CN103353280A - 用于高速公路寿命监测的地下传感器网络及其部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络及其部署方法，由传感测量装置、光栅解调装置、光纤连接装置和通信及存储设备组成，传感测量装置主要包括水平应变传感器、垂直应变传感器、温度传感器以及土压力计，光栅解调装置包括光纤光栅解调仪，光纤连接装置包括光纤接线盒、光纤终端盒和室外光缆，通信及存储设备包括计算机和GPRS模块，本发明通过在道路各结构层内部埋设光纤光栅传感器，进行对道路结构的实时动态监测，解决了以往不能监测道路各结构层对交通荷载的动态响应问题，克服了以往监测的困难，实现了道路结构信息的实时监测。

Description

用于高速公路寿命监测的地下传感器网络及其部署方法

技术领域

本发明属于高速公路全寿命周期过程中各结构层的状态信息实时监测领域，具体涉及高速公路在运营及养护的过程中应用光纤光栅传感技术和GPRS无线传输技术对道路结构内部在不同环境条件、交通荷载作用下的动态监测。

背景技术

目前高速公路的路面类型以沥青路面为主，而其结构类型根据其设计要求和技术指标的不同又有很大的区别。到2020年，我国将建成国家高速公路网，高速公路总里程预计将达到10万公里。但交通量的不断增长及严重的超载现象，使很多公路沥青路面过早地出现路面病害问题，如车辙、疲劳、裂缝、松散等。路面病害的出现不仅影响了道路的使用性能，还给公路交通带来了极大的交通隐患。而且，这些病害从路面发病初期的微小损伤开始，就相互交织、相互影响，如不及时发现将会造成路面更大规模的破坏，降低了路面的使用寿命，即道路养护维修期缩短，及早地迎来了改建期，大大增加了交通建设的资金投入。

现有检测道路性能的方法都是通过路表的弯沉信息来评定路面承载能力状态，基于宏观路用性能的检测方法，无法真实的反映沥青路面在外界环境和交通荷载作用下的结构信息状况。而如何更为真实地了解沥青路面结构在内因和外因作用下的力学响应是解决沥青路面过早损坏的关键。路面损坏是多种因素耦合作用的结果，有一部分原因是可以通过对路面的直观观察分析得出的，但大部分病害源自面层以下结构层所承受的力和温湿度变化的共同作用，而这些变化都无法通过对路面的观察分析原因。因此如何了解沥青路面结构在各种因素共同作用下的力学响应，是解决目前高等级沥青路面过早损坏的关键，并且通过对早期损坏的养护和性能的提升可以大大延长道路的使用寿命，节约建设资金。

高速公路路面往往由多个车道组成，每个车道的宽度在3.75m，多个车道组成的路面往往很宽。由于光纤光栅传感器的价格较高，且单支传感器测量的范围有限，因此如果要在高速公路的路面布置出一个监测断面就需要埋设很多支传感器，这样成本就会非常高。

再者，由于一条高速公路的里程很长，需要在沿线选取多个监测断面，监测断面的选取需具有代表性，如直线路段、长大纵坡路段、桥梁和隧道等结构物连接处等，这就导致了监测断面之间的距离较远。每个光纤光栅传感器的监测信号都需要光栅解调仪进行解调，但是光栅解调仪的成本十分昂贵。监测的数据如何能够及时的反馈回管理人员，使管理人员能够及时准确的了解道路处于何种状态，并及时的做出运营及养护的相应对策。因此，研究一种光纤光栅传感器的部署方法有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络及其部署方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，该地下传感器网络包括基层传感测量装置以及面层传感测量装置，所述基层传感测量装置包括设置于轮迹带下方基层内的依次串接的第一光纤光栅温度传感器、第一光纤光栅垂直应变传感器、第一光纤光栅水平应变传感器以及第二光纤光栅水平应变传感器；面层传感测量装置包括设置于轮迹带下方面层内的依次串接的第二光纤光栅温度传感器、第二光纤光栅垂直应变传感器、第三光纤光栅垂直应变传感器、第五光纤光栅水平应变传感器、第六光纤光栅水平应变传感器、第三光纤光栅水平应变传感器以及第四光纤光栅水平应变传感器。

