1微米；
　　3.加載范圍大，可以在0.7～12噸之間；
　　4.能夠準確的測定較完整的彎沉盆信息，為路面結構層模量反算提供了必要的基礎；
　　5.對環境條件要求相對較低；
　　6.測試方便，速度快，全套系統由微機控制，一測點只需約40秒；
　　7.對交通干擾小。
　　二、FWD路面結構反分析研究現狀
　　1、路面結構反分析問題的提出
　　自1953年貝克曼梁式彎沉儀問世以來，路面彎沉一直被用于路面結構性能評價。然而這種傳統的彎沉評價法存在明顯的缺陷。由于路面結構是一個多層體系，僅用單點彎沉來評價路面結構性能是不充分的。
　　雖然路面使用性能劣化的機理十分復雜，但一般認為，路面開裂造成的結構性劣化主要與面層材料中的最大拉應力或最大拉應變有關，而路面轍槽或平整度降低造成的功能性劣化，主要與基層或路基散離體材料中的最大壓應力或最大壓應變有關，因此，為了準確評價路面承載能力，必須首先確定路面結構層材料性能，進而分析路面結構的應力狀態。
　　路面材料性能的確定分為破損和非破損兩類方法。破損類方法（如取芯法）不僅周期長、效率低，而且取樣過程中材料不可避免的受到“擾動”，造成試驗結果難以全面反映路面結構的現場特性。因此，70年代以來，隨著以落錘式彎沉儀為代表的快速，高效、無破損檢測技術在國際上得到廣泛應用，根據彎沉盆信息反演路面材料性能，逐步得到學術界和工程界的普遍關注。
　　2、路面結構反分析的研究現狀
　　根據彎沉盆檢測數據反算路面結構層摸量的早期研究，以推理法、圖解法及回歸法為基礎。近年來，力學反分析法成為人們研究的重點，它大致可分為數據庫搜索法和迭代法兩類。
　　美國德克薩斯A&M大學在數據庫方面作了長期而系統的研究，開發出了實用化的軟件系統MODULUS，其基本原理和實現過程為：首先根據路面各層厚度、材料迫松比和彈性模量的可能范圍，應用多層彈性體理論（BISAR程序）建立一個路面彎沉盆數據庫，然后利用模式搜索和拉格朗日插值方法確定一組模量，使計算與實際彎沉盆最為接近。數據庫法的優點在于避開了反分析中的“病態”問題，求解過程穩定：一旦建立了數據庫，可以快速實現模量的反算。缺點是對于不同的路面結構，必須建立相應的數據庫，即數據庫不具有通用性。

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