所述第一光纤光栅水平应变传感器和第二光纤光栅水平应变传感器沿道路横向布设于轮迹带的下方，第一光纤光栅水平应变传感器的末端和第二光纤光栅水平应变传感器的始端相邻接，第一光纤光栅垂直应变传感器设置于与轮迹带中部相对的位置。

所述第三光纤光栅水平应变传感器垂直于第四光纤光栅水平应变传感器，第四光纤光栅水平应变传感器沿道路横向布设，第五光纤光栅水平应变传感器垂直于第六光纤光栅水平应变传感器，第六光纤光栅水平应变传感器沿道路横向布设，第四光纤光栅水平应变传感器的末端和第六光纤光栅水平应变传感器的始端相邻接，第二光纤光栅垂直应变传感器以及第三光纤光栅垂直应变传感器沿道路横向均布。

所述地下传感器网络还包括第一光纤接续盒、第二光纤接续盒、光纤终端盒、光纤光栅解调仪、本地计算机、GPRS无线模块以及远程监控计算机，基层传感测量装置以及面层传感测量装置通过第一光纤接续盒与室外地埋光缆相连，第二光纤接续盒的一端与室外地埋光缆相连，另一端与光纤终端盒相连；光纤终端盒与光纤光栅解调仪相连，本地计算机与光纤光栅解调仪相连，GPRS无线模块与本地计算机相连，远程监控计算机通过GPRS无线模块与本地计算机相连。

所述基层传感测量装置分别埋设于底基层和基层。

所述面层传感测量装置分别埋设于面层中的上、下两个或上、中、下三个监测断面上，监测断面之间的间距为10-20m。

上述用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，包括以下步骤：

步骤一，埋设传感测量装置：在轮迹带下方的底基层和基层分别安装第一光纤光栅水平应变传感器、第二光纤光栅水平应变传感器、第一光纤光栅温度传感器和第一光纤光栅垂直应变传感器；在轮迹带下方面层内的若干个监测断面上分别安装第二光纤光栅温度传感器、第三光纤光栅水平应变传感器、第四光纤光栅水平应变传感器、第二光纤光栅垂直应变传感器、第三光纤光栅垂直应变传感器、第五光纤光栅水平应变传感器以及第六光纤光栅水平应变传感器，上监测断面和下监测断面的断面间距为15-20m；

步骤二，设置光栅解调装置：将光纤光栅解调仪安装在监控室内；

步骤三，设置光纤连接装置：将埋设在道路结构内部的传感测量装置的引出光缆引入第一光纤接续盒中，同时将室外地埋光缆也引入第一光纤接续盒中，通过室外地埋光缆将埋设在道路结构内部的传感测量装置的信号依次经第二光纤接续盒、光纤终端盒传递到光纤光栅解调仪，室外地埋光缆埋于地下40-60cm深处；

步骤四，设置通信及存储设备：将光纤光栅解调仪和本地计算机用数据线连接，设置光纤光栅解调仪的采集频率；

步骤五，远程监控及数据的保存：将数据保存于本地计算机的磁盘中，将GPRS模块与本地计算机连接。

所述室外地埋光缆采用套管进行保护后再埋设于地下。

所述第一、第二以及第三光纤光栅垂直应变传感器采用四颗钉子进行固定，使钉子的下端进入下层结构，钉子露出表面的部分与传感器上表面相平。

本发明的有益效果体现在：

本发明解决了现有道路监测技术无法及时准确的了解道路结构内部的信息，及其在环境因素和交通荷载作用下的动态响应问题。应用传感器可以从道路的内部信息直接判断道路处于何种状态，而不是仅仅依靠道路表面的弯沉等指标判断道路的承载能力。通过对埋设于道路结构内部的各种类型的光纤光栅传感器的监测数据进行收集，对道路结构内部在交通荷载下的动态响应进行分析，得出道路的承载能力状态，为运营和养护提供数据依据，可以准确得到高速公路所承受的交通荷载（平均交通量、高峰小时交通量、车辆的速度等）情况。此外，对监测数据能够及时掌握，为道路的运营养护提供数据支持，实现了实时的基于光纤光栅传感技术和GPRS无线传输技术的长期动态监测。

本发明通过对以往道路病害的统计，发现道路最容易出现病害的部位是轮迹带，因此在轮迹带范围内布设传感器可以进一步降低成本。

本发明的优点在于：

1、实现了对高速公路全寿命周期的监测，克服了现有检测方法不能及时有效的发现道路结构内部存在的微小病害、劳动强度大、检测成本高、检测精度低、检测效率低、安全性低、受检测者人为因素影响严重等缺点。

2、无需安排专人对监控系统进行看护，本系统由于其部署和结构的优点不易遭到损坏，免除了后期的人工成本以及对监控系统本身的养护成本。

3、可在面层埋设的光纤光栅应变传感器的监控下，完成对行车荷载作用下，道路结构内部三向应变动态响应的监测。克服了以往监控方法中，采集频率过低，无法监测其动态响应的缺陷。

4、无需其它专用的测速设备，仅通过上面层和下面层所埋设传感器所采集到的监测数据的时间差，可以准确同步计算出车辆的行驶速度。克服了以往测速方法容易受到干扰和需要户外进行供电等不足。

5、无需对高速公路上的车辆进行统计，仅通过对上面层所埋设的传感器所采集到的监测数据进行统计分析，可以得到平均交通量、高峰小时交通量等交通量指标。

6、不需对道路进行开挖，既可以随时监测道路内部温度场随结构深度的变化，以及道路结构温度场随时间的变化。

7、可以实现远程监控，通过GPRS模块以及网络，可以在任意时间，任意地点用计算机查看道路监控的信息，及时掌握道路的状态。

8、通过室外地埋光缆将分布不集中的传感器连接起来，可以减少光栅解调装置的设置数量，极大的节约了成本；同时将光纤光栅解调仪安装在监控室内，可以保证光纤光栅解调仪的运行。

9、埋设传感器的过程中，对传感器的定位，可以保证埋设的传感器在碾压后，不至于发生位置的移动；对传感器引出光纤的保护方法（套管），可以保证传感器的施工成活率。

10、为道路全寿命周期健康监测开辟了新的思路，有助于提高道路的运营养护水平，延长道路的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的用于基层和底基层的传感器布设结构示意图。

图2是本发明的用于面层的传感器布设结构示意图。

图3是本发明的采集系统在实际应用过程中的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，该地下传感器网络包括基层传感测量装置以及面层传感测量装置，所述基层传感测量装置包括设置于轮迹带下方基层内的依次串接的第一光纤光栅温度传感器1、第一光纤光栅垂直应变传感器2、第一光纤光栅水平应变传感器3以及第二光纤光栅水平应变传感器4；面层传感测量装置包括设置于轮迹带下方面层内的依次串接的第二光纤光栅温度传感器5、第二光纤光栅垂直应变传感器8、第三光纤光栅垂直应变传感器9、第五光纤光栅水平应变传感器10、第六光纤光栅水平应变传感器11、第三光纤光栅水平应变传感器6以及第四光纤光栅水平应变传感器7。

所述第一光纤光栅水平应变传感器3和第二光纤光栅水平应变传感器4沿道路横向布设于轮迹带的下方，第一光纤光栅水平应变传感器3的末端和第二光纤光栅水平应变传感器4的始端相邻接，第一光纤光栅垂直应变传感器2设置于与轮迹带中部相对的位置。

所述第三光纤光栅水平应变传感器6垂直于第四光纤光栅水平应变传感器7，第四光纤光栅水平应变传感器7沿道路横向布设，第五光纤光栅水平应变传感器10垂直于第六光纤光栅水平应变传感器11，第六光纤光栅水平应变传感器11沿道路横向布设，第四光纤光栅水平应变传感器7的末端和第六光纤光栅水平应变传感器11的始端相邻接，第二光纤光栅垂直应变传感器8以及第三光纤光栅垂直应变传感器9沿道路横向均布。

所述地下传感器网络还包括第一光纤接续盒13、第二光纤接续盒14、光纤终端盒15、光纤光栅解调仪16、本地计算机17、GPRS无线模块18以及远程监控计算机19，基层传感测量装置以及面层传感测量装置通过第一光纤接续盒13与室外地埋光缆相连，第二光纤接续盒14的一端与室外地埋光缆相连，另一端与光纤终端盒15相连；光纤终端盒15与光纤光栅解调仪16相连，本地计算机17与光纤光栅解调仪16相连，GPRS无线模块18与本地计算机17相连，远程监控计算机19通过GPRS无线模块18与本地计算机17相连。

所述基层传感测量装置分别埋设于底基层和基层。

所述面层传感测量装置分别埋设于面层中（沿道路长度方向）的上、下两个或上、中、下三个监测断面上，监测断面之间的间距为10-20m。

上述用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，包括以下步骤：

步骤一，埋设传感测量装置：在轮迹带下方的底基层和基层分别安装第一光纤光栅水平应变传感器3、第二光纤光栅水平应变传感器4、第一光纤光栅温度传感器1和第一光纤光栅垂直应变传感器2；在轮迹带下方面层内的若干个监测断面上分别安装第二光纤光栅温度传感器5、第三光纤光栅水平应变传感器6、第四光纤光栅水平应变传感器7、第二光纤光栅垂直应变传感器8、第三光纤光栅垂直应变传感器9、第五光纤光栅水平应变传感器10以及第六光纤光栅水平应变传感器11，上监测断面和下监测断面的断面间距为15-20m；

步骤二，设置光栅解调装置：将光纤光栅解调仪16安装在监控室内；

步骤三，设置光纤连接装置：将埋设在道路结构内部的传感测量装置的引出光缆引入第一光纤接续盒13中，同时将室外地埋光缆也引入第一光纤接续盒13中，通过室外地埋光缆将埋设在道路结构内部的传感测量装置的信号依次经第二光纤接续盒14、光纤终端盒15传递到光纤光栅解调仪16，室外地埋光缆埋于地下40-60cm深处；

步骤四，设置通信及存储设备：将光纤光栅解调仪16和本地计算机17用数据线连接，设置光纤光栅解调仪16的采集频率；

步骤五，远程监控及数据的保存：将数据保存于本地计算机17的磁盘中，将GPRS模块18与本地计算机17连接。

所述室外地埋光缆采用套管进行保护后再埋设于地下。

所述第一、第二以及第三光纤光栅垂直应变传感器采用四颗钉子进行固定，使钉子的下端进入下层结构，钉子露出表面的部分与传感器上表面相平。

实施例

本发明所述用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，由以下模块组成：

传感测量装置，包括光纤光栅温度传感器、光纤光栅水平应变传感器、光纤光栅垂直应变传感器、光纤光栅土压力计，所述各种传感器根据功能和使用要求的不同，结合高速公路的施工分层进行同步埋设。所述光纤光栅温度传感器需在道路结构的每一层都进行埋设，测量道路各结构层的温度。所述光纤光栅水平应变传感器需在道路结构的每一层都进行埋设，测量道路各结构层在交通荷载及环境因素作用下的横向应变和纵向应变。所述用于测量横向应变和纵向应变的光纤光栅水平应变传感器应相互垂直埋设于道路结构中。所述光纤光栅垂直应变传感器需在道路结构的每一层都进行埋设，测量道路各结构层在交通荷载及环境因素作用下的垂直应变。

光栅解调装置为光纤光栅解调仪。所述光纤光栅解调仪置于高速公路旁的监控室内，并通过光缆和所述的各种功能的光纤光栅传感器相连接。

光纤连接装置，包括光纤接续盒、光纤终端盒和室外地埋光缆。所述光纤接续盒置于路旁的设备井内；所述光纤终端盒置于监控室内，并与所述地埋室外光缆及所述光纤光栅解调装置相连接；所述室外地埋光缆置于光缆沟内，并与所述光纤接续盒和所述光纤终端盒相连接。

通信及存储设备，包括计算机和GPRS模块，所述计算机通过数据线和光纤光栅解调装置相连接；所述GPRS模块通过数据线和所述计算机相连接。

如图1所示，基层传感测量装置，包括第一光纤光栅温度传感器1、第一光纤光栅垂直应变传感器2、第一光纤光栅水平应变传感器3、第二光纤光栅水平应变传感器4，所述第一光纤光栅温度传感器1与第一光纤光栅垂直应变传感器2相连接，以保证所测得的温度是同一结构层内的温度；所述第一光纤光栅垂直应变传感器2置于两个光纤光栅水平应变传感器中间，在安装时一定要保证其放置的垂直，使其不会因为铺料和后期的碾压而发生倾斜，沿光纤光栅垂直应变传感器相互垂直的两条直径方向在下层表面钉入4颗长钉子，使钉子的下端进入下层结构15cm，露出表面的部分以与传感器上表面相平为宜，使第一光纤光栅垂直应变传感器2不能发生水平方向的位移；所述第一光纤光栅水平应变传感器3和第二光纤光栅水平应变传感器4沿道路横向布设于轮迹带的下方，并且第一光纤光栅水平应变传感器3的末端和第二光纤光栅水平应变传感器4的始端要衔接上，保证其之间没有空白部分。

如图2所示，面层传感测量装置，包括第二光纤光栅温度传感器5、第三光纤光栅水平应变传感器6、第四光纤光栅水平应变传感器7、第二光纤光栅垂直应变传感器8、第三光纤光栅垂直应变传感器9、第五光纤光栅水平应变传感器10、第六光纤光栅水平应变传感器11。所述第二光纤光栅温度传感器5与第二光纤光栅垂直应变传感器8相连接，以保证所测得的温度是同一结构层内的温度；所述第三光纤光栅水平应变传感器6和第四光纤光栅水平应变传感器7相连接，第三光纤光栅水平应变传感器6应垂直于第四光纤光栅水平应变传感器7；所述第四光纤光栅水平应变传感器7应沿道路横向布设，并且埋于道路轮迹带下方；所述第五光纤光栅水平应变传感器10和第六光纤光栅水平应变传感器11相连接，第五光纤光栅水平应变传感器10应垂直于第六光纤光栅水平应变传感器11；所述第六光纤光栅水平应变传感器11应沿道路横向布设，并且埋于道路轮迹带下方，第四光纤光栅水平应变传感器7的末端和第六光纤光栅水平应变传感器11的始端要衔接上。面层根据设计要求和使用功能的不同，可能分为上、下两层或上中下三层。面层埋设的传感器上面层的监测断面和下面层的监测断面之间的间距应为15m。

如图3所示，本发明除了上述传感测量装置12，还包括第一光纤接续盒13、第二光纤接续盒14、光纤终端盒15、光纤光栅解调仪16、计算机17、GPRS无线模块18、远程监控计算机19。所述传感测量装置12通过第一光纤接续盒13与室外地埋光缆相连接，并进行传感监测信号的传输；所述第二光纤接续盒14是将多个监测断面的连接光缆融合为一根室外光缆；所述光纤终端盒15与光纤光栅解调仪16相连接，光纤终端盒15能够将室外光缆中多个监测断面的信号进行区分；所述计算机17，用于光纤光栅解调仪16数据的存储；所述GPRS无线模块18与计算机17相连接，用于与远程监控计算机19的数据发送和数据接收，远程监控计算机19可以通过网络远程查看监测数据。

上述用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，具体包括以下步骤：

步骤一，设置传感测量装置：在轮迹带下方的土基表面，安装光纤光栅土压力计和光纤光栅温度传感器；在轮迹带下方的底基层和基层分别安装第一光纤光栅水平应变传感器3、第二光纤光栅水平应变传感器4、第一光纤光栅温度传感器1和第一光纤光栅垂直应变传感器2，监测横向应变的第一光纤光栅水平应变传感器3和第二光纤光栅水平应变传感器4沿道路横向安装。

在轮迹带下方的面层安装第三光纤光栅水平应变传感器6、第四光纤光栅水平应变传感器7、第五光纤光栅水平应变传感器10、第六光纤光栅水平应变传感器11，监测横向应变的第四光纤光栅水平应变传感器7沿道路横向安装，监测纵向变形的第三光纤光栅水平应变传感器6垂直于第四光纤光栅水平应变传感器7；第二光纤光栅垂直应变传感器8用于监测竖直方向的变形，第二光纤光栅垂直应变传感器8布设于第三光纤光栅水平应变传感器6的前端；第二光纤光栅温度传感器5应和其余传感器布设在同一结构层；将上面层和下面层所布设传感器的断面间距设置为15m，这样可以利用车辆经过两个断面的时间差计算其行驶速度。

步骤二，设置光栅解调装置：将光纤光栅解调仪安装在监控室内，监控室的温度应在零下5℃至40℃之间，并且保证网络和电力的供应。

步骤三，光纤连接装置；将埋设在道路结构内部的传感测量装置12的引出光缆引入第一光纤接续盒13中，同时将室外光缆也引入第一光纤接续盒13中，在光纤接续盒中将它们熔接，并进行固定和保护；将多根室外光缆引入第二光纤接续盒14中，熔接到一根主光缆进行传输，将室外光缆妥善埋于地下大约60cm深处，以光缆遭到意外破坏；通过室外光缆将埋设在道路结构内部的传感测量装置12的信号传递到光纤终端盒15内，光纤终端盒15将多个测量断面进行分离；通过室内跳线将光纤终端盒15和光纤光栅解调仪16相连接。

步骤四，设置通信及存储设备：将光纤光栅解调仪16和计算机17用数据线相连；设置光纤光栅解调仪16的采集频率。

步骤五，对监测数据进行分析：通过统计分析面层传感器的数据可以得到车辆的行驶速度及交通量信息，通过对比分析传感器的数据变化，可以判断道路的承载力状态。

步骤六，远程监控及数据的保存：通过GPRS模块18可以将计算机17的信息进行发送；远程监控计算机19利用网络可以实现对监控数据的远程查看，将数据保存于计算机的磁盘中。

所述第三光纤光栅水平应变传感器6、第四光纤光栅水平应变传感器7、第二光纤光栅垂直应变传感器8为一组，可以测量交通荷载下的三向动态响应。

所述第一光纤光栅温度传感器1和第二光纤光栅温度传感器5，可以监测道路结构内部的温度梯度变化。

所述光纤光栅解调仪16可以实现高频率的监测。

Claims (9)

1.一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：该地下传感器网络包括基层传感测量装置以及面层传感测量装置，所述基层传感测量装置包括设置于轮迹带下方基层内的依次串接的第一光纤光栅温度传感器（1）、第一光纤光栅垂直应变传感器（2）、第一光纤光栅水平应变传感器（3）以及第二光纤光栅水平应变传感器（4）；面层传感测量装置包括设置于轮迹带下方面层内的依次串接的第二光纤光栅温度传感器（5）、第二光纤光栅垂直应变传感器（8）、第三光纤光栅垂直应变传感器（9）、第五光纤光栅水平应变传感器（10）、第六光纤光栅水平应变传感器（11）、第三光纤光栅水平应变传感器（6）以及第四光纤光栅水平应变传感器（7）。

2.根据权利要求1所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：所述第一光纤光栅水平应变传感器（3）和第二光纤光栅水平应变传感器（4）沿道路横向布设于轮迹带的下方，第一光纤光栅水平应变传感器（3）的末端和第二光纤光栅水平应变传感器（4）的始端相邻接，第一光纤光栅垂直应变传感器（2）设置于与轮迹带中部相对的位置。

3.根据权利要求1所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：所述第三光纤光栅水平应变传感器（6）垂直于第四光纤光栅水平应变传感器（7），第四光纤光栅水平应变传感器（7）沿道路横向布设，第五光纤光栅水平应变传感器（10）垂直于第六光纤光栅水平应变传感器（11），第六光纤光栅水平应变传感器（11）沿道路横向布设，第四光纤光栅水平应变传感器（7）的末端和第六光纤光栅水平应变传感器（11）的始端相邻接，第二光纤光栅垂直应变传感器（8）以及第三光纤光栅垂直应变传感器（9）沿道路横向均布。

4.根据权利要求1所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：所述地下传感器网络还包括第一光纤接续盒（13）、第二光纤接续盒（14）、光纤终端盒（15）、光纤光栅解调仪（16）、本地计算机（17）、GPRS无线模块（18）以及远程监控计算机（19），基层传感测量装置以及面层传感测量装置通过第一光纤接续盒（13）与室外地埋光缆相连，第二光纤接续盒（14）的一端与室外地埋光缆相连，另一端与光纤终端盒（15）相连；光纤终端盒（15）与光纤光栅解调仪（16）相连，本地计算机（17）与光纤光栅解调仪（16）相连，GPRS无线模块（18）与本地计算机（17）相连，远程监控计算机（19）通过GPRS无线模块（18）与本地计算机（17）相连。

5.根据权利要求1所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：所述基层传感测量装置分别埋设于底基层和基层。

6.根据权利要求1所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络，其特征在于：所述面层传感测量装置分别埋设于面层中的上、下两个或上、中、下三个监测断面上，监测断面之间的间距为10-20m。

7.一种如权利要求1所述用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，埋设传感测量装置：在轮迹带下方的底基层和基层分别安装第一光纤光栅水平应变传感器（3）、第二光纤光栅水平应变传感器（4）、第一光纤光栅温度传感器（1）和第一光纤光栅垂直应变传感器（2）；在轮迹带下方面层内的若干个监测断面上分别安装第二光纤光栅温度传感器（5）、第三光纤光栅水平应变传感器（6）、第四光纤光栅水平应变传感器（7）、第二光纤光栅垂直应变传感器（8）、第三光纤光栅垂直应变传感器（9）、第五光纤光栅水平应变传感器（10）以及第六光纤光栅水平应变传感器（11），上监测断面和下监测断面的断面间距为15-20m；

步骤二，设置光栅解调装置：将光纤光栅解调仪（16）安装在监控室内；

步骤三，设置光纤连接装置：将埋设在道路结构内部的传感测量装置的引出光缆引入第一光纤接续盒（13）中，同时将室外地埋光缆也引入第一光纤接续盒（13）中，通过室外地埋光缆将埋设在道路结构内部的传感测量装置的信号依次经第二光纤接续盒（14）、光纤终端盒（15）传递到光纤光栅解调仪（16），室外地埋光缆埋于地下40-60cm深处；

步骤四，设置通信及存储设备：将光纤光栅解调仪（16）和本地计算机（17）用数据线连接，设置光纤光栅解调仪（16）的采集频率；

步骤五，远程监控及数据的保存：将数据保存于本地计算机（17）的磁盘中，将GPRS模块（18）与本地计算机（17）连接。

8.根据权利要求7所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，其特征在于：所述室外地埋光缆采用套管进行保护后再埋设于地下。

9.根据权利要求7所述一种用于高速公路寿命监测的地下传感器网络的部署方法，其特征在于：所述第一、第二以及第三光纤光栅垂直应变传感器采用四颗钉子进行固定，使钉子的下端进入下层结构，钉子露出表面的部分与传感器上表面相平。

